Как происходит спаривание единорогов?
Прочитав эту статью, Вы узнаете, каким образом происходит волшебный процесс спаривания двух единорогов, который они время от времени устраивают для рождения нового коника. Вы поймёте, какие факторы влияют на передачу генетической информации, а также про то, как действуют так называемые «генетические операции».Все темы по генетике на нашем Форуме
Как происходит спаривание
Автор: Роман Душкин, генетик Unicorn Go
По легендам когда два единорога любят друг друга (ну или просто нравятся друг другу, там у них всё намного проще в этом отношении), они приближаются, дотрагиваются рог к рогу, вспыхивает великолепная радужная радуга (это какой-то квантовый эффект, связанный, скорее всего, с высшими измерениями, но пока это только гипотеза), и появляется новый единорог. Он уже сразу взрослый и готов ко всему тому, что могут его родители.Единороги — диплоидные существа, то есть каждый из них несёт двойной набор генов. Каждый ген имеет две аллели, одну доминантную, а одну рецессивную, и они располагаются на разных хромосомах (надо понимать, что на одной хромосоме располагаются доминантные значения одних генов и рецессивные других — нет доминантной хромосомы, как нет и рецессивной).Для получения потомства от каждого из родителей берётся по одной случайной хромосоме. Две хромосомы по одной от каждого родителя и составляют генотип нового единорога. Этот генотип далее экспрессируется в фенотип, то есть физические характеристики коня и его внешний вид.Самая слабая аллель из четырёх родительских аллелей никогда не манифестируется (хотя и наследуется в половине случаев), вторая и третья по слабости аллели манифестируются в 25 % случаев, а самая сильная аллель манифестируется в половине случаев. И так для каждого гена. Это здорово, так как внезапно в потомке может проявиться фенотипическая черта, которой не было ни у одного из родителей (но была, например, у бабушки или прадедушки).После того как две аллели нового единорога выбраны, происходят две генетические операции. Первая — перекрёст (или скрещивание, или кроссинговер). У единорогов есть перекрёст хромосом, и это имеет важнейшее влияние на наследование и распространение генетического разнообразия. Вот, как это происходит:
На этой диаграмме показано, что такое перекрёст хромосом. Итак, у каждого единорога есть две хромосомы. Когда два единорога хотят родить себе малыша, от каждого из них случайным образом берётся по одной хромосоме. У потомка тоже появляется две хромомосы. А потом происходит их перекрёст. Это как будто бы глубинное переплетение жизненной сути единорогов. Единороги сплетаются воедино в своих потомках.Каждая хромосома потомка «разрезается» на две части в одинаковом случайном месте, а потом вторая часть первой хромосомы становится второй частью второй хромосомы и наоборот. Прямо как на диаграмме. Кстати, это не влияет на фенотип единорога, поскольку независимо от того, на какой хромосоме находится доминантная аллель гена, проявляется в фенотипе именно она. Перекрёст хромосом не влияет на экспрессию генов. Но перекрёст влияет на наследование и распространение генов в популяции. Когда уже потомок с перекрёстом делает нового потомка, который является внуком для первоначальной пары, то в этом внуке одна хромосома несёт генетическую информацию как бабушки, так и дедушки. Если бы не было перекрёста, но внуки несли бы генетическую информацию только бабушки или только дедушки, и генетическое разнообразие было бы очень узким.Далее в дело вступает вторая операция над генами, которая применяется после определения генотипа нового единорога на основании перекрёста хромосом родителей — мутация. Мутация — это изменение генетической информации под воздействием каких-то случайных внешних факторов. Все гены всегда мутируют с какой-то частотой, и некоторые из них закрепляются в поколениях, поскольку дают своим носителям ту или иную выгоду. Чаще всего, конечно, мутации зловредны. Так вот у единорогов всё то же самое.Частота мутаций — это вероятность, с какой каждый ген может подвергнуться мутации. Частота мутаций зависит от «крутости» единорога примерно по логистическому закону, начиная с 15 % для самых плохоньких единорожков до 40 % для самых крутых. При генерации генотипа нового единорога для каждого гена бросаются кости от 0 до 100 %, и если выпавшее значение меньше частоты мутации, то происходит мутация для этого гена. Для этого гена берётся случайная его аллель и осуществляется один из четырёх типов мутаций:
- Очень сильное ухудшение — 40 % мутаций.
- Ухудшение — 30 % мутаций.
- Улучшение — 20 % мутаций.
- «Переброска» значения — 10 % мутаций.
Переброска значения аллели гена — это выбор случайного нового значения в рамках интервала области определения гена для доминантной расы единорога. А вот ухудшение и улучшение — это сдвиг границ области определения гена вниз или вверх. Вниз на 50 % — это сильное ухудшение, вниз на 25 % — это простое ухудшение, вверх на 25 % — это улучшение.Так что нет ничего удивительного в том, что если спариваются два единорога с легендарными частями тела и высокими физическими характеристиками, то в результате получается так себе коник. Это плата за высокие показатели. Чем круче единорог, тем сложнее ему улучшить или даже просто передать свои гены следующему поколению.Остались вопросы? Задавайте их на нашем Форуме или в Телеграм-чате.