Генофонд

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Плотность видов диких птиц в Северной Америке (количество видов птиц на 1 км2)[1]

Генофо́нд (также генный пул, пул генов — англ. «gene pool») — понятие из популяционной генетики, описывающее совокупность всех генных вариаций (аллелей) определённой популяции, вида[2].

Происхождение термина

Впервые термин и концепцию генофонда сформулировал русский советский генетик А. С. Серебровский в 1928 году[2][3][4]:

Совокупность всех генов данного вида... я назвал генофондом, чтобы подчеркнуть мысль о том, что в лице генофонда мы имеем такое же национальное богатство, как и в лице запасов нефти, запасов золота, угля, скрытых в наших недрах[5].

Мы стоим у края необъятного моря. Тысячи различных или вредных веществ-генов растворены в этом море. И море это волнуется. Неслышными взрывами ежеминутно взрываются в нем мутации, даря нам новые ценности или отравляя это море новыми ядами. Медленно расползаются диффузионными процессами эти гены, захватывая всё новые и новые зоны. Сложными потоками переливаются, смешиваясь и крутясь, разноцветные струи, рождая новые комбинации генов, часто ещё неведомые человеку, которые мы, не улавливая, теряем… Имя этому морю – генофонд домашних животных. Познать, понять и овладеть его взволнованной многосложной жизнью – наша благородная задача[6].

Позднее понятие генофонда перекочевало в западную науку благодаря Ф. Г. Добржанскому, который перевёл русскоязычный термин на английский язык как «gene pool»[7].

Описание

Популяция располагает всеми своими аллелями для оптимального приспособления к окружающей среде. Можно также говорить о едином генофонде вида, так как между разными популяциями вида происходит обмен генами.

Если во всей популяции существует лишь один аллель определённого гена, то популяция по отношению к вариантам этого гена называется мономорфной. При наличии нескольких разных вариантов гена в популяции она считается полиморфной.

Если у рассматриваемого вида имеется более чем один набор хромосом, то совокупное количество разных аллелей может превышать количество организмов. Однако в большинстве случаев количество аллелей всё же меньше. При сильном инбридинге часто возникают мономорфные популяции лишь с одним аллелем многих генов.

Одним из показателей объёма генофонда является эффективный размер популяции, сокращённо . У популяции людей с диплоидным набором хромосом может иметься максимально в два раза больше аллелей одного гена, чем индивидов, то есть ⩽ 2⋅ (величины популяции). Исключены при этом половые хромосомы. Аллели всей популяции в идеальном случае распределены по закону Харди — Вайнберга.

Более крупный генофонд с множеством разных вариантов отдельных генов ведёт к лучшему приспособлению потомства к меняющейся окружающей среде. Разнообразие аллелей позволяет приспособиться к изменениям значительно быстрее, если соответствующие аллели уже имеются в наличии, чем если они должны появиться вследствие мутации. Тем не менее, в неизменяющейся окружающей среде меньшее число аллелей может быть более выгодным, чтобы при половом размножении не возникало слишком много неблагоприятных комбинаций аллелей.

Практическое применение в сельском хозяйстве

Центр генофонда домашнего азиатского буйвола на Филиппинах

При выведении новых пород путём инбридинга возможно удаление нежелательных аллелей из генофонда. При скрещивании видов и вносе генов из иных популяций возможно увеличение объёма генофонда.

Важным аспектом в практике сельского хозяйства являются задачи сохранения, поддержания и эффективного использования генофондов культивируемых человеком видов растений и животных[8][9][10][11]. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) рассматривает биоразнообразие генофондов как необходимое условие для производства продуктов питания и ведения сельского хозяйства и относит его к самым важным ресурсам Земли. По данным ФАО, 90 % мировой продукции животноводства обеспечивается 14 видами (из 30) домашних животных и птиц[12][13].

В рамках ФАО в 1983 году был образован межправительственный форум — Комиссия по генетическим ресурсам для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства[англ.], которая проводит мониторинг мировых генофондов и вырабатывает меры по их оценке, использованию и сохранению. Так, по данным этой Комиссии, всего в мире имеется около 8300 пород домашних животных, однако 8 % из них считаются уже вымершими и 22 % — на грани исчезновения[12][13]. С целью учёта и мониторинга породных генофондов создан Глобальный банк данных генетических ресурсов[фр.] домашних животных и издаётся «Всемирный список наблюдения за разнообразием домашних животных» («World Watch List for Domestic Animal Diversity»)[14][15]. Информация о генофондах пород животных и птиц собирается для банка данных по всем странам через национальных координаторов и добровольных помощников-специалистов, а «Всемирный список наблюдения за разнообразием домашних животных» трижды обновлялся[16][17].

Большую практическую значимость имеет инвентаризация наследственно варьирующих признаков у данного вида сельскохозяйственных растений или животных, включая определение частот различных аллелей либо фенов (у генетически менее изученных видов)[2][18].

См. также

Примечания

  1. ↑ Gridded Species Distribution, v1 (англ.). Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC): Data: Data Collections. SEDAC, NASA; Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), The Trustees of Columbia University in the City of New York. Дата обращения: 25 февраля 2015. Архивировано 25 февраля 2015 года.
  2. ↑ 1 2 3 Генофонд — статья из Большой советской энциклопедии.  (Дата обращения: 25 февраля 2015) Архивированная копия. Дата обращения: 25 февраля 2015. Архивировано 16 марта 2018 года.
  3. ↑ Romanov M. N., Wezyk S., Cywa-Benko K., Sakhatsky N. I. Poultry genetic resources in the countries of Eastern Europe — history and current state (англ.) // Poultry and Avian Biology Reviews : журнал. — Northwood[англ.], UK: Science & Technology Letters, 1996. — Vol. 7, no. 1. — P. 1—29. — ISSN 1357-048X. Архивировано 2 марта 2015 года. (Дата обращения: 2 марта 2015)
  4. ↑ Моисеева И. Г., Романов М. Н., Никифоров А. А., Авруцкая Т. Б. Исследования по генетике кур. К 120-летию со дня рождения выдающегося советского генетика А. С. Серебровского (1892—1948) // Генетика : журнал. — М.: Наука, 2012. — Т. 48, № 9. — С. 1021–1038. — ISSN 0016-6758. — PMID 23113330. Архивировано 25 февраля 2015 года. (Дата обращения: 25 февраля 2015)
  5. ↑ Серебровский А. С. Генетические основы селекции // Племенное дело в крестьянском хозяйстве. По трудам I Всероссийского съезда по племенному делу. — М.: Книгосоюз, 1928. — С. 15—32.
  6. ↑ Серебровский А. С. Геногеография и генофонд сельскохозяйственных животных СССР // Научное слово. — 1928. — № 9. — С. 3—23.
  7. ↑ Graham L. Lonely Ideas: Can Russia Compete? — Cambridge, MA, USA: MIT Press, 2013. — P. 169. — ISBN 978-0-262-01979-8. (англ.)
  8. ↑ Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства России / Отв. ред. И. А. Захаров-Гезехус; Ин-т общ. генетики им. Н. И. Вавилова РАН. — М.: Наука, 2006. — С. 229—388. — ISBN 5-02-035646-8. (Дата обращения: 23 февраля 2015) Архивировано 2 октября 2017 года.
  9. ↑ Столповский Ю. А., Захаров И. А. Генофонды отечественных пород — национальное богатство России. — М.: РАН, Ин-т общ. генетики им. Н. И. Вавилова, Программа Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов», 2007. — С. 2.
  10. ↑ Столповский Ю. А. Популяционно-генетические основы сохранения ресурсов генофондов доместицированных видов животных: Дис. … докт. биол. наук. М.: Ин-т общ. генетики им. Н. И. Вавилова РАН, 2010. — 339 с.
  11. ↑ Wezyk S., Cywa-Benko K., Romanov M. N. (1993). "Protection against the extermination of the native breeds of poultry in the countries of Eastern Europe". In Jan S. Gavora, Jan Boumgartner (Eds). (ed.). Abstracts and Participants, Suppl. 10th International Symposium on Current Problems in Avian Genetics (Nitra, Slovakia, June 7—10, 1993). Nitra, Slovakia: Slovak Technical University; Nitra Aviagen. p. 6. Архивировано из оригинала 16 октября 2020. Дата обращения: 16 октября 2020.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) (англ.)
  12. ↑ 1 2 Генетическое разнообразие — наше сокровенное богатство, и мы должны дорожить каждой его частицей. Боритесь с голодом. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO). Дата обращения: 25 февраля 2015. Архивировано 25 февраля 2015 года.
  13. ↑ 1 2 Биологическое разнообразие для продовольственной безопасности и питания: 30 лет Комиссии. Источники информации: Инфографика. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) (15 апреля 2013). Дата обращения: 25 февраля 2015. Архивировано 25 февраля 2015 года.
  14. ↑ World Watch List for Domestic Animal Diversity (недоступная ссылка) / Ed. by B. D. Scherf. — 3rd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 2000. (англ.) (Дата обращения: 23 февраля 2015)
  15. ↑ Weigend S., Romanov M. N. The World Watch List for Domestic Animal Diversity in the context of conservation and utilisation of poultry biodiversity (англ.) // World's Poultry Science Journal[нидерл.] : журнал. — Cambridge, UK: World's Poultry Science Association; Cambridge University Press, 2002. — Vol. 58, no. 4. — P. 411—430. — ISSN 0043-9339. — doi:10.1079/WPS20020031. Архивировано 23 февраля 2015 года. (Дата обращения: 23 февраля 2015)
  16. ↑ Romanov M. N. Farm animal genetic resources. The global databank for farm animal genetic resources. Breeds currently in the global databank. Ukraine. Chicken. Domestic duck. Domestic goose. Turkey // World Watch List for Domestic Animal Diversity / Ed. by B. D. Scherf. — 2nd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 1995. — P. 550—551, 602. — ISBN 92-5-103729-9. Архивировано 24 сентября 2015 года. (англ.) (Дата обращения: 25 февраля 2015)
  17. ↑ Romanov M. N. Farm animal genetic resources. Global regions — breeds at risk. Europe. Ukraine (Chicken. Domestic duck. Domestic goose. Turkey) // World Watch List for Domestic Animal Diversity / Ed. by B. D. Scherf. — 3rd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 2000. — P. 429—440, 642. — ISBN 92-5-104511-9. Архивировано 1 января 2015 года. (англ.) (Дата обращения: 25 февраля 2015)
  18. ↑ Романов М. Н., Сахацкий Н. И. Инвентаризация генофонда домашних птиц Украины // Научно-технический бюллетень : журнал. — Харьков, Украина: Укр. акад. аграр. наук, Ин-т птицеводства, 1995. — Вып. 34. — С. 3—14. — ISSN 0136-9814. Архивировано 25 февраля 2015 года. (Дата обращения: 25 февраля 2015)

Литература