Химера (биология)
Химеры в биологии — животные или растительные организмы, состоящие из генетически разнородных тканей. Часто химерически построенными являются не целые организмы, а лишь их отдельные органы или части[1].
В 1907 году термин впервые применил немецкий ботаник Г. Винклер для форм растений, которые были получены в результате сращивания паслёна и томата.
В 1909 году Э. Баур, изучая пеларгонию пестролистную, выяснил природу данного явления.
Естественные химеры впервые описаны М. С. Навашиным. В частности, им были обнаружены химеры Crepis dioscoridis[2] L. и Crepis tectorum L.[3] Естественные гаплохламидные периклинальные химеры впервые описаны Л. П. Бреславец на примере отдельных географических рас конопли[4].
Содержание |
Химеры в ботанике [править]
Химеры могут возникать в природе в результате спонтанных мутаций соматических клеток, в экспериментальных условиях (обработка мутагенами, полиплоидогенами, колхицином, другие воздействия), а также среди растений-регенерантов и в результате прививок. Химеры более распространены у растений, размножаемым вегетативным способом, так как лишь при этом способе химерность сохраняется достаточно долго. При половом размножении возможно наследование химерности, возникающей при нестабильности аллелей. В этом случае наследование признаков не подчиняется менделевским законам и считается нестабильной мутацией. В природе химеры редки, возникают, как правило, в результате случайной гибридизации и механических повреждений[4].
Химеры (особенно периклинальные, как более стабильные) обладающие комплексом хозяйственных преимуществ, имеют важное значение в растениеводстве. Они часто выращиваются как декоративные растения[5].
В ботанике различают следующие виды химер (см. таблицу).
| Вид химеры | Особенности |
|---|---|
| мозаичные (гиперхимеры) | генетически разные ткани образуют тонкую мозаику |
| секториальные | разнородные ткани расположены крупными участками |
| периклинальные | ткани лежат слоями друг над другом |
| мериклинальные | ткани состоят из смеси секториальных и периклинальных участков |
Периклинальные химеры бывают:
- диплохламидные (например пеларгония с белоокаймлёнными листьями)
- гаплохламидные (например хлорофитум с белоокаймлёнными листьями)
Периклинальные химеры более часто встречаются в природе, что объясняется их большей стабильностью. Нередко они обнаруживаются среди размножаемых вегетативно сортов декоративных растений[4]. Так Juniperus davurica 'Expansa Variegata' является периклинальной химерой, у которой внешние ткани генотипически альбиносные, а внутренние состоят из хлорофиллоносных клеток[6].
Взаимодействие между компонентами химер и переход различных веществ из одного компонента в другой могут приводить к различным аномалиям развития и иногда к бесплодию химеры.
В практике садоводов химеры, возникшие случайно в результате прививок (т. н. пестролистность), воспроизводят вегетативным размножением заново из поколения в поколение (например, химеры между пурпурным ракитником и золотым дождём — т. н. ракитник Адама, химеры между померанцем и лимоном). Исследователи применяют различные химеры между мушмулой и боярышником.
Расхимеривание [править]
Утрата химерности свойственна как растениям, полученным в результате обработки колхицином, так и химерам, возникшим спонтанно. Наряду с периклинальными химерами, сохраняющими свои особенности при вегетативном размножении в течение 100 и более лет[2], описаны случаи исчезновения химерности (у трихимер Pelargonium zonaie, известного с XIX века апельсина 'Shamouti' и пр.). У некоторых форм винограда расхимеривание может происходить на отдельных побегах, при этом нижняя часть побегов состоит из полиплоидных тканей[4].
Частота расхимеривания зависит от способа размножения растений. Размножение корневыми черенками чаще приводит к расхимериванию, чем вегетативное размножение другими частями растения[4].
Химеры в зоологии [править]
В зоологии химера — животное, которое состоит из двух или более типов генетически различных клеток, которые происходят от разных зигот.
Химеры могут формироваться из четырёх гамет (результат объединения в один эмбрион двух оплодотворённых яйцеклеток или эмбрионов на ранних стадиях развития).
Химеризм у животных может быть как результатом индивидуального развития организма (онтогенеза), так и результатом трансплантации органа, ткани (например, костного мозга или переливания крови). У гетерозиготных (не однояйцевых) близнецов химеризм может возникать в результате объединения кровеносных сосудов (анастомозов). Химеры часто могут давать потомство, и тип потомства зависит от того, из какой линии клеток развились гаметы.
В 1980-х годах искусственным путём была получена межвидовая химера овцы и козы.
Фетальный и материнский микрохимеризмы [править]
Микрохимеризм возникает при проникновении клеток матери и плода через плацентарный барьер млекопитающих и характеризуется в норме небольшой долей «чужих» клеток в организме.
Различают два вида микрохимеризма: фетальный микрохимеризм — присутствие клеток плода в организме матери и материнский микрохимеризм — присутствие клеток матери в организме сначала плода, а затем и ребёнка. Предполагается, что микрохимеризм вследствие различия иммунных свойств приобретённых клеток и клеток организма-хозяина является причиной ряда заболеваний аутоиммунного характера: ювенильного дерматомиозита и неонатальной волчанки при фетальном микрохимеризме, преэклампсии, системной красной волчанки и некоторых форм рака при материнском микрохимеризме, а также ряда других патологических состояний.
Если в крови больного содержатся клетки человека противоположного пола, химеризм легко выявить, обнаружив клетки с женским и мужским кариотипами. В остальных случаях проводят типирование клеток крови больного по HLA.
См. также [править]
Примечания [править]
- ↑ Химеры. Большая Медицинская Энциклопедия. Архивировано из первоисточника 16 марта 2013. Проверено 14 марта 2013.
- ↑ 1 2 Кренке Н. П. Химеры растений. — М—Л.: АН СССР, 1947. — 386 с.
- ↑ Nsvashin M. Unbalanced somatic chromosomal variation in Crepis // Univ. California Publs. Agricult. Sci.. — 1930. — Т. 6. — № 3. — С. 95—106.
- ↑ 1 2 3 4 5 Кунах В. А. Геномная изменчивость соматических клеток растений // Биополимеры и клетка. — 1995. — Т. 11. — № 6.
- ↑ Крен М. Б., Лоуренс У. Дж. Ч. Генетика садовых и овощных растений. — М.-Л.: Сельхозгиз, 1936. — 232 с.
- ↑ Ruth J., Klekowski E. J., Jr., Stein O. L. Impermanent initials of the shoot apex and diplontic selection in a juniper chimera // Am. J. Bot.. — 1985. — № 72. — С. 1127–1135.
Литература [править]
- Uptake of informative molecules by living cells, ed. L. Ledoux, Arnst. — L., 1972; Hess D., Transformationen an höheren Organismen, «Naturwissenschaften», 1972, Jg. 59.
- Baruch Rinkevich. Human natural Chimerism: an acquired character or a vestige of evolution? Human Immunology, vol. 62, No 6 (June 2001), pp. 651–657
- Значение слова «Химеры (в биологии)» в Большой советской энциклопедии
