Большая советсткая энциклопедия Кариосистематика

Кариосистематика

Кариосистематика (от карио... и систематика), кариотаксономия, раздел систематики, изучающий структуры клеточного ядра у разных групп организмов (таксонов) с целью выявления степени их филогенетической близости и использования этих данных для построения естественной системы той или иной группы организмов. К. развилась на стыке систематики с цитологией (её разделом — кариологией) и генетикой. Обычно К. изучает лишь строение и эволюцию кариотипа, однако в систематике ряда групп простейших используется вся характеристика ядерного аппарата (чередование диплоидной и гаплоидной фаз, сравнение типов ядер). Таксономическое значение имеет не только число, но и морфология хромосом, количество ДНК в ядре, нуклеотидный состав ДНК и др. В К. хромосомы изучаются обычно на стадии метафазы митоза, реже — мейоза (последнее важно для выяснения причин бесплодия межвидовых гибридов первого поколения). Значительный вклад в К. внесли рус. и сов. учёные (С. Г. и М. С. Навашины, Г. А. Левитский, Л. Н. Делоне, И. И. Соколов, Б. Л. Астауров, А. А. Прокофьева-Бельговская и др.).

К. растений интенсивно развивается с начала 20 в. Впервые определение хромосомных чисел у растений провели в 1882 Э. Страсбургер и Л. Гиньяр, в 1915 нем. цитолог Г. Тишлер описал хромосомные наборы у 400 видов растений. К. растений обычно ограничивается определением числа хромосом, что связано с исключительной ролью полиплоидии в эволюции растений. Наиболее полно изучены цветковые растения: к 1967 описаны хромосомные числа свыше 35 000 видов (около 15% видов этой группы). К. животных развивалась медленнее, однако применение современных методов исследования (культура тканей, авторадиография и др.) привело в 60—70-х гг. к её значительному прогрессу. Удалось получить точные сведения о морфологии отдельных хромосом, различать гетеро- и эухроматиновые участки во внешне сходных хромосомах. У двуполых животных полиплоидия имеет ограническое распространение, а кариотип отличается большим разнообразием, нежели у растений. У животных малоспециализированные виды и роды (эволюционно исходные) характеризуются большим числом хромосом с преобладанием в кариотипе одноплечих хромосом, а специализированные (эволюционно более поздние) — меньшим числом хромосом с преобладанием двуплечих. Для растений признан исходным диплоидный, а производным — полиплоидный кариотип. Направленность путей эволюции кариотипа позволяет оценивать вероятность преобразования кариотипа в том или ином направлении и устанавливать пути расселения видов. К. позволяет обнаружить виды-двойники. Например, оказалось, что в пределах ранее считавшегося единым вида чёрная крыса (Rattus rattus) скрываются два вида-двойника: 38-хромосомный вид из Европы и Западной Азии, завезённый европейцами в Америку и Австралию, и 42-хромосомный вид из Юго-Восточной Азии. К. показала, что все породы домашних овец происходят от муфлонов, а домашних лошадей — от тарпанов, но не от лошади Пржевальского, как считали прежде. Применение методов К. наиболее эффективно для таксонов, лежащих между видом и подсемейством — семейством; для дифференциации внутривидовых и высших таксонов К. даёт очень мало.

К. имеет практическое значение в селекции: изучение кариотипов скрещиваемых видов должно предшествовать опытам по отдалённой гибридизации.

Лит.: Левитский Г. А., Морфология хромосом и понятие "кариотипа" в систематике, "Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции", 1931, т. 27, в. 1; Воронцов Н. Н., Значение изучения хромосомных наборов для систематики млекопитающих, "Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отд. биологический", 1958, т. 63, № 2; Makino S., An atlas of the chromosome numbers in animals, Ames (Iowa), 1951; Darlington C. D., Wylie A. P., Chromosome atlas of flowering plants, L., 1955; Hsu T. Ch., Benirschke K., An atlas of mammalian chromosomes, v. 1—6, В. — Hdlb. — N. Y., 1967—71; Stebbins L., Chromosomal evolution in higher plants, L., 1971.

Н. Н. Воронцов.