Коэволюция партнеров и целостность симбиотических систем

Н. А. Проворов, Н. И. Воробьев

Государственное научное учреждение
Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии
196608 С.-Петербург, Пушкин-8, ш. Подбельского, д. 3
e-mail: provorov@newmail.ru
Поступила в редакцию 14.02.2011 г.

Симбиозы - чрезвычайно удобные модели для изучения целостности биосистем, которая характеризует их структурно-функциональную организованность, позволяющую партнерам адекватно реагировать на изменения внешней среды. Анализ различных форм растительно-микробного и животно-микробного симбиоза показал, что качественное возрастание его целостности происходит при факультативных и экологически облигатных взаимодействиях партнеров, достигая кульминации при генетически облигатных взаимодействиях. С помощью математических моделей установлено, что функциональная целостность N₂-фиксирующего бобово-ризобиального симбиоза (согласованность изменений генотипических частот партнеров при флуктуациях факторов среды) коррелирует с его экологической эффективностью, которая возрастает под действием отбора. Его результатом является установление тесных регуляторных связей партнеров, которое приводит к их генетической интеграции - становлению “симбиогенома”. Генетическая целостность симбиоза определяет его высокий эволюционный потенциал, основанный на: а) эпигенетическом наследовании хозяином признаков симбиоза, которое может происходить в форме вертикальной передачи либо самих микросимбионтов, либо полученных от них генов; б) отношениях межвидового альтруизма, который связан с положительными обратными связями партнеров, определяющими экологическую эффективность мутуалистического взаимодействия. Реализация этого потенциала приводит к глубокой генетической интеграции изначально независимых партнеров, вплоть до их объединения в новые целостные организмы.

Полный текст статьи доступен на сайте Elibrary.ru (необходимо зарегистрироваться).