Hybrid

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Sebra/esel-hybrid

Hybrid er innen biologi et begrep som har ulike betydninger, men alle henspiller på avkom fra kjønnet formering. [1]

  1. Innen eksperimentell genetikk benyttes begrepet synonymt med en heterozygot og betegner et avkom av genetisk ulike foreldre, for eksempel mellom to innavlede linjer av laboratoriemus.
  2. Innen taksonomi definerer man en hybrid som avkom mellom genetisk differensierte populasjoner eller arter av planter eller dyr[2].

Foreldrene til en hybrid må nødvendigvis være relativt nært beslektet, så når det er tale om hybrider mellom ulike arter er disse gjerne forholdsvis nærstående evolusjonært, slik som ulv og prærieulv, eller løve og tiger. Arter som står fjernere fra hverandre vil ha for store forskjeller i gensettene til at de vil kunne produsere levedyktige fostere, slik som ulv og rødrev, eller løve og gaupe.

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

Hybrider mellom ulike arter er som regel mindre levedyktige og/eller fruktbare enn foreldreartene. En generell forklaring på dette mønsteret er at genene i de to artene har divergert så mye at mange av dem ikke lenger er kompatible med hverandre. Muldyr og mulesel (som begge er hybrider mellom esler og hester), men med motsatt mor og far er et kjent eksempel på sterile hybrider. Slik hybrid sterilitet er en av mekanismene som kan hindre genflyt mellom arter og som dermed holder dem atskilt. Sterilitet kan ofte skyldes at foreldreartene har ulikt antall kromosomer. For eksempel har eselet 62 kromosomer mens hesten har 64. Muldyr og mulesel får dermed 63 kromosomer og kan ikke produsere levedyktige kjønnsceller på grunn av at den nødvendige paringen og segregeringen av kromosomer under meiosen ødelegges. Hos mange planter og dyr er det imidlertid andre mekanismer enn hybrid sterilitet som holder artene genetisk atskilt, slik som forskjeller i parrings- eller blomstringstidspunkt eller ulik kurtiseatferd.

Hos arter med kjønnskromosomer er det et generelt mønster at hybrider av kjønnet med ulike kjønnskromosomer (XY) har lavere fitness, altså lavere overlevelse eller fertilitet, enn kjønnet med like kjønnskromosomer (XX). Hos pattedyr er det altså typisk hannhybrider som lider mest, mens hos fugler, som har motsatt kjønnskromosomsystem (hunnen har ulike kjønnskromosomer ZW, mens hannene har like ZZ), er det hunnhybridene som i størst grad lider. Dette fenomenet kalles Haldanes regel, etter en publikasjon av J. B. S. Haldane. Fenomenet ser ut til å skyldes at recessive gener på X hhv. Z-kromosomene ikke er kompatible med den andre artens gener[3]. Slike gener kommer til utrykk i kjønnet med ulike kjønnskromosomer siden de bare har ett X(Z)-kromosom, men overstyres av dominante gener i kjønnet med like kjønnskrommosomer (XX og ZZ) som dermed klarer seg bedre.

Hos planter er det vanligere at hybrider mellom ulike arter er fertile og levedyktige enn hos dyr[4]. I noen tilfeller kan også hybriden være større og sterkere enn sine foreldrearter, et fenomen som kalles hybrid vigour på engelsk. Mekanismene bak er ikke fullt ut forstått. Denne effekten brukes ofte i landbruket for å få fram planter med større avlinger. Et økonomisk viktig eksempel er hybrid mais som gir betydelig større avlinger enn rene varianter[5].

Hybridisering, evolusjon og artsdannelse[rediger | rediger kilde]

Hybridisering som en potensiell kreativ prosess i evolusjonen har blitt viet mye oppmerksomhet i de senere år[6]. Biologer og særlig zoologene så tidligere på hybridisering som en feil med uheldige konsekvenser, men nyere genetiske studier har vist mange eksempler på at det også kan føre til nye tilpasninger og artsdannelse.

Selv om hybrider gjerne har redusert overlevelse og fruktbarhet kan noen av dem tilbakekrysse med en av foreldreartene. På den måten kan gener overføres fra en art til en annen, en prosess som kalles introgresjon[7]. Mange gener som overføres ved intregresjon vil gi bæreren lav fitness og vil bli selektert mot, men i noen tilfeller vil gener fra en annen art virke positivt. Et slående eksempel er introgresjon av gener for vingefargemønster hos Heliconius-sommerfugler i Sør- og Mellom-Amerika[8]. Disse sommerfuglene oppnår beskyttelse mot predasjon ved å etterlike fargemønsteret til andre giftige sommerfuglarter. Én slik giftig modellart er sort med røde og gule vingebånd. Det er påvist at en Heliconius-art med liknende fargemønster har fått dette mønsteret ved at en rødbåndet art har fått genet for gult vingebånd overført fra en annen art via hybridisering.

Hos planter er det vanlig at nye arter dannes i forbindelse med hybridisering mellom arter når det samtidig skjer en dobling av kromosomtallet, såkalt polyploid hybrid artsdannelse[9]. Polyploidi kan for eksempel forårsakes av at det skjer en feil i meiosen slik at kromosomtallet i kjønnscellene ikke halveres. Befruktning mellom diploide kjønnsceller fra ulike arter vil resultere i en tetraploid hybrid, altså med fire kromosomsett. En tetraploid hybrid som tilbakekrysser med en av foreldreartene vil få triploide avkom. Slike er gjerne sterile på grunn av ubalanse i paring og segregering av det odde antallet kromosompar i meiosen. Polyploid hybrid artsdannelse er derfor en svært rask form for artsdannelse.

Hybrid artsdannelse kan også skje uten noen endring i kromosomtall. Et eksempel på dette finner vi hos romerspurv, som er en hybrid art dannet ved hybridisering mellom gråspurv og Middelhavsspurv[10].

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ Rieger R, Michaelis A, Green MM. 1991. Glossary of Genetics (5th utg.). Springer.
  2. ^ Mallet J. 2005. Hybridization as an invasion of the genome. Trends in Ecology and Evolution 20: 229-237.
  3. ^ Turelli M, Orr HA. 2000. Dominance, epistasis and the genetics of prezygotic isolation. Genetics 154: 1663-1679.
  4. ^ Rieseberg LH. 1997. Hybrid origins of plant species. Annual Review of Ecology and Systematics. 28: 359-389.
  5. ^ Smith C. Wayne. 2004. Corn: Origin, History, Technology, and Production. Wiley Series in Crop Science, 2004
  6. ^ Sætre G-P. 2013. Hybridization is important in evolution, but is speciation? Journal of Evolutionary Biology 26: 256-258.
  7. ^ Mallet J. 2005. Hybridization as an invasion of the genome. Trends in Ecology and Evolution 20: 229-237.
  8. ^ Jiggins CD, Salazar C, Linares M, Mavarez J. 2008. Hybrid trait speciation and Heliconius butterflies. Philosophical Transactions of the Royal Society B - Biological Sciences 363: 3047-3054.
  9. ^ Rieseberg LH. 1997. Hybrid origins of plant species. Annual Review of Ecology and Systematics. 28: 359-389.
  10. ^ Hermansen JS, Sæther SA, Elgvin TO, Borge T, Hjelle E, Sætre G-P. 2011. Hybrid speciation in sparrows I: phenotypic intermediacy, genetic admixture and barriers to gene flow. Molecular Ecology 20: 3812-3822.