Наследственность окраски оперения у волнистых попугайчиков

Многие любители волнистых попугайчиков все свое свободное время посвящают изучению жизни этих птиц, с интересом наблюдают за токованием, гнездованием, выведением птенцов, стремятся создать для птиц наиболее оптимальные условия, однако генетику волнистых попугайчиков считают слишком сложной наукой, чтобы ею можно было овладеть. Некоторые любители стараются расширить свои знания в этой области, но их останавливают малопонятные научные труды о генетике, а также недостаточное знание языков. Я постараюсь рассказать о правилах наследственности языком понятным и интересным для всех любителей. Для того, кто постигнет основы наследственности волнистых попугайчиков, дальнейшее изучение этого вопроса будет таким же увлекательным, как чтение детективной литературы. Любитель, который ставит перед собой определенную цель, сможет дойти до нее только будучи вооруженным необходимыми знаниями.

Однако я убежден, что уровень специальных знаний любителей птиц гарантирует им успешное овладение данной тематикой. И чем выше будут их показатели в области разведения и содержания волнистых попугайчиков, тем больше радости им принесет общение с этими красивыми птицами.

По немецкому генетику Данкеру, проявление какого-то признака у организма зависит от наличия в нем соответствующего фактора, определяющего развитие этого признака. Так, помесь синей и желтой особей дает зеленый цвет. Но если у птенца отсутствует фактор синего цвета, птенец будет желтым. При отсутствии фактора желтого цвета, птенец будет синим, а если он вообще лишен каких-либо факторов, то белым. Для того чтобы лучше понять эту теорию, необходимо подробно ознакомиться со строением пера птиц и появлением упомянутых выше четырех цветов.

Типичное перо волнистого попугайчика показано на рис. 9. Оно состоит из упругого ствола. Верхняя (большая) часть ствола, к которой прикрепляются опахала, называется стержнем, нижняя - очином. Каждое опахало образовано многочисленными бородками первого порядка, на которых располагаются более мелкие бородки второго порядка. Каждое из них снабжено маленькими крючочками, которые сцепляются с такими же крючочками соседних бородок. В результате опахало (если оно будет разорвано) может восстанавливаться, как только крючочки придут во взаимное соприкосновение. Пуховые перья - первый покров птенцов и теплоизоляция взрослых птиц - состоят из перьев с бородками, но без крючков. Если сделать продольный разрез пера, внутри ствола отчетливо видна ячеистая сердцевина, а полость очина состоит из нежных роговых колпачков, лишенных характерной структуры. Продольный разрез стержня показывает, что в очине преобладает ячеистая сердцевина, в стержне наоборот: чем ближе разрез к острию пера, тем заметнее убывание сердцевины и увеличение рогового слоя. Ячеистая структура сердцевины не означает, что сердцевина жива. Жива лишь нижняя часть пера, и эта живая ткань проникает в перо тем дальше в очин, чем перо моложе. Когда при линьке перо теряет полностью связь с живой надкожицей, оно выпадает. Развитое перо, за исключением нижней части очина, ороговевшее, причем это не полноценное роговое вещество - кератины, а предшествующая ему ступень развития - элеидины, не влияющие на обмен веществ в организме. Пока перо только во влагалище, в него могут проникать некоторые вещества живой ткани (например, красящие). Поэтому окраска оперения птицы может измениться только во время линьки.

Рис. 9. Строение пера волнистого попугайчика (по П. Грассу): 1 - отверстие очина; 2 - очин; 3 - стержень; 4 - опахало; 5 - бородки; 6 - сердцевинные лучи; 7 - крючочки

Для пояснения синей окраски волнистого попугайчика необходимо более подробно рассмотреть внутреннее строение пера (рис. 10). Снаружи перо покрыто прозрачным корковым слоем, в котором могут откладываться красящие вещества - липохромы. Под ними идет слой прозрачных полых роговых клеток, заполненных воздухом. Далее внутри располагается слой клеток, в которых накапливаются зерна или глыбки пигментов - меланинов. В зависимости от сочетания размеров полых клеток и интенсивности отложения пигментов получается тот или иной цвет пера.

Рис. 10. Разрез бородок пера волнистых попугайчиков (по Данкеру): а - синего; б - белого; в - зеленого; г - желтого

По теории Дж. У. Рэлея (Рэлей Дж. У. (1842-1919) - английский физик. Закон рассеяния света установлен Рэлеем в 1871 г. - Примеч. пер), прозрачные полые роговые клетки пера подобны мельчайшим частицам пыли, которые содержатся даже в кристально чистом воздухе, создавая в результате преломления в них солнечного света синий оттенок: Когда частицы пыли крупные, создается впечатление, что небо серое. По теории Рэлея применительно к строению пера, цвет его зависит от размеров упомянутых полых клеток. Для того чтобы мы могли воспринимать o этот цвет как синий, должно быть выполнено еще одно условие: клетки должны располагаться на черном фоне, который поглощает падающие лучи света. Точно так, как черный фон Вселенной является фоном для голубого неба, фоном для внешних слоев клеток пера должны быть зерна темного цвета - меланины (пигменты черного и коричневого цвета, определяющие окраску кожи, перьев и т. д.), широко распространенные в животных тканях и содержащиеся в больших количествах во внутренних клетках пера.

На рис. 10, а показан разрез бородки пера синего волнистого попугайчика. Корковая внешняя поверхность состоит из прозрачного рогового слоя, далее по направлению к середине располагается слой полых клеток, а в самой середине - клетки с зернами черного цвета. На рис. 10, б отсутствует скопление черных зерен посередине, иными словами, отсутствует темный фон. Поэтому впечатление синего цвета не возникает вообще или возникает, но только в виде едва заметного оттенка - это перо белого волнистого попугайчика. В пере зеленого волнистого попугайчика (рис. 10, в) можно заметить в сердцевине зернышки темного цвета, как у синего попугайчика, а также желтый цвет в корковом слое. Перо желтого волнистого попугайчика (рис. 10, г) с такой же сердцевиной, как у белого волнистого попугайчика, т. е. без темного фона (окраски), но с желтой пигментацией коркового слоя.

Обобщив результаты наблюдений, определим, чем обуславливаются четыре основных цвета. Зеленый состоит из синего и желтого, т. е. содержит частицы темной окраски в сердцевине и желтую окраску в корковом слое. У желтого волнистого попугайчика отсутствует темная окраска в сердцевине, у синих отсутствует желтая в корковом слое, а у белых отсутствует и то, и другое.

В годы после первой мировой войны проблемой наследственности цвета у волнистых попугайчиков занимались два исследователя, результаты трудов которых были положены в основу всей теории. Это доктор Данкер из Бремена, который проводил свои опыты на многочисленных группах птиц, принадлежащих обществу любителей волнистых попугайчиков, и профессор Штайнер, ученый, работавший в то время в Зоологическом институте университета в Цюрихе, который в качестве исходного материала для экспериментов использовал своих собственных птиц. Результаты исследований ученых подтвердили, что волнистые попугайчики наследуют признаки согласно правилам, установленным еще Менделем (Мендель Грегор Иоганн (1822-1884), австрийский естествоиспытатель, основоположник учения о наследственности (менделизм). На основе опытов по гибридизации сортов гороха (1856-1863 гг.) сформулировал закономерности независимого расхождения признаков и комбинирования наследственных факторов (законы Менделя); проследил наследование признаков в нескольких поколениях (Советский энциклопедический словарь. - М., 1980). - Примеч. пер). Наш соотечественник аббат Грегор Мендель, монах монастыря августинцев в Брно, проводил систематические опыты, связанные с наследованием признаков от поколения к поколению путем гибридизации растений. В 1865 г. он первый установил правила о наследственности. Но его труды были преданы забвению, и только в 1900 г. их обоснованность была подтверждена тремя исследователями: Э. Чермаком, К. Корренсом и X. де Фризом. С тех пор Г. Мендель стал основателем учения о наследственности, получившего в его честь название "менделизм".

Для того чтобы понять учение о закономерностях наследственности, необходимо уяснить некоторые основополагающие понятия. При половом размножении в результате слияния зародышевых клетбк родителей развивается новый организм со свойствами, унаследованными от обоих родителей. Каждая зародышевая клетка - мужская или женская - содержит одинаковое количество мелких телец - хромосом. При их слиянии в новой клетке количество хромосом удваивается за счет хромосом зародышевых клеток, что обеспечивает передачу будущему организму свойств и признаков родителей. В ходе этого процесса участки хромосом, обусловливающие одинаковые признаки, располагаются друг против друга (величина с величиной, цвет с цветом и т.д.).

Зародышевые клетки родителей - спермин самца и яйцеклетка самки - несут в себе по одной хромосомной структуре родителей. В оплодотворенной яйцеклетке образуется уже совершенно новая двойная структура хромосом.

В каждой хромосоме содержатся многочисленные наследственные факторы - гены, каждый из которых так или иначе отличается от всех остальных. Каждый ген контролирует наследование одного или нескольких признаков. Вместе с тем для проявления каждого признака необходимы определенные благоприятные внешние условия (например, тепло, свет, корм).

В неподходящей среде свойства развиваются только частично или не развиваются совсем, даже когда в организме имеется соответствующий ген. Эти сведения очень важны для тех, кто занимается разведением, ибо они подчеркивают необходимость создания условий для полного развития определенного свойства (окраски, величины и т. п.). Следовательно, по наследству передаются только задатки (гены), но не признаки (свойства) организма, которые развиваются только при благоприятных условиях.

В хромосомах гены располагаются в линейном порядке, образуя цепочку. Иногда хромосомы перекрещиваются, а при клеточном делении происходит их разрыв и обмен частями. Возникают хромосомы с новыми комбинациями генов (рис. 11).

Рис. 11. Расположение генов в хромосомах и возникновение исключений из правил наследственности

Наследственный фактор у большинства видов двойного происхождения от отца и от матери. Отцовские и материнские гены расположены в хромосомах всегда друг против друга, следовательно, каждое живое существо имеет два наследственных фактора для каждого свойства. В учении о наследственности мы обозначаем их двумя буквами. Отсутствующий фактор обозначен маленькой буквой.

Совокупность генов, т. е. наследственных свойств определенной особи, называется генотипом. При этом совершенно неважно, перешло ли развитие врожденных задатков, определяемых генами, под влиянием внешних условий в определенные свойства или нет. Совокупность явных (видимых) свойств и признаков особи называется фенотипом и является результатом взаимодействия генов и внешних условий.

Набор особей одного и того же генотипа называется чистой линией. Птица чистой линии, например зеленый волнистый попугайчик, цвет которого не расщепляется в потомстве ни на какой другой, называется гомозиготной. Птица, цвет потомства которой расщепляется на другой (отличный от его собственного), называется гетерозиготной.

Цвет, который передается всем птенцам в первом поколении от разноцветных родителей, является доминантным (форма взаимоотношений парных генов, при которых один из них оказывает более сильное влияние, чем другой, - называемый рецессивным). У волнистых попугайчиков, например, зеленый доминирует над синим цветом. Цвет, который появится только в следующем поколении, является рецессивным. Синий цвет является рецессивным по отношению к зеленому.

Переменная наследственность характеризуется тем, что потомству в первом поколении передаются признаки лишь одного из родителей. Но признаки другого родителя не исчезают, а существуют в этом поколении в скрытом виде и появляются снова у птиц последующих поколений. Образец переменной наследственности (от соединения зеленого волнистого попугайчика с синим) приведен на рис. 12, I, а.

Зеленые птицы, полученные от зеленых, способных давать в потомстве синих, с трудом распознаются по внешним признакам. Определить их гетерозиготность можно только путем контрольного скрещивания.

Зеленую птицу от первого поколения, способную давать синюю, можно соединить с синим родителем (либо с другой синей птицей), это так называемое обратное скрещивание, которое в результате дает расщепление, изображенное на рис. 12, I, б и для вышеизложенного примера является контрольным.

Рис. 12. Образец переменной (I) и смешанной (II) наследственности: а - нормальное скрещивание; б - обратное скрещивание: 1 - зеленая птица; 2 - голубая птица; 3 - темно-синяя птица; 4 - серо-синяя птица

Совершенно иной представляется смешанная, или интермедиарная, наследственность: потомству в первом поколении не передается окраска ни одного из родителей, и окраска оперения у птенцов совершенно новая. Образцом такой наследственности является скрещивание голубого волнистого попугайчика с серо-синим. В результате появляются птенцы только темно-синего цвета, но способные давать в потомстве птиц с характерным цветом обоих родителей. Пример смешанной наследственности приведен на рис. 12, II, а.

При смешанной наследственности можно скрещивать птицу от первого поколения с любым из родителей или с чужой птицей того же генотипа, все равно с какой, потому что ни у одной из них не присутствует доминантный цвет. При обратном скрещивании получаем результат согласно схеме рис. 12, II, б.

В наши дни наличие волнистых попугайчиков с разнообразной окраской оперения позволяет проводить множество всевозможных комбинаций. Для того чтобы подвести предварительные итоги гнездования двух особей (которые с учетом оплодотворенных или неоплодотворенных яиц могут быть только теоретическими), необходимо более подробно ознакомиться с факторами, определяющими окраску волнистых попугайчиков.