В обоих случаях наверху — представители родительских видов. От их скрещивания появляются гибриды. Геномы (хромосомные наборы, каждый — из 13 хромосом) двух родительских видов показаны буквами L и R. Гибриды несут по одному геному каждого из родительских видов. В овалах показаны наборы геномов в клетках лягушек, а в кружочках — в их половых клетках.
Теперь сравним две половинки схемы. Для Западной Европы типично, что гибридные лягушки обитают вместе с родительским видом LL, а в Восточной Европе (например, в водоёмах Харькова) — с родителями RR. При производстве половых клеток гибриды совершают чудеса. Они выбрасывают один из родительских комплектов хромосом (это называется элиминацией неклонального генома), а потом удваивают оставшийся комплект (это называется эндоредупликацией клонального генома). Почему клонального? Потому что он передается как единое целое, без «перетасовывания» частей. Мы обозначаем клональность генома, заключая его символ в скобки — рассмотрите схему, и вы поймёте, какие геномы — клональные, а какие — нет.
В двух показанных на рисунке случаях гибриды выбрасывают разные геномы — того вида, с представителями которого им придётся скрещиваться. Потомство, которое получается от таких скрещиваний, оказывается гибридным. Оно опять скрещивается с представителями родительского вида, опять выбрасывает геном своего партнёра и формирует череду поколений, передающих клональный геном отсутствующего в данном местообитании вида.
И вот теперь — главный вопрос. Почему там, где партнёрами гибридов оказываются лягушки LL, гибриды выбрасывают геном L и передают (R), а там, где их партнёры — RR, выбрасывают R и передают (L)?
Окончательного ответа на заданный вопрос нет, потому что механизм элиминации генома ещё не изучен. Но то, как его искать, зависит от того, какая гипотеза будет проверяться в ходе таких поисков. Мы с моим коллегой формулировали совершенно разные гипотезы. Конечно, в главном эти гипотезы едины: наблюдаемая целесообразность в характере размножения гибридных лягушек рассматривается в них как следствие отбора. Весь вопрос в том, когда этот отбор шёл и насколько он был длительным. Я условно назову эти гипотезы «физиологической» и «экологической».
«Физиологическая» гипотеза
В пользу «физиологической» гипотезы свидетельствует ряд обстоятельств. Можно вспомнить взгляды одного из классиков российской экологии, С.С. Шварца. Выделение во внешнюю среду (в воду, например) регуляторов, угнетающих рост аналогичных организмов (и аналогичных стадий их развития), — один из фундаментальных механизмов регуляции. Кстати, Шварц и его сотрудники изучали этот способ регуляции именно на головастиках…
«Экологическая» гипотеза
Возвратитесь к рисунку. Представьте себе, что с лягушками LL скрестятся гибриды, которые производят потомство с геномом (L). Все потомки от такого скрещивания будут принадлежать к родительскому виду LL. Такая линия гибридов исчезнет, зато та, что будет производить половые клетки с геномом R, сохранится и сможет воспроизводить себя во многих поколениях!
Может показаться, что эта гипотеза предполагает ещё более невероятное событие, чем её альтернатива. Надо объяснить не просто происхождение одной линии полуклональных гибридов, а одновременное возникновение как минимум двух линий. Как это можно объяснить? Конечно же, отбором!
Сейчас самое время рассказать об одном важном факте. Гибриды первого поколения, которые возникают от скрещивания представителей родительских видов, очень часто оказываются бесплодными, а если и могут оставить потомков, всё равно имеют аномалии в развитии половых желез. Я хорошо помню, как одна достойная дама в авторитетном научном центре вскрывала лягушек. Препарируя вскрытого самца-гибрида, она возмущалась: «Что же это за семенники? Тьфу, а не семенники: маленькие, кривые и чёрные… А вот там (у самца родительского вида) приятно было посмотреть: большие, ровные, жёлтые».
Этим дело не заканчивается. Даже если гибриды первого поколения образуют половые клетки, значительную часть их сперматозоидов и яйцеклеток заполняет генетический мусор: некратные хромосомные наборы. Из таких половых клеток потомок развиться не сможет. Зато у клеток, куда попал целиком набор (L) или набор (R), есть шанс породить очередную лягушк, и, может быть, целую линию потомков, как те, что показаны на рисунке.