2.2 Кариотип
С.Г. Навашин впервые показал значение изучения морфологии хромосом для понимания процессов эволюции видов. Он обосновал важнейшее понятие об идиограмме ядра, характеризующей число хромосом и индивидуальную морфологию каждой из них. Позднее был предложен более удобный термин – кариотип (Любавская, 1982).
Кариотипом называется совокупность признаков, по которым можно идентифицировать данный хромосомный набор: число хромосом, их форма, определяемая, прежде всего расположением центромер, наличие вторичных перетяжек, спутников, чередование эухроматиновых и гетерохроматиновых районов и т.д. Таким образом кариотип – это паспорт вида (Инге-Вечтомов, 1989). Наглядно кариотип может быть представлен в виде снимка метафазной пластинки, либо идиограммой (рисунок 1). В половых клетках (гаметах) обычных организмов содержится одинарный (гаплоидный) набор хромосом, который принято обозначать через n или x. Генетическая структура каждой хромосомы в гаплоидном наборе специфична, не повторяется в других хромосомах. В клетках тела (соматических клетках) содержится, как правило, два набора хромосом, один из которых внесен в данный организм через материнскую, а другой через отцовскую гаметы. В диплоидном наборе каждая хромосома представлена дважды. Хромосомы не одинаковы, они могут быть различны, перетяжка может находиться в разных местах хромосом (рисунок 2).
Рисунок 1 - Кариотип и идиограмма
Рисунок 2 - Метафазные хромосомы. 1,6- равноплечие; 2- слабо неравноплечие; 3,4,5-резко неравноплечие; 7- резко неравноплечие с вторичной перетяжкой; 8-спутничная.
У ивы в диплоидном наборе количество хромосом 38 (Котов, 1997).
Морфологию хромосом у ив детально описал И.Вилкинсон. В соматических клетках S.triandra он выделил 4 крупные L′–хромосомы, 28 метацентрических М–хромосом, 4 спутничные Т–хромосомы и 2 мелкие S–хромосомы. Таким образом, по мнению автора, кариотип ив характеризуется строго определенной идиограммой. Следует заметить, что, по современным представлениям, наличие вторичных перетяжек в L′–хромосомах – непостоянный кариологический признак.
О.В. Федорова-Саркисова (1946) приводит рисунки метафазных митотических хромосом различных видов ив (фиксация по Навашину, окраска железным гематоксилином). Во всех случаях хромосомы палочковидно-изогнутые, без перетяжек, без спутников, приблизительно одинаковых размеров – 5,0...5,5 мкм.
А. Хакансон анализирует кариотипы 12 видов ив и ряда гибридных форм. В профазе и метафазе первого деления мейоза в МКМ автор выделяет крупные L′–хромосомы и М–хромосомы (длина до 1,8 мкм) и мелкие хромосомы (диаметр менее 0,8 мкм). На некоторых рисунках видны спутники, автор подчеркивает наличие спутников у S.alba. Соотношение разных типов хромосом непостоянно, то есть кариотипы чистых видов и гибридных форм не могут быть охарактеризованы определенной идиограммой. В поздней профазе I все хромосомы имеют палочковидно-изогнутую форму, в MI мелкие хромосомы округлые, крупные хромосомы – гантелевидные, с хорошо выраженной медианной перетяжкой.
В.В. Кричфалушiй и Л.В. Голiшкин (1985) приводят в своей работе рисунки метафазных митотических хромосом различных видов ив (предобработка парадихлорбензолом, колхицином и 8–оксихинолином; фиксация ацеталкоголем; окраска ацетогематоксилином). Хромосомы имеют округлую или слабо вытянутую форму, диаметр хромосом – 0,5...1,7 мкм (по нашим измерениям), у S.alba видна одна спутничная хромосома, однако в авторском тексте ее наличие не отражено.
О.В. Федорова–Саркисова отмечает неоднозначность изменчивости числа хромосом у гибридов по сравнению с родительскими видами. Например, при скрещивании S.caprea (n=x=19) и S.cinerea (n=2x=38) у гибридов насчитывается 57 хромосом (2n=19+38). Но при скрещивании S.phylicifolia (n=2x=44 при x=22) и S.viminalis (n=x=19) у гибридов оказывается 88 хромосом (2nфакт=44+44), а не 63 (2nрасч=44+19), т.е. диплоидное число хромосом у гибрида оказывается равным удвоенному гаплоидному числу донора цитоплазмы. Этот эффект может быть объяснен наличием апомиксиса, но в этом случае гибридизации не происходит. В то же время известно, что при гибридизации число хромосом постепенно стабилизируется на уровне диплоидного числа хромосом донора цитоплазмы в результате дифференциального эндомитоза.
По наблюдениям большинства авторов митотические (метафазные) хромосомы ив мелкие (0,5–1,7 мкм и менее; у разных видов длина хромосом может различаться примерно в 2 раза), округлые или слабо-овальные; иногда обнаруживаются спутники. Реже хромосомы ив описываются как палочковидные изогнутые. Высокая изменчивость кариотипа ив привела к выводу о бесперспективности кариологических исследований в таксономических целях. Роль изменчивости кариотипа в видообразовании у ив в литературе фактически не рассматривалась. В хромосомных атласах кариотипы ив не приводятся (http://afonin-59-salix.narod.ru).