Систематика и эволюция верблюдов
Авторы предлагают зоологическую классификацию, исходя из фактов свободной скрещиваемости одногорбых, двугорбых верблюдов и схожестью числа и морфологии хромосом.
Систематика верблюдов
Согласно зоологической классификации, изложенной Д.А.Баймукановым и А.Баймукановым верблюды представлены двумя подвидами: бактрианами (C.baсtrianus) и дромедарами (C.dromedarius). По новой систематической классификации верблюды относятся: Надцарство – Эукариоты (Eycariota), Царство – Животные (Animaliа, Zoobiota), Подцарство – настоящие многоклеточные животные (Metazoa, Menazoobionta), раздел двусторонне симметричные (Bilateria), подраздел вторичноротые (Deuterostomia), надтип (Chordaria), тип хордовых (Chordata), подтип позвоночных (Vertebrata) или черепные (Craniata), инфратип – группа челюстноротые (Gnathostomi), надкласс четвероногие (Tetrapoda) или высшие черепные (позвоночные) или челюстные, класс млекопитающих или звери (Mammalia), подкласс живородящие млекопитающие – настоящие звери (Theria), инфракласс плацентарные – высшие звери (Eutheria, Placentalia), надотряд копытные (Ungulata) или парнопалые, отряд мозоленогих (Tylopoda), подотряд верблюжьих (Camelida), семейству верблюдовые (Camelidae), род горбатые верблюды (Camelus), вид – не сформировался.
По предлагаемой авторами зоологической классификации, исходя из фактов свободной скрещиваемости одногорбых, двугорбых верблюдов и схожестью числа и морфологии хромосом, Camelus dromadarius и Camelus bactrianus отнесены к подвидам (рисунок 1).
Эволюция верблюдов
По данным советского ученого С.Н. Боголюбского [1], самые древние геологические останки животных, похожих на верблюда, были обнаружены в эоценовом слое в Северной Америке. Их возраст составляет приблизительно 40-50 миллионов лет. Следует отметить, что предшественник современного верблюда был величиной с зайца, имел четыре пальца. Причем первый и второй пальцы были недоразвитые.
Данное ископаемое получило название Protolopus.
По мере увеличения размеров тела и укрепления пальцехождения, он эволюционировал в Poebrotherium. Poebrotherium был величиной с современного барана, причем на конце 3 и 4-го пальца появляется нечто похожее на копытца.
Третья ископаемая форма, которую необходимо отметить - Procamelus, величиной с современную ламу. Боковые пальцы конечностей полностью редуцированы, на верхней челюсти сохраняется только одна пара резцов.
От Procamelus отходят две ветви - современные ламы и собственно верблюды. В конце третичного периода около двух миллионов лет назад верблюды мигрировали в Евразию до ледникового периода.
Ламы мигрировали в Южную Америку по Центральной Америке, которая находилась в стадии формирования и представляла собой узкую полоску земли. К концу ледникового периода верблюды и весь род верблюжьих вымерли в их первоначальном месте обитания [2].
По данным И.И. Лакоза верблюды были распространены в Южно-Европейской части СССР до ледникового периода. Такое мнение было дано на основании находок останков верблюдов (Golopoda Cameladae) в отложениях понта [2]. Данное ископаемое получило название Paracamelus, это животное было величиной с современного слона и обитало на высоте 2200 м над уровнем моря. В условиях Евразийского континента около 2 млн. лет назад дальнейшая эволюция верблюдов шла по пути приспособления к сухим равнинам, в связи с этим Pаrаcamelus уменьшился в размере тела. Эволюция в сухих равнинах шла таким образом, что Pаrаcamelus стал приспосабливаться к жаркому климату пустынь и полупустынь. В этих условиях более 1 млн. лет назад появляются безгорбовые животные Badacamelus величиной с современного верблюда, по телосложению похожие на дромедаров. Badacamelus постепенно расселился по всей территории Юго-Восточной и Юго-Западной части Евразийского континента, расширился ареал их обитания на Африканском континенте. По общему мнению ведущих ученых П.В. Кугенева [3], M.E. Fowler [4], уделивших в своих работах особое внимание проблеме филогенеза, эволюция верблюдов шла по пути приспособления к сухим равнинам, в связи с этим они продолжали изменяться в направлении увеличения размеров тела. Из Евразии дикие предки верблюдов перешли в Африку. Эволюция в сухих равнинах шла таким образом, что верблюды стали приспосабливаться к жаркому климату пустынь и полупустынь. В этих условиях верблюды стали незаменимыми животными для кочевников.
Эволюция другой ветви – лам – шла по пути приспособления их к жизни в горных районах (рисунок 2,3, 4, 5).
Собственно верблюды произошли от Badacamelus, и в настоящее время представлены двумя подвидами: одногорбыми (Camelus dromedarius) – дромедарами и двугорбыми верблюдами (Camelus bactrianus) – бактрианами. Двугорбых верблюдов прозвали бактрианами в I тысячелетии до н.э. в честь существовавшего в то время государства Бактрии. По данным П.В. Кугенева [4], «Бактрия представлена Северными областями Афганистана и была в то время одним из древнейших центров земледельческой культуры Средней Азии, где содержалось много прирученных верблюдов, вероятно двугорбых». По мнению И.И. Лакоза [2], одногорбые верблюды были приручены на Аравийском полуострове за 5 тыс. лет до н.э. M.E. Fowler считает, что одногорбый верблюд, прозванный греками «дромайес», то есть быстробегущий, был выведен в Африке, а именно в Северо-Восточной части континента.
Приручение двугорбого верблюда произошло не менее чем за тысячу лет до нашей эры (3000 лет до наших дней) в районах Центральной Азии, Южного Казахстана и Восточной Сибири. Приручение и последующее одомашнивание двугорбого верблюда непосредственно связаны с развитием монгольской и тюркской культур.
Одногорбый верблюд, возможно, был одомашнен впервые в Центральной или Южной Аравии около 4000 лет до нашей эры. Самое древнее упоминание о домашнем дромедаре встречается в Библии. В ней говорится, что Авраам послал своего слугу с десятью верблюдами из Палестины в Месопотамию найти невесту для его
сына Исаака. Это было около 1800-2000 лет до нашей эры. Эти животные были привезены в Индию и Северную Африку для езды верхом и перевозки грузов. Таким образом, современные верблюды происходят от двух диких предков – одногорбого и дикого двугорбого верблюда.
Эволюция диких предков верблюдов проходила в ограниченной зоне пустынь и полупустынь, которая теперь является местом распространения домашнего верблюда. После одомашнивания верблюд был оставлен человеком в той же зоне сухих степей, пустынь и полупустынь, где обитали его дикие предки, то есть условия жизни его не были изменены человеком в столь резкой степени, как у других сельскохозяйственных животных. Несмотря на то, что верблюд приручен очень давно, он изменился меньше других животных и сохранил ряд черт своего дикого прародителя: некоторые особенности экстерьера и конституции, масть, сезонность размножения и других биологические свойства. Верблюд хорошо приспособлен к суровому континентальному климату с резкими колебаниями температуры, он мирится и с жарой, и с морозом, но очень чувствителен к повышенной влажности. Отложение жира в горбах у двугорбых и одногорбых верблюдов является результатом доместикации, так как дикие предки не имели горбов. Фенотипическое разнообразие верблюдов связано с изменениями на молекулярном уровне. Поэтому появление одногорбых и двугорбых верблюдов связано с процессом доместикации и условиями их обитания. В условиях засушливых степных и полупустынных пастбищ с их скудными кормовыми ресурсами у верблюдов появилась способность запасать жир в области спины в виде горбов. Естественный последующий многовековый отбор и селекция привели к созданию в разных ареалах двугорбых и одногорбых видов верблюдов [5].
Согласно модели эволюции канал взаимодействия популяции верблюдов с условиями окружающей среды представляет собой экологическое взаимодействие популяции и биогеоценозом, частью которого он является. В процессе взаимодействия популяции отечественных пород верблюдов с окружающей средой меняются их репродуктивные качества. Менее приспособленные особи в виду воспроизводства неполноценного потомства устраняются от размножения. Более приспособленные особи выживают и участвуют в процессе размножения и оставляют полноценное потомство.
Экологические основы эволюции верблюдов направлены на изучение двух вопросов. Первый, характеристику зональных типов, популяции и маточных семейств верблюдов породы казахский бактриан и туркменский дромедар. Второй, характеристику взаимодействий зональных типов и популяции чистопородных верблюдов как целого с ее экологическим окружением и характеристику взаимодействия особей, составляющих популяцию, так и с внешними факторами внешней среды, по отношению к популяциям.
С точки зрения биологии экология (от греческого слова oikos – дом, жилище, местообитание и logos – учение) – наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания. В конце ХХ века экология стала развиваться в двух направлениях – биоэкология и геоэкология.
Биоэкология изучает особенности отношения организмов (особей, популяций, сообществ) между собой и окружающей средой. В связи с этим, получило развитие следующих направлении биоэкологии: экология особей (аутэкология, факториальная экология), экология популяций (демэкология, популяционная экология), экология сообществ (синэкология). Задачи биоэкологии – изучение двухсторонних связей в системах организм – среда, популяция – среда, сообщество – среда, а также связей между особями в популяции и популяциями в сообществе.
Геоэкология (географическая, или ландшафтная экология) – раздел экологии, основанный на приложении экологических закономерностей к географическим процессам, применительно к экосистемам высоких уровней иерархии. Предметом изучения геоэкологии являются крупные экосистемы – биогеоценозы, биосфера.
Экология занимается решением следующих задач: научное обоснование особенностей двусторонних связей между биологическими объектами разных уровней организации и средой; раскрытие механизмов адаптаций к среде; раскрытие механизмов поддержания биоразнообразия; масштабные исследования продукционных процессов; моделирование экологических систем и процессов; установление законов взаимодействия человеческого общества и природы, прогноз и оптимизация этого взаимодействия и др.
Среда обитания (жизни) – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Среда обитания верблюдов отличается особенностями воздействия экологических факторов. По природе экологические факторы делят на абиотические и биотические, природные и антропогенные. Абиотические факторы – компоненты неживой природы прямо или косвенно воздействующие на организм. Биотические факторы – воздействие на организм других живых организмов.
На зону распространения верблюдов влияют во-первых климатические факторы (свет, температура, влажность, ветер и др.); во-вторых, орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, экспозиция местности - положение местности по отношению к сторонам света и др.); в третьих эдафические, или почвенно-грунтовые факторы (гранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН и др.); в четвертых гидрологические факторы (течение, соленость, давление и др.). По причине существенного изменения климата и нарушения экологии почв наблюдается их эрозия и увеличение площади деградированных земель. В связи с этим, суживаются ресурсы и условия для успешного развития продуктивного животноводства. Ресурсы – это экологические факторы среды обитания, которые организм потребляет, то есть их количество в результате взаимодействия с организмом может уменьшаться (пища, вода, солнечная энергия, кислород, углекислый газ и др.). Условия – это экологические факторы среды обитания, которые организм не потребляет, то есть количество не уменьшается, но они могут оказывать влияние на организм (температура, влажность, атмосферное давление, гравитационное поле и т. д.).
Немаловажное значение имеет адаптация организмов к условиям среды. Согласно Аксиоме адаптированности Ч. Дарвина каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования. Адаптация – различные приспособления к среде обитания, выработавшаяся у организмов в процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации основное свойство живой материи обеспечивающая ее существование. Адаптации развиваются под влиянием наследственности, изменчивости и отбора (искусственный или естественный).
Различают три типа адаптации: морфологические, физиологические и этологические. Морфологические адаптации – изменение в строении организма (например, возникновение горбов у верблюдов). Физиологические адаптации – изменение в физиологии организма (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления горбового жира). Этологические (поведенческие) адаптации – изменения в поведении (например, брачные игры у верблюдов в период размножения). Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида. Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы в частности определяют географический ареал верблюдов. Комплекс факторов, под действием которого осуществляются все жизненные основные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называют условиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называются условиями существования. Согласно Закону относительной независимости адаптации высокая адаптивность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни в силу морфофизиологических особенностей организма (например, высокая приспособленность верблюдов к условиям пустынь обусловлена наличием депо воды в виде отложения жира в горбах).
В результате естественного отбора и адаптации организмов выработаны биологические ритмы, которые наследственно закреплены. Биологические ритмы представляют собой периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Они в той или иной форме присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до биосферных. Примерами биологических ритмов являются сезонное размножение верблюдов.
С точки зрения популяционной генетики «Популяция это группа гетерозиготных организмов, скрещивания которых между собой происходят чаще, чем скрещивания с особями аналогичных групп организмов того же вида». Популяция – это изолированная группа особей одного вида, связанная общностью территории и происхождения.
По Н.В.Тимофееву-Ресовскому и др. «Под популяцией понимается совокупность особей определенного вида, в течение достаточного длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенное пространство, внутри которого практически осуществляется та или иная степень панмиксии и нет заметных изоляционных барьеров, которая отделена от соседних таких же особей данного вида той или иной степенью давления тех или иных форм изоляции» [7,8].
Популяция верблюдов, как наименьшая единица эволюции, должна обладать: генофондом, отличающимся от генофонда других популяции того же вида, то есть должна быть частичная изоляция; численностью достаточной для обеспечения ее устойчивого существования в череде поколений.
Жесткая изоляция в популяции верблюдов ограничивает разнообразие генетического материала для отбора, но способствует дивергенции. Например, в результате дивергенции верблюдов породы казахский бактриан в условиях Прикаспия образовались две популяции западная и мангистауская, отличающиеся как по фенотипу, так и по наличию генетической изменчивости соответствующие темпу эволюции к экологическим условиям окружающей среды.
Ареал – это область распространения, пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности. Ареал может быть сплошным или разорванным (дизъюктивным), если между его частями возникают различные преграды (водные, орографические и др.), пространства, не заселенные представителями данного вида. Верблюды по характеру распространения и величины ареала относятся к эндемикам. Эндемики – виды растений и животных, которые имеют небольшие ограниченные ареалы.
Дивергенция – это возникновение различий на основе одной и той же организации, Дивергенция продолжается до тех пор, пока не прекращается конкуренция [7]. Конкуренция между западной и мангистауской популяциями верблюдов казахской породы бактрианов прекратились, в виду их обособленности занимаемой экологической ниши.
Фундаментальная экологическая ниша – это многомерное пространство, характеризующие границы приспособленности вида.
Реализованная экологическая ниша – это многомерное пространство, в котором вид реально существует в природе. Актуальные вопросы в экологической нише – это установление: пищевой связи каждого вида или популяции; пространственного распределения вида (популяции); степени воздействия антропогенного и абиотических факторов; степени поражаемости паразитарными и инфекционными болезнями.
Генофонд слагается из всего разнообразия генов и аллелей, которые имеются в популяции, размножающиеся половым путем. В частности в каждой популяции верблюдов состав генофонда постоянно меняется от поколения в поколение. Новые сочетания генов образуют уникальные генотипы верблюдов. Под влиянием давления факторов внешней среды происходит непрерывный отбор, которые определяют дальнейшую судьбу генов, то есть будут, переданы последующему поколению или нет. Популяции верблюдов, генофонд которых непрерывно меняется из поколения в поколение претерпевает эволюционное изменение.
Единицей жизни в природе является особь [9]. С точки зрения эволюции особь – это единица отбора, то есть то, что гибнет, либо передает свой геном следующему поколению [8]. В природе особи агрегируют в относительно компактные, плотные группировки, разные по численности, занимаемому пространству и численной плотности. У чистопородных верблюдов по размерам занимаемой популяцией территории и степени связи между особями в структуре популяций четко выделяются маточные семейства, линии, мерусы, микропопуляции, локальные популяции, экологические популяции и географические популяции.
Семейство – это группа животных, в количестве не менее 20 голов, имеющие общее происхождение от выдающейся по продуктивности верблюдицы.
Линия – это группа животных имеющие общее происхождение от одного выдающегося верблюда-производителя, с численностью прямых потомков не менее 30 голов.
Мерусы – это объединение нескольких маточных семейств (не менее 2), принадлежащие одной линии верблюда-производителя, получившие преимущественное распространение на ограниченном участке местности.
Микропопуляция – это объединение нескольких мерусов (не менее 2) распространенные в конкретной экологической зоне, имеющие одну масть, сходные по конституциональному типу и направлению продуктивности.
Локальная популяция – это объединение нескольких микропопуляции, ограниченные локально территорией их разведения и распространения. Локальная (элементарная) популяция – как элементарная группировка особей, характеризуется полной панмексией. Границы локальных популяции определяют по изменению плотности верблюдов, по результатам анализа динамики численности за последние 5 лет, по наличию генетического своеобразия популяции. Генетическое своеобразие популяции верблюдов устанавливается в настоящее время методами кариологии, электрофореза белков крови и молока. Перспективным направлением является секвенирование ДНК.
Экологическая популяция – это объединение нескольких локальных популяции, получившие распространение в конкретной экологической зоне с характерным природно-кормовыми условиями. Экологическая популяция – совокупность пространственно-смежных элементарных (локальных) популяций. Н.П. Наумов отмечает, что характерной чертой экологических популяции является синхронность жизненных циклов (наступление фаз годового цикла: линьки, миграционное состояние, синхронизация половой активности) [10].
Географическая популяция – это система локальных популяции, отличающиеся от других таких же систем не только тем, что они викариируют (замещают одна другую) в пределах ареала, но и признаками, имеющими таксономическое значение. Географическая популяция – совокупность групп пространственно смежных экологических популяций. А.С.Северцов называет географическую популяцию географическим подвидом. Группировка верблюдов, как и вся иерархия, специфичны и обладают выраженным сходством, соответствующим степени таксономической и экологической близости сравниваемых видов бактрианов и дромедаров.
Дикие популяции – представлены дикими родоначальниками домашнего скота, а также дикими популяциями, используемыми для производства продовольствия и сельского хозяйства, или популяциями, находящимися на этапе доместикации.
Одичавшие популяции – группы животных, отнесенных к диким, в случае, если они или их предки были прежде одомашнены, но в настоящее время живут независимо от людей, например одногорбые верблюды в Австралии.
Порода – внутривидовая группа сельскохозяйственных животных с определяемыми и опознаваемыми внешними характеристиками, которые позволяют на основании визуальной оценки отличить эту группу от других таким же образом определенных групп в пределе того же вида, либо группа, географическое и/или культурное отделение которой от фенотипически сходных групп привело к тому, что была признана ее самобытная идентичность.
Порода – группа сельскохозяйственных животных одного вида общего происхождения, сложившаяся под влиянием творческой деятельности человека в определенных хозяйственных и природных условиях, количественно достаточная для разведения «в себе» и обладающая хозяйственной и племенной ценностью поддерживаемой отбором, подбором, созданием соответствующих их генотипу технологических условий, а также определенной специфичностью в морфологических, физиологических и хозяйственно полезных свойствах, отличающих ее от других пород одного вида.
Порода с ограниченным генофондом – группа редко встречающихся и не имеющих себе аналогов в мире животных отечественной породы, необходимая для использования в селекционных целях и находящая под угрозой исчезновения.
Местные (локальные) породы – породы, которые встречаются только в одной стране.
Трансграничные породы – породы, которые встречаются более, чем в одной стране. Они подразделяются на региональные трансграничные породы и международные трансграничные породы. Региональные трансграничные породы – это трансграничные породы, которые встречаются только в одном из семи регионов, определенных в SoW-AnGR. Международные трансграничные породы – это трансграничные породы, которые встречаются в нескольких регионах по классификации SoW-AnGR. Регионы по классификации
SoW-AnGR – это Африка, Европа и Кавказ, Латинская Америка и Карибский бассейн, Ближний и Средний Восток, Северная Америка, Юго-западная часть Тихого океана (всего 7 регионов).
Генетические ресурсы животных (ГРЖ) – это ресурсы видов животных, которые используются или могут использоваться для производства продовольствия и сельского хозяйства, и популяции внутри каждого из них. Различные популяции внутри видов обычно рассматриваются как породы. Породы, как правило, не являются полностью изолированными в генетическом смысле. Они должны постоянно изменяться в ответ на изменения запросов рынка и время от времени будут дополняться прилитием крови других пород. Порода включает разные внутривидовые группы, члены которых обладают специфическими характеристиками, отличающими их от других таких же групп. К породе относят животных, которые одинаково используются в сельском хозяйстве, фенотипически единообразны и составляют единый генофонд. От состояния генетических ресурсов животных зависит положительная динамика производства продуктов животного происхождения. Продукты животного происхождения – мясо и мясопродукты, молоко и молокопродукты, рыба и рыбопродукты, яйцепродукты, не используемые без соответствующей обработки в пищу, а также продукция пчеловодства.
Популяции домашних животных может рассматриваться как порода, если животные удовлетворяют следующим критериям: подвергаются общей схеме использования, разделяют общую среду обитания/расселения, представляют в значительной степени закрытый генофонд и оцениваются отечественными селекционерами как группа, отличающаяся от других.
Экотип – это популяции животных внутри породы, генетически адаптированные к специфическим условиям обитания.
Оценка статуса риска пород верблюдов является важным элементом в планировании управлением ГРЖ. Статус риска породы информирует о том, где и как необходимо предпринимать соответствующие действия. То есть проводят соответствующие расчеты по определению степени угрозы, вероятность того, что при имеющихся условиях и расчета порода будет исчезать. Размер популяции является фактором для определения статуса риска. Для описания степени риска, угрожающего породам сельскохозяйственных видов животных ФАО использует следующую классификацию:
Исчезнувшая порода – отсутствуют возможности воссоздать популяцию данной породы. Исчезновение абсолютно, если в породе не осталось ни самцов (семени), ни самок (ооцитов), ни эмбрионов.
Критическая порода – порода, в которой общее число способных к воспроизводству самок меньше 100 голов; или общее число способных к воспроизводству самцов меньше или равно 5; или общий размер популяции близок, но несколько больше 100 и при этом уменьшается, и доля чистопородных самок составляет меньше 80%.
Порода в состоянии опасности – порода, в которой от 100 до 1000 способных к воспроизводству самок или общее число способных к воспроизводству самцов меньше или равно 20, но больше 5; или общий размер популяции близок, но несколько выше 100 и при этом увеличивается, и доля чистопородных самок выше 80%; или общий резерв популяции близок и несколько выше 1000 и при этом уменьшается и доля чистопородных самок ниже 80%.
Критическая порода, контролируемая, и в состоянии опасности – породы в критическом состоянии или в состоянии опасности, которые поддерживаются действенной государственной программой сохранения или в рамках коммерческого или научно-исследовательского использования.
Порода вне состояния риска – породы, в которых общее число способных к воспроизводству самок и самцов больше 1000 и 20 соответственно; или размер популяции достигает 1000 голов и доля чистопородных самок близка к 100%, и общий размер популяции увеличивается.
Заводской тип – группа сельскохозяйственных животных, являющаяся частью породы, имеющая кроме общих для данной породы свойств и некоторые свои особенности по продуктивности, характеру телосложения и конституции, лучшую приспособленность к условиям зоны разведения, устойчивость к заболеваниям.
При изучении популяций верблюдов необходимо знать количественные показатели (характеристики), а именно, статистические и динамические. Статистические показатели популяции характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за определенный промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.
При изучении статистических показателей популяции верблюдов необходимо знать численность, плотность, половую структуру, возрастную структуру, пространственно-этологическую структуру и генетическую структуру. Численность – число особей в популяции. Численность популяции может значительно измениться во времени. Она зависит от биотического потенциала вида и внешних условий. Плотность – число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема. Половая структура (половой состав) – соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Различают первичное, вторичное и третичное соотношение полов. Первичное соотношение – соотношение, наблюдаемое при формировании половых клеток (гамет). Обычно оно составляет 1:1. Такое соотношение обусловлено генетическим механизмом определения пола. Вторичное соотношение – соотношение, наблюдаемое при рождении. Третичное соотношение – соотношение взрослых половозрелых особей. Возрастная структура (возрастной состав) – соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др. При изучении возрастной структуры учитывают абсолютный возрастной состав и относительный возрастной состав. Абсолютный возрастной состав выражает численность определенных возрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастной состав выражает долю или процент особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Пространственно – этологическая структура – характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенности поведения) вида. Генетическая структура – соотношение в популяции различных генотипов и аллелей. Совокупность генов всех особей популяции называют генофондом. Генофонд – характеризуют частоты аллелей и генотипов. Частота аллеля – это его доля во всей совокупности аллеля данного гена. Согласно Закону Харди-Вайнберга, относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение, то есть при случайном скрещивании и отсутствии внешних факторов частота аллелей в популяции постоянна.
Математическая зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях были установлены в 1908 г. независимо друг от друга английским математиком Дж. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Данную зависимость называют равновесие Харди-Вайнберга и формулируется следующим образом: «Частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий: размеры популяции велики; спаривание происходит случайным образом; новых мутаций не возникает; все генотипы одинаково фертильны, то есть отбора не происходит; поколения не перекрываются; не происходит ни эмиграция, ни иммиграция, то есть поток генов между данной популяцией и другими популяциями не возникает». Из уравнения Харди-Вайнберга следует, что значительная доля имеющихся в популяции рецессивных аллелей находится у гетерозиготных носителей. Гетерозиготные генотипы представляют собой потенциальный резерв генетической изменчивости. Это приводит к тому, что в каждом поколении из популяции может элиминироваться лишь малая доля рецессивных аллелей. Только определенные рецессивные аллели, которые находятся в гомозиготном состоянии, проявятся в фенотипе и ,тем самым, подвергнутся селективному воздействию факторов среды и могут элиминироваться. Как правило, многие рецессивные аллели элиминируются по причине их неблагоприятного влияния для фенотипа. Такая элиминация происходит в результате гибели организма еще до того, как он успеет оставить потомство, либо в результате так называемой «генетической смерти», то есть неспособности к размножению.
Принцип равновесия Харди-Вайнберга гласит, что при наличии определенных условий частота аллелей остается постоянной из поколение в поколение. В этих условиях популяция будет находиться в состоянии генетического равновесия, и никаких эволюционных изменений происходить не будут. Однако, принцип Харди-Вайнберга носит теоретический характер. Многие эволюционные изменения происходят вслед за появлением новых аллелей, а главным источником служат мутации. Условия, необходимые для равновесия Харди-Вайнберга, нарушаются в следующих случаях: когда скрещивание носит неслучайный характер; когда популяция мала, что ведет к дрейфу генов; когда различные генотипы обуславливают различную фертильность несущих их особей, что создает генетический груз; когда между популяциями происходит обмен генами.
Таким образом, Закон Харди-Вайнберга справедлив при соблюдении следующих принципов: популяция велика; в популяции осуществляется свободное скрещивание; отсутствует отбор; не возникает новых мутаций; нет миграции новых генотипов в популяцию или из популяции. В природе таких популяций удовлетворяющих этим требованиям в течение длительного времени не существует. На популяции всегда действуют внешние и внутренние факторы, нарушающие генетическое равновесие. Длительное и направленное изменение генетического состава популяции, ее генофонда получило название элементарного эволюционного явления.
В строгом виде закон Харди-Вайнберга применим только для идеальной популяции, то есть достаточно большой популяции, в которой осуществляется свободное скрещивание и не действуют внешние факторы. Такие идеальные условия в природе никогда не реализуются. Рассмотрим два ограничения применения закона Харди-Вайнберга, касающиеся свободного скрещивания и действия внешних факторов. В генетике популяций выделяют два вида скрещиваний:
1. Панмиксия – свободное скрещивание: вероятность образования брачной пары не зависит от генотипа исходных родительских форм. В отношении целых генотипов панмиксия в природе почти никогда не соблюдается, однако, она вполне применима в отношении отдельных локусов.
2. Ассортативность – избирательное скрещивание: генотип не влияет на выбор брачного партнера, то есть особи с определенными генотипами спариваются чаще, чем при случайной вероятности. Избирательное скрещивание не изменяет частоту генов, но изменяет частоты генотипов. Одной из крайних разновидностей ассортативности является целенаправленный инбридинг – скрещивание между родственными особями.
Отклонение от равенства Харди-Вайнберга свидетельствует о том, что на популяцию действует какой-либо внешний фактор. Для анализа изменений генных частот в настоящее время разработаны сложные и довольно громоздкие системы уравнений. Это объясняется наличием переменных факторов, влияющих на результат. В любой достаточно большой популяции отклонения будут весьма незначительны, поэтому закон Харди-Вайнберга позволяет проводить важнейшие расчеты и является основой популяционной генетики верблюдов. Вышеуказанные отклонения являются значительными при рассмотрении процесса в эволюционном масштабе времени. Динамика генофонда популяций и представляет эволюцию на генетическом уровне.
Процессы, изменяющие частоту аллелей в популяциях, получили название элементарных эволюционных факторов. В настоящее время в популяционной генетике выделяют четыре основных эволюционных фактора:
1. Мутационный процесс – процесс образования новых генетических вариантов. Ввиду того, что мутации являются редкостным событием, они изменяют генофонд чрезвычайно редко.
2. Поток генов – обмен генами между разными популяциями. Миграции особей способны изменить частоту аллелей значительно быстрее, чем мутации.
3. Дрейф генов – случайные изменения частот аллелей в популяции. Дрейф генов относится к явлениям, обусловленным ошибкой выборки. Чем меньше выборка популяции, тем больше будет ошибка выборки, то есть больше будут колебания частот аллелей. Для популяций с числом особей более 100 влияние дрейфа генов незначительно. Эффект дрейфа генов может быть существенным при возникновении новой популяции из нескольких особей (например, в результате миграции), то есть наблюдается «эффект основателя». Именно генотипы этих особей и будут заложены в основу генофонда новой популяции. При неблагоприятных условиях внешней среды наблюдается резкое снижение численности особей в популяции, то есть наблюдается «эффект бутылочки». Дальнейшее увеличение численности в популяции, то есть наблюдается восстановление за счет генотипа выживших особей.
4. Естественный отбор – важнейший фактор эволюции. В популяционной генетике разработаны математические модели различных вариантов естественного отбора
Рождаемость (скорость рождаемости) – число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения. Различают максимальную и фактическую рождаемость. Максимальная рождаемость – максимальная реализация воз-
можности рождения при отсутствии лимитирующих факторов среды. Фактическая рождаемость – реальная реализация возможности рождения. Смертность (скорость смертности) – число особей, погибших в популяции за единицу времени (от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность величина обратная рождаемости. Скорость роста популяции – изменение численности популяции за единицу времени. Продолжительность жизни – длительность существования особи. Она зависит от генотипических и фенотипических факторов. Различают физиологическую, максимальную и среднюю продолжительность жизни. Физиологическая продолжительность жизни – это теоретически возможная продолжительность жизни, которая могла быть у особи данного вида, если бы в период всей жизни не нее не оказывали влияние лимитирующие факторы. Максимальная продолжительность жизни – это продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Средняя продолжительность жизни – это среднее арифметическое продолжительности жизни всех особей популяции. Выживаемость – абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей), сохранившихся в популяции за определенный промежуток времени. Выживаемость зависит от возрастного и полового состава популяции, действия тех или иных факторов среды. Экологическая стратегия выживания – комплекс свойств популяции, направленных на повышение вероятности выживания и оставление потомства. Гомеостаз популяции – поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды – абиотических, биотических и антропогенных.
Таким образом, популяция – это группа гетерозиготных организмов, принадлежащие к одному виду, является элементарной единицей эволюции. Популяция – это изолированная группа особей одного вида, связанная общностью территории и происхождения. Совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область (ареал), называется видом. Популяция – это совокупность особей одного вида (у верблюдов бактрианы и дромедары), способных к самовоспроизводству, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида, способная поддерживать свою численность в череде поколений, способная и к адаптивным изменениям под действием естественного отбора. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции.
Генофонд популяции, включающий в себе аллели всех населяющих популяцию особей разнообразен. Мерой генетической изменчивости популяции служит гетерозиготность. Гетерозиготность популяции показывает среднюю частоту особей, гетерозиготных по определенным локусам. Для подсчета гетерозиготности определяют вначале частоту гетерозигот по каждому локусу, затем вычисляют среднее из полученных результатов. Для приблизительной оценки достаточно проанализировать не менее 20 локусов.
Гетерозиготность – достоверный показатель изменчивости. Она определяет вероятность того, что два любых аллеля одного локуса из генофонда популяции, взятые наугад, будут разными. Средняя гетерозиготность популяции верблюдов по данным Д.А. Баймуканова и А. Баймуканова составляет 5,18%. Таким образом, популяция – это совокупность генотипов, различающихся по многим локусам. Большинство локусов характеризуются множественными аллелями. Такое явление получило название полиморфизма.
При чистопородном разведении верблюдов особое значение имеет родословная и определение класса по результатам бонитировки. Родословная животного – происхождение племенного животного, в котором приведены сведения о родителях и предках нескольких поколений. Бонитировка – определение уровня племенной ценности животных путем оценки их по комплексу признаков (породность, продуктивные качества, экстерьерно-конституциональные особенности) с присвоением соответствующего класса.
При
изучении численности популяции А.С. Северцовым установлены общие явления:
1)
репродуктивная часть популяций, то есть численность организмов, достигших
половой зрелости и оставляющих потомство всегда меньше, чем общая численность
популяции, включающая все возрастные группы (когорты, генерации), не достигших
половой зрелости; 2) смертность младших возрастов обычно больше смертности взрослых; 3) смертность усиливается
в неблагоприятные сезоны года [цитировано, 6].
То есть, плодовитость является адаптацией, сформировавшейся в ходе предшествующей эволюции, такой же, как любая другая адаптация. Плодовитость не причина борьбы за существование, а ее результат [12]. Возрастная гибель – это интегральный результат всего комплекса сложнейших отношении каждой особи с ее экологическим окружением: особями своего вида и компонентами реализованной экологической ниши. С точки зрения эволюции возрастная гибель является мощнейшим фильтром, повышающим приспособленность особей, составляющих репродуктивную часть популяции и, тем самым, экологической устойчивости всей популяции в более или менее константных условиях среды. Сезонная гибель обусловлена, прежде всего, ухудшением экологической обстановки в неблагоприятные сезоны года: сухой сезон в южных широтах, холодный зимний сезон в бореальных.
В верблюдоводстве по причине массового использования межвидовой гибридизации казахских бактрианов и туркменских дромедаров усиливается косвенная межвидовая конкуренция между гибридными верблюдами с одной стороны и бактрианами с другой стороны. Все это приводит к уменьшению поголовья чистопородных казахских бактрианов и увеличению численности межвидовых гибридов верблюдов. Наблюдаемая конкуренция между чистопородными и гибридными верблюдами, а также между популяциями верблюдов усиливает дивергенцию. В результате дивергенции ускоряется процесс внутривидовой дифференциации, обусловленная адаптацией каждой популяции к локальным условиям существования. Сам процесс дифференциации намного сложнее, чем конкурентная дивергенция.
В условиях рыночной экономики во внутривидовых отношениях у верблюдов условная конкуренция заменяется эксплуатационной и интерференционной конкуренцией. По этой причине элиминация становится избирательной. Известно, что при условной конкуренции оценивают все индивидуальные малейшие особенности каждого организма. При интерференционной конкуренции оценивают те признаки, которые востребованы условиями рынка. В частности, повышается значимость пассивной конкуренции. Пассивная конкуренция – это биологическая разнокачественность организмов по отношению к повреждающим факторам среды, жестким абиотическим воздействиям, хищника и паразитам [12]. В стабильных условиях среды отбор поддерживает уже сложившуюся структуру адаптаций особей каждого вида, например верблюда (бактрианы, дромедары), и их популяций, как более или менее целостных и устойчивых гомеостатических систем.
Сильные флуктуации условий существований или направленные их изменения могут привести к формированию новых адаптации [6], препятствующие прогрессивной эволюции до тех пор, пока они способствуют выживанию организмов.
Комплексность действия факторов среды и целостности организма, обуславливающая эффект trade off, приводит к тому, что при направленных и достаточно длительных изменениях условий существования перестраиваются не отдельные адаптивные признаки, а вся организация особей и структура популяции. В частности, по данным Д.А. Баймуканова [15,16,17] образование горбов у верблюдов связаны с адаптацией к условиям пустынь и полупустынь Евразийского континента и Африки. Причем генетическими исследованиями установлено, что образование горбов у верблюдов обусловлено мутациями на генном уровне, а не на хромосомном. Горб у верблюда повышает энергетический запас организма и используется для подержания температуры тела при высоких температурах воздуха летом, или похолодании зимой, а также при скудности кормов на естественных пастбищах в зимний и ранневесенний сезоны года. Верблюды, имеющие высшую упитанность (когда горбы заполнены жиром полностью) отличаются хорошей репродукцией. В настоящее время под влиянием изменения окружающей среды и мутационных процессов на молекулярно-генетическом уровне у верблюдов наблюдаются смещение гомеостаза приспособленности организма. Поэтому видимая приспособленность верблюдов к экологическим условиям пустынь и полупустынь относительна.
Генетическая регуляция онтогенеза
Результаты проведенных молекулярно-генетических исследований позволили проследить последовательность реализации гене-тической информации от начала транскрипции до формирования белковой молекулы. Понимание онтогенетических основ эволюции верблюдов важны, так как они позволяют проследить реализацию генетической информации и определить границы между генетическими процессами и процессами эпигенетическими – взаимодействиями белков – продуктов экспрессии генов.
Изучение процессов индивидуального развития методами генетики позволяет, во-первых, выявить генетическую изменчивость в процессах онтогенеза, во-вторых, выяснить насколько генотип определяет нормальное развитие организма. Известно, что сохранение преемственности организации в череде поколении генетической информации имеет большое значение как генетическая изменчивость, создающая генетический материал для отбора. Нарушение нормального онтогенеза демонстрирует механизмы возникновения генетической изменчивости, и позволяет судить о том, как гены влияют на нормальное развитие верблюдов.
В основе каждого события раннего развития, приводящего к формированию взрослого организма, лежит активность так называемого «ключевого гена» [18]. Все события раннего развития верблюдов образуют причинно-следственную цепь, называемую «путем развития», то каскад активности «ключевых генов» называют «генетическим путем развития», так как обеспечивает функционирование этой цепи.
Ген – это элементарные единицы наследственности, расположены в линейном порядке в хромосомах клеточного ядра. Каждый из них являются участком молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Именно ДНК в комплексе с особыми белками будучи очень сложно упакованной и составляет хромосому. За счет химического строения ДНК обладает уникальным свойством «вещества наследственности»: она способна к самовоспроизведению путем точной редупликации (удвоения), так называемой конвариантной редупликации. Химическая дифференциация нити ДНК соответствует морфологической и функциональной дифференциации по длине хромосомы, поскольку гены расположены в хромосоме линейно. Специфическая последовательность нуклеотидов, характерная для каждого гена, несет информацию о строении белка. Каждая аминокислота кодируется группами из трех нуклеотидов (триплетный код).
Ключевые гены отвечают за детерминацию строения эмбриона любой таксономической группы. У верблюдов это проявляется в формировании одного или двух горбов. При межвидовой гибридизации верблюдов в результате изменения набора ключевых генов появляются новые генетические пути развития. Несмотря на консервативность ключевых генов у верблюдов наблюдается многообразие конечного результата развития, при вовлечении в процесс онтогенеза одних и тех же ключевых генов. То есть проблема вовлечения ключевых генов в генетические пути развития структур остается одной из основных в современной молекулярной биологии развития верблюдов.
Как показали наши исследования, функциональная консервативность ключевых генов у верблюдов не высока. Ключевые гены плейотропны на уровне одного организма, а ортологи одного и того же гена часто экспрессируются в совершенно разных (негомологичных) структурах у представителей рода «Camelus». Формирование горбов у верблюдов может быть связана активностью разных ключевых генов. Набор ключевых генов задействованных в формировании гомологичных структур (например, формирование горбов у верблюдов), а также особенности экспрессии генов во многом определяется морфологией яйцеклетки и экологией развития организма.
Изменяться может не только набор ключевых генов, вовлеченных в формирование гомологичных структур, но и особенности взаимодействия между продуктами этих генов, то есть конструкция регуляторных сетей.
Приобретение новых и утрата старых функций ключевыми генами (их продуктами), задействованными в регуляции развития – является интересной актуальной проблемой в молекулярной биологии верблюдов. Этот процесс вполне реален, благодаря тому, что все подобные гены плейотропны, то есть выполняют сразу несколько функций. Функциональную диверсификацию генов внутри семейства верблюдов связывают с процессом дупликации. У продукта новой копии гена появляется специализация на одной из выполняемых функций, которая могла быть побочной для продукта исходного гена. Продукты новой копии гена продолжают выполнять прежние функции помимо новых функций. Такое многообразие генетических регуляторных сетей у верблюдов повышает надежность их функционирования – мутация одного из элементов этой сети не приводит к летальному исходу. Именно это обеспечивает выживание особей носителей мутаций такого плейотропного гена.
Эволюция онтогенеза представляет собой сложную систему филэмбриогенезов, перестраивающаяся по мере прогрессивной эволюции данного таксона. Согласно Биогенетическому закону Э.Геккеля и Ф.Мюллера каждая особь на ранних стадиях онтогенеза повторяет некоторые основные черты строения своих предков, иначе говоря, онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое повторение филогенеза (эволюционного развития). Филэмбриогенез – это эволюционное изменение хода онтогенеза. Эмбрионизация – это эволюция по пути ранних стадий онтогенеза. Эмбрионизация ведет в автономизации онтогенеза, то есть обособлению его от непосредственного повреждающего или регулирующего воздействия внешней среды. Автономизация ранних стадий развития обеспечивает его рационализацию, то есть вторичное упрощение и ускорение развития.
Модусы прогрессивной эволюции:
1) Анаболия – представляет собой дальнейшее развитие признаков, существовавших у предков. Поскольку отбор происходит по функциональным признакам фенотипа, их дальнейшее развитие более вероятно, чем перестройка более ранних стадий морфогенеза. Этим и объясняется то, что анаболии возникают чаще других модусов филэмбриогенеза. В дальнейшем филогенеза анаболии подвергаются рационализации. Это связано с тем, что на любой признак, сохраняющие свое адаптивное значение, действует стабилизирующий отбор, что приводит к совершенствованию морфогенеза и, тем самым, к упрощению и ускорению развития признака. С другой стороны при удлинении и усложнении онтогенеза не может быть рационализация анаболии, поэтому наблюдаются неблагоприятные последствия для организма.
Анаболия – надставка конечных стадий онтогенеза. Наиболее часто встречающийся модус филэмбриогенеза.
2) Девиация – уклонение на промежуточных стадиях онтогенеза потомков по сравнению с предками. Этот модус приводит к прогрессивному развитию организма. Примером является развитие пера у птиц, в сравнении с развитием чешуи у их предков - рептилий.
3) Архаллаксис – изменение первичных зачатков. Это редкое явление, не является прогрессивным модусом филэмбриогенеза.
Реальным модусом филэмбриогенеза являются анаболия и немного девиация [20]. Все остальные модусы это результат вторичной перестройки формообразования под действием стабилизирующего отбора.
При отрицальной анаболии наблюдаются редументация признаков.
Редукция органов в процессе филогенеза происходит посредством филэмбриогенезов. Если какая-нибудь подсистема организма утрачивает свое функциональное значение и перестает подвергаться действию естественного отбора, она начинает разрушаться. Редукция органов происходит при афаназии, при которой закладка органа сначала развивается прогрессивно, затем ее развитие прекращается, и начинается редукция. В результате она исчезает бесследно.
Ретардация – замедление темпов индивидуального развития признака.
Акцеллерация – ускорение темпов индивидуального развития признака.
Гетерохрония – изменение сроков закладки (или) темпов развития органов в ходе филогенеза.
Функциональными причинами ретардации являются во- первых, бесполезность органа и даже его вредность на определенной стадии онтогенеза (снижение адаптации всего организма); во- вторых, задержка в своем развитии на определенной стадии онтогенеза, в виду его положительного влияния на адаптивную способность всего организма. В первом случае развитие органа прекращается до тех стадий онтогенеза, когда его функционирование станет адаптивным.
Акцеллерация возникает на основе системогенеза – трансстадийного переноса признака, обусловленного адаптивностью более раннего начала их функционирования, либо в результате рационализации онтогенеза. Акцеллерации обусловленные рационализацией формообразования представляют собой наиболее распространенный класс гетерохронии. В результате трансстадийного переноса происходят изменения и в морфологии этих признаков. Гетерохрония ведет не только к перестановке признаков, возникновению новых для данной стадии их сочетания, но и к качественной перестройке самих этих признаков.
Эволюционное значение гетерохронии заключается в повышении адаптивности тех стадий онтогенеза, на которые переносятся функциональные стадии развития подвергающихся акцеллерации или ретардации признаков, но и в изменении конструктивной базы дальнейшей эволюции этих стадий.
Гетерохрония меняет морфологию, создает новые функции на тех или иных этапах онтогенеза и, в тоже время меняет условия функционирования других синхронных с ней структур. Это резко повышает эволюционную пластичность соответствующих стадий и, тем самым, создает возможность резкого изменения направления их эволюции.
Филэмбриогенез выявляется при сравнении таксонов не ниже видового ранга. Основой формирования филэмбриогенезов является эволюция морфогенетических корреляций – креодов онтогенеза. В результате рационализации онтогенеза сохраняются те морфогенетические корреляции, которые наиболее важны для продолжения индивидуального развития. Такие взаимосвязи развивающихся подсистем организма И.И. Шмальгаузен назвал корреляциями общего значения [21]. Рационализация обеспечивает надежность морфогенетических зависимостей, а автономизация обеспечивает их устойчивость и к генетическим, и к средовым повреждениям. Поэтому, фенотип, понимаемый как процесс онтогенеза, представляет собой систему более устойчивую, чем генотип – программа индивидуального развития. Устойчивость морфогенеза, а не наследственность, как таковая, ответственна за преемственность организации в череде поколений [22].
Эволюция онтогенеза представляет собой сложное переплетение филэмбриогенезов, каждый из которых меняет функциональные признаки и провизорных и дефинитивных стадий развития. Результаты этих изменений различны. Анаболии способствуют дальнейшей эволюции признаков предков, девиации их перестройку, а архаллаксисы возникновению новых структур ранее отсутствовавших у предков. Редукция органов в процессе филогенеза происходит посредством филэмбриогенезов. Если какая – либо подсистема организма утрачивает свое функциональное значение и перестает подвергаться действию естественного отбора, она начинает разрушаться. Редукция органов происходит при афаназии, когда закладка органа сначала развивается прогрессивно, затем ее развитие прекращается, и начинается редукция. В результате она исчезает. Эволюция онтогенеза представляет собой сложную систему филэмбриогенезов, перестраивающуюся по мере прогрессивной эволюции данного таксона.
Считаем, что ключевые гены слабоспецифичны по отношению к какой-либо конкретной структуре и легко взаимно заменяются. Существование сложных и избыточных генетических сетей обеспечивает не только надежность, но и эволюцию генетических путей развития – возможность смены отдельными генами функции, передачу функции от одного гена другому, вовлечение в сеть ранее незадействованных генов. За счет множества обратных связей, изменение каждого из компонентов генетической сети нежелательно – то есть консервативность компонентов сетей и является результатом их длительной коэволюции. Мы наблюдаем не мгновенное преобразование отдельных ключевых генов, а только эволюционное преобразование регуляторных генетических сетей развития как целого.