Тема: Характер наследственности и изменчивости сирийских

Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2014
Естественные науки (от 14 до 17 лет)
«Наследование признаков сирийскими хомячками в условиях
близкородственного скрещивания»
Судьбина Мария, 14 лет
ученица 8-го класса
Руководитель работы:
Гагиева Марина Викторовна,
педагог дополнительного образования,
МБОУ ДОД «Станция юных техников»
г. Норильск, Красноярского края
2014 г.
Оглавление
1
Введение ........................................................................................................ 3
Научно-методический аппарат.......................................................................................... 3
Обзор литературы ............................................................................................................... 4
Общая информация о сирийских хомячках........................................................................... 4
Наследование признаков........................................................................................................ 4
Генетика сирийских хомячков .............................................................................................. 5
Размножение сирийских хомячков методом инбридинга ................................................... 6
Исследования элементарной рассудочной деятельности животны .................................6
2
Основная часть ............................................................................................. 8
Практическая часть работы .............................................................................................. 8
Наследование признака окраса и структуры шерстного покрова ..................................... 8
Эксперименты по обучению сирийских хомячков ................................................................ 9
Эксперимент №1. Добыча корма с помощью механического устройства –вращающейся
кормушки. ............................................................................................................................ 10
Эксперимент №2. Выход из клетки хомячков с помощью натягивания шнура,
закрепленного к дверце. ...................................................................................................... 11
Эксперимент №3. Нахождение оптимально короткого пути к выходу из лабиринта. ..... 12
3
Заключение ................................................................................................. 15
4
Список источников информации ............................................................ 16
5
Приложение ................................................................................................ 17
2
1
Введение
Научно-методический аппарат
Актуальность и практическая значимость. Сирийские хомячки вызывают
интерес у любителей декоративных животных. Многие соблазняются их особенностями в
поведении, наличием мягкого спокойного характера, терпимости к людям. Но хозяева
добрых питомцев иногда пытаются их разводить, не имея специальных знаний. В
исследовательской работе отражена зависимость наследования признаков хомячками от
неправильного разведения. Подтверждено опасение ученых о возможном проявлении
нежелательных рецессивных генов в гомозиготной форме, приводящих к летальному
исходу или
слабому здоровью
хомячков,
полученных
при
близкородственном
скрещивании. Хочется поделиться результатами наших исследований с любителями
сирийских хомячков. Возможно, так мы сможем оградить некоторых из них от ошибок в
разведении.
Тема:
наследование
признаков
сирийскими
хомячками
в
условиях
близкородственного скрещивания.
Цель: установить методом инбридинга генотипы окраса и типа шерстного покрова
сирийских хомячков и связь уровня рассудочной деятельности от степени близкого
родства.
Задачи:
1. Проанализировать
информацию
о
генетике
сирийских
хомячков
и
исследованиях элементарной рассудочной деятельности животных.
2. Отследить наследование признака окраса и структуры шерстного покрова у
сирийских хомячков одной родословной линии.
3. Провести эксперименты по обучению сирийских хомячков и установлению
уровня их жизнеспособности в условиях близкородственного скрещивания.
Объект: сирийские хомячки, находящиеся в близком родстве.
Предмет: фенотипы сирийских хомячков, находящихся в близком родстве.
Методы
исследования:
близкородственное
скрещивание,
наблюдение,
эксперименты, аналитико-синтетические методы.
Гипотеза: скрещивая близкородственно хомячков, можно получить гомозиготных
особей, у которых проявятся вредные рецессивные признаки, а также можно установить
гены окраса, имеющиеся в генотипах родительских форм.
Сроки проведения работы: 10.12.2011 г. – 10.05.2013 г.
3
Обзор литературы
Общая информация о сирийских хомячках
Научная классификация
Царство: Животные; тип: Хордовые; класс: Млекопитающие; отряд: Грызуны;
семейство: Хомяковые; род: Средние хомяки; вид: Сирийский хомячок; латинское
название - Mesocricetus auratus
Сирийский хомячок, или переднеазиатский хомяк [1] (лат. Mesocricetus auratus) —
грызун семейства хомяковых.
Это небольшое подсемейство включает 19 видов, относящихся к 6 родам.
Золотистый хомячок — небольшой, вдвое меньше крысы, грызун, похожий на
обыкновенного хомяка, широко распространенного в нашей стране [4]. Но в отличие от
своего крупного и злобного собрата, который приносит людям немало вреда, золотистый
хомячок отличается кротким нравом. Он оказался совершенно незаменимым при самых
разнообразных научных исследованиях и стал желанным обитателем живых уголков
любителей.
В природе обитает в окрестностях города Халеб (Сирия) и в восточной Турции. В
последнее время данный вид стал популярным домашним животным по всему миру. Они
всеядны, питаются семенами и орехами, могут поедать различных насекомых —
муравьѐв, ос, тараканов и мух.
Принадлежит он к мелким видам хомякообразных. Длина тела зверька около 8 см.
Коренаст, с очень коротким хвостом. Мех на спине рыжевато-коричневый, охристобуроватый или золотисто-желтый; брюшко светлое. В настоящее время выведено
несколько разновидностей этого грызуна. Шерсть у золотистого хомячка густая, мягкая и
бархатистая.
По
длине
шерсти
хомячки
разделяются
на
короткошерстных,
длинношерстных (ангорских) и полуангорских (полученных от скрещивания первых двух
видов). Окрас у хомячков самый разнообразный — от чисто белых (альбиносов) до
черных. Весьма популярны палевые (абрикосовые), пятнистые (бабочки).
Наследование признаков
Основным методом изучения наследования признаков служит Гибридологический
анализ. Этот метод позволил выяснить характер наследования многих морфологических,
физиологических и биохимических особенностей, часто зависящих только от одной или
нескольких пар генов.
Гибридологический анализ - способ изучения наследственных свойств организма
путѐм скрещивания его с родственной формой и последующим анализом признаков
потомства. В основе Гибридологического анализа лежит способность к рекомбинации, т.
4
е. перераспределению генов при образовании гамет, что приводит к возникновению новых
сочетаний генов. По этим сочетаниям, которые проявляются в потомстве гибридной особи
с определѐнной частотой, можно судить о Генотипе родительской формы, а по генотипу
родительской формы можно предсказывать генотип потомства.
Генетика сирийских хомячков
По утверждению Дарьи Сорокиной, изначально те гены, которые отвечают за
окрасы, рисунки и тип шерсти, были у всех хомячков одинаковые (природный внешний
вид сирийского хомяка - золотистый короткошерстный без рисунка). Однако за
десятилетия содержания их в домашних условиях появились мутации - измененные гены,
влияющие на внешний вид хомячка, благодаря чему теперь существует много домашних
хомячков самого разнообразного внешнего вида [2].
Внешний вид хомяка в том, что касается окраса, рисунка и типа шерсти,
определяется его набором генов. Гены скомбинированы по парам - в каждой паре один
ген получен от отца, один от матери. Какой конкретно ген из каждой пары будет в свою
очередь передан потомку, выбирается случайным образом. Поэтому у одной и той же
пары животных могут получиться совершенно разные дети [2].
Далее пишет в своей статье Дарья Сорокина: «Мутация называется доминантной,
если она проявляется, когда только один ген из соответствующей пары измененный.
Мутация называется рецессивной, если для ее проявления необходимо, чтобы оба
гена были изменены. Если изменен только один, то соответствующий окрас на данном
конкретном животном не проявится, но он может передать этот ген своим потомкам, то
есть является носителем конкретной мутации.
Доминантные мутации у сирийских хомяков: отвечающие за окрас: светло-серый
(Lg), серебристый (Sg), копченый (U); за рисунок: белый пояс (Ba), пятнистый (Ds), белое
брюшко (Wh); за тип шерсти: атласный (Sa).
Рецессивные мутации у сирийских хомяков: отвечающие за окрас: кремовый (e),
черный (a), коричный (p), темно-серый (dg), белый (cd), ржавый (b); за рисунок: пестрый
(rd); за тип шерсти: длинношерстный ( l ), рекс (rx), бесшерстный (hl).
В обозначениях приняты следующие соглашения: обозначение гена доминантной
мутации пишется с большой буквы. Соответствующий ему не мутированный ген
обозначается теми же буквами, но пишется с маленькой. Например - Ba и ba. Хомяки с
парами ген Baba или BaBa - обладатели белого пояса. У хомяков с парой генов baba
белого пояса нет».
Гены рецессивных мутаций обозначаются наоборот - маленькими буквами, а
соответствующие им не мутированные гены - большими. rdrd - пестрый хомяк, Rdrd 5
носитель пестрого (сам не выглядит пестрым, но может произвести пестрое потомство),
RdRd - обычный, не пестрый и не носитель. Окрасы делятся на базовые, которые
определяются одной парой генов, и комбинации базовых [2].
Размножение сирийских хомячков методом инбридинга
Инбридинг — (англ. inbreedig, от in в, внутри и breedig разведение),
близкородственное скрещивание, скрещивание организмов, имеющих общих предков.
Общность происхождения скрещиваемых организмов увеличивает вероятность наличия у
них одних и тех же аллелей… (Биологический энциклопедический словарь).
Если самооплодотворения нет, генотип исходной формы выявляют, скрещивая в
разных комбинациях еѐ потомков («брат × сестра») и анализируя «внучатое» поколение.
Другой способ выявления гибридного состояния — анализирующее скрещивание:
скрещивание предполагаемого гибрида с рецессивной родительской формой.
Из статьи [3] «Линейное разведение или инбридинг» Andrew Overton, перевод с
английского Гречиной Оксаны следует, что «первое поколение обозначается как F1 (filial
first generation). Сын из помета F1 сводится с матерью, дочь F1 – с отцом. На этой стадии,
пытаясь создать линию, не следует скрещивать между собой брата и сестру, полученное
таким образом потомство имеет шансы улучшить или закрепить желательные черты, все
же остается вероятность достижения противоположного результата, когда возможно
появление хомячков, не отвечающих требованиям, и не обладающих качественными
характеристиками».
Предупреждает автор статьи [3]: «С любой программой разведения вы можете
получить генетическое ухудшение, которое возможно предотвратить, сводя животных
линии с обычными золотистыми хомячками, предпочтительно, стандартного (дикого)
окраса, не носящих скрытых рецессивных генов.
Исследования элементарной рассудочной деятельности животных
Основная цель исследовательской работы сводится к выявлению зависимости
поведения животных от унаследованного генотипа при близкородственном скрещивании.
Существует понятие «генотипические основы поведения», которое рассматривается как
сочетание и соотношение влияния среды и генотипа в онтогенезе отдельных
поведенческих признаков. Врожденные признаки, в нашем случае акты поведения,
развитие которых полностью определено генотипически и не требует специального
обучения. Приобретаемые признаки - это признаки, появившиеся в процессе развития под
влиянием определѐнных факторов внешней среды. Нам известно, что этологи
рассматривают целостный поведенческий акт как сложнейшее переплетение врождѐнных
6
и приобретѐнных компонентов. Под руководством Л. В. Крушинского были проведены
исследования роли генотипа в формировании способности животных к экстраполяции
направления движения стимула.
В качестве единиц инстинктивного поведения этологи выделяют так называемые
«фиксированные комплексы действий». К. Лоренц называл их «наследственными
координациями» или «эндогенными движениями».
Для объяснения результатов нашего исследования были использованы выводы Л.
В. Крушинского. Он утверждал, что основу формирования поискового поведения в
онтогенезе составляют такие процессы, как привыкание и обучение во всех его
многообразных формах. Именно к поисковой фазе поведенческого акта относятся и
проявления элементарной рассудочной деятельности, когда для достижения цели
животное в новой для него ситуации оперирует ранее сформировавшимися понятиями и
уловленными им эмпирическими законами, связывающими предметы и явления внешнего
мира (Крушинский, 1986).
Американский ученый Эдвард Торндайк (1874—1949) наряду с И. П. Павловым
считается основателем научного метода исследования процесса обучения у животных в
контролируемых лабораторных условиях. Он первым из психологов применил к изучению
психики животных экспериментальный подход. По Торндайку, исходным моментом
поведенческого акта является наличие так называемой проблемной ситуации, т.е. таких
внешних условий, для приспособления к которым у животного нет готового
двигательного ответа (т.е. инстинктивного акта). Решение проблемной ситуации
определяется взаимодействием организма как единого целого со средой. Выбор действий
животное
осуществляет
активно,
а
формирование
действий
происходит
путем
упражнений.
В работах К. Л. Моргана были сформулированы следующие положения, важные
для развития науки о поведении, в частности о зачатках мышления: взаимодействие
инстинкта
и
приобретенных поведенческих реакций;
существует
биологическая
предрасположенность к некоторым формам обучения;
В основе учения И. П. Павлова лежал рефлекторный принцип, а «элементарной
единицей» всех проявлений высшей нервной деятельности был признан условный
рефлекс. В дальнейшем метод условных рефлексов действительно послужил одним из
основных способов объективного изучения физиологических механизмов поведения и
психики животных.
7
2
Основная часть
Практическая часть работы
Наследование признака окраса и структуры шерстного покрова
В лабораторных условия методом близкородственного скрещивания нами
получены сирийские хомячки двух поколений. При скрещивании самца первого
поколения и самки второго поколения потомство, в нашем случае, не выжило.
Скрещивание проводили 4 раза: самка съедала свое потомство. Одной из причин может
быть слабое потомство, не обладающее жизнеспособными признаками.
Прежде, чем определить генотипы сирийских хомячков (Таблица 1), полученных в
процессе гибридизации, мы изучили список окрасов и их гены, заполнили таблицу
(Таблица 8, приложение), составили схему (Схема 1, приложение), отражающую
родственные связи между хомячками. Мы использовали информацию о сочетании генов
сирийских хомяков, стандартную международную символику генотипов (Таблица 4,
приложение).
Сложность определения генотипа объектов исследования заключалась в том, что
нам были неизвестны фенотипы предыдущих поколений. Заполняя таблицу генотипов
окраса и типа шерсти исследуемых хомячков, мы опирались на некоторые неизменные
сочетания генов при определенном фенотипе. Так, соболь мог получиться при сочетании
только двух генов «U» и «e», а белая окраска шерсти может проявляться всегда в
сочетании с другими рецессивными генами, сизая окраска возможна при сочетании генов
«e» и «ap». Установив генотип родителей и генотип особей первого поколения, удалось
распределить гены хомячков второго поколения, это было несложно, потому что их
фенотип нам был известен. Сложнее, оказалось, определить генотип еще одного помета
второго поколения, полученного от хомячков ♀F1 Чернышки и ♂F1 Наруто. Мы
заполнили эти ячейки таблицы и пронаблюдали за формированием фенотипов маленьких
хомячат.
8
Таблица 1. Генотип окраса и типа шерсти испытуемых сирийских хомячков.
Имя
хомячка
Родитель
Кеши
Родитель
Кеши
Кеша
Дымка
Бимка
Чернышка
Сакура
Наруто
Плюша от
Наруто и
Сакуры
Буся от
Наруто и
Сакуры
Поколение
Ген
Ген
Фенотип Ген типа Ген типа
Фенотип
окраса от окраса от
типа
шерсти от шерсти от
окраса
♀
♂
♀
♂
шерсти
♀
белая
cd
e
короткая
L
l
♂
черный
a
U
длинная
l
l
♂Родитель
♀Родитель
♀F1
♀F1
♀F1
♂F1
соболь
сизая
кремовая
соболь
кремовая
сизый
e
ap
e
e
e
ap
U
e
e
U
e
e
длинная
короткая
короткая
длинная
короткая
короткая
l
L
L
l
L
L
l
l
l
l
l
l
♀F2
кремовая
e
e
длинная
l
l
♀F2
кремовая
e
e
короткая
L
-
♀F2
♀F2
♀F2
♀F2
♂F2
♂F2
соболь
соболь
кремовая
кремовая
кремовая
сизый
U
U
e
e
e
e
e
e
e
e
e
ap
короткая
длинная
короткая
длинная
короткая
длинная
L
l
L
l
L
l
l
l
l
l
l
l
От
Наруто и
Чрнышки
Эксперименты по обучению сирийских хомячков
Методы и методика проведения исследования
В работе использована стандартная методика формирования условного рефлекса на
основе методов физиолога П. И. Павлова по выработке условных рефлексов у животных.
Изучены и применены следующие методы: линейный метод разведения животных,
количественные методы – подсчет количества дней, затраченных на обучение, метод
изучения поведения в эксперименте, количественный анализ результатов эксперимента,
выведение средней арифметической, метод «проблемных ящиков» (Э. Торндайк) и метод
«проб и ошибок» - при поиске выхода из лабиринта, метод «стимул-реакция» - обучение
способу добычи корма из «кормушки-перевертыша».
Проведены наблюдения за исследуемыми животными в процессе:
обучения
способу добычи
корма с помощью механического
устройства – вертящейся кормушки;
нахождения оптимально короткого пути к выходу из лабиринта;
выход из клетки с помощью натягивания шнура, закрепленного с
дверцей.
9
Все наблюдения за сирийскими хомячками проводились в лабораторных условиях
на базе зооуголка Станции юных техников. Результаты наблюдений вносили в таблицы,
фиксируя количество дней и время исполнения задания, тем самым регистрировали
реакцию каждого хомячка в ответ на строго дозированное и контролируемое раздражение.
Анализ затраченного времени на обучение помог выявить хомячка, самого способного к
обучению.
По аналогии экспериментального исследования зачатков мышления у животныхнеприматов (лабораторных белых крыс) американского исследователя Николаса Майера
провели работу с хомячками по поиску короткого пути к выходу из лабиринта. Задача
перед хомячками была проще: выйти из лабиринта и получить корм. Еще одна задача:
добыть корм из вращающейся кормушки. Как и крысы в опытах Н. Майера хомячки
оказались способными «спонтанно интегрировать изолированные элементы прошлого
опыта, создавая новую, адекватную ситуации поведенческую реакцию». Эта способность
составляет один из признаков, по которым можно судить о наличии элементарного
мышления.
В работе применен научный подход Отто Келера (1889—1974), который
характеризовался применением количественного анализа результатов эксперимента, и
разработанная О. Келером процедура формирования обобщения по признаку «число». Это
явилось моделью для изучения зачатков мышления. В нашем случае велся подсчет
количества дней, затраченных на обучение хомячков. В ходе исследования применен
принцип систематичности.
Эксперимент №1. Добыча корма с помощью механического устройства –
вращающейся кормушки.
В течение 15 дней помещали хомячков по очереди в пустой аквариум, а на его
боковые стенки клали проволоку с кормушкой. По скользким стенкам аквариума нельзя
подняться к кормушке. Необычная обстановка некоторых хомячков по началу пугала. Они
суетились, не находя себе место, подпрыгивали, бегали на задних лапах по периметру
аквариума, пытаясь выпрыгнуть из него.
Вскоре хомячки замечали шнурок и пытались по нему подняться к выходу. Но
натянув шнурок, они переворачивали кормушку, и на них неожиданно вываливался корм.
Понимание того, что хомячки сами могут добыть пищу, дѐрнув за шнурок, появилось у
них через некоторое время.
Вели наблюдение за появлением данного условного рефлекса, фиксируя время
выполнения задания и описывая поведение животных в дневнике исследователя. Перед
экспериментом хомячков не кормили в течение 12 часов.
10
Показателем образования условного рефлекса явилась быстрая (в течение 5 секунд)
добыча пищи с помощью вращающейся кормушки. На 3 день ♀F1 Бимка легко
справилась с поставленной задачей. На 4 день хомячки ♀Р Дымка и ♀F1 Сакура достигли
того же результата. Хомячок ♀F1 Чернышка оказалась на третьем месте по скорости
образования рефлекса. Хомячок ♀F2 Буся только на 13 день поняла, как следует добывать
себе пищу в новых условиях.
Безусловным раздражителем явился корм, условным раздражителем шнурок для
переворачивания кормушки с кормом. У каждого животного в определенный период
развивается состояние той или иной специфической пищевой мотивации. В ходе
эксперимента обнаружено поисковое поведение животных, которое представляет собой
изменчивый комплекс реакций и характеризуется «спонтанностью» и пластичностью
выполняемых во время него движений. Поисковая фаза закончилась, когда каждое
животное достигло ситуации – научилось добывать корм. Поисковая фаза, как и
завершающий акт, строится на врожденной основе. В ходе онтогенеза эта основа
дополняется приобретенными реакциями. Именно поисковое поведение является
средством индивидуального приспособления животных к окружающей среде.
Мы пришли к выводу, что в природных условиях самыми жизнеспособными
оказались бы хомячки ♀F1 Бимка, ♀Р Дымка и ♀F1 Сакура. А вот хомячок ♀F2 Буся
могла бы погибнуть с такой нерасторопностью.
Вывод:
После множества «проб» (достаточно беспорядочных движений), которые в своем
большинстве бывают неудачными, т.е. «ошибками», животное, наконец, совершает
нужное действие, а при повторных помещениях в аквариум выполняет его каждый раз
быстрее. Поведение, приводящее к решению задачи, формируется на основе врожденных
стереотипов
и
приобретенных
навыков,
а
в
присутствии
приманки
эта
уже
сформировавшаяся активность лишь концентрируется на приманке, что и приводит к
решению задачи. В дальнейшем, при повторных решениях задачи, активность
подкрепляется получением приманки, и задача решается быстрее.
За 15 дней работы по выработке условного рефлекса выявился самый
сообразительный хомячок – это хомячок ♀F1 Бимка. Она на 3 день действовала уверено
(Таблица 5, приложение).
Эксперимент №2. Выход из клетки хомячков с помощью натягивания шнура,
закрепленного к дверце.
Испытуемых хомячков помещали в клетку для содержания животных, где шнур
одним концом был привязан к дверце, а другой конец свисал внутрь клетки. Находясь в
11
клетке без корма и воды, у хомячков появлялось одно желание выбраться из неѐ. Чтобы
освободиться животные пытались поднять дверцу, верхнюю часть клетки зубами. Им
помог опыт, приобретенный в первом эксперименте, дергать за шнур. Они натягивали
шнур и тем самым открывали дверцу клетки, на выходе их ожидал корм. Но установление
связи между натягиваем шнура и открытием дверцы достигалось ими с большим трудом.
Выявились хомячки, которым удалось установить эту связь быстрее относительно других
испытуемых. Результаты внесли в таблицу (Таблица 6, приложение).
Вывод: Раньше всех из испытуемых хомячков научилась открывать осознано
клетку хомячок ♀F1 Бимка на 7 день.
Эксперимент №3. Нахождение оптимально короткого пути к выходу из
лабиринта.
Лабиринт представляет собой площадку с перегородками и двумя входами, а
верхняя часть еѐ закрыта оргстеклом. Для удобства отслеживания пути перемещения
хомячка пронумеровали отделы лабиринта. Всего оказалось 16 отделов. Чтобы получить
точные данные и не запутать животных, решили запускать их только через один вход.
Перед хомячком была поставлена задача – выбраться из лабиринта и получить корм на
выходе.
Вывод:
Находясь в лабиринте, животное обучается выявлять смысловые связи между
элементами
среды,
усваивает
информацию
об
общих
характеристиках
экспериментального лабиринта, хотя сначала это никак не сказывается на поведении. С
точки зрения американского исследователя Эдварда Толмена, в процессе обучения
животное приобретает знания обо всех деталях ситуации, сохраняет их в форме
внутренних представлений и может использовать в «нужные» моменты. У животного
формируется некая «когнитивная карта», или «мысленный план», всех характеристик
лабиринта, а затем по нему оно строит свое поведение.
Все испытуемые стремились выйти из замкнутого пространства – лабиринта, что
свидетельствует о понимании отсутствия свободы. Они демонстрировали природную
потребность в свободном перемещении. Хомячки всегда рвутся на волю, даже если это
опасно для жизни. Стимулом для быстрого освобождения из лабиринта также явился
корм, находящийся у выхода. Раньше всех сориентировался хомячок ♀F1 Бимка, на
втором месте по результатам оказались хомячки ♀F1 Чернышка, ♂F1Наруто: на 7 день
эксперимента. Результаты внесены в таблицу результатов исследования (Таблица 7,
приложение).
12
Сравнительный
анализ
адаптивного
поведения
в
экспериментальных
условиях сирийских хомячков
Чтобы привести полученные данные к одному знаменателю, взяли точкой отсчета
количество дней, потраченных каждым испытуемым на образование условных рефлексов.
Провели сравнительный анализ результатов, и выявился самый способный к обучению
хомячок относительно других хомячков – объектов исследования. Это хомячок ♀F1
Бимка, на втором месте оказался хомячок ♀F1 Чернышка, на третьем месте хомячок ♀F1
Сакура, самыми слабыми относительно испытуемых оказались хомячки ♀F2 Буся и ♀F2
Плюша, ♂Родитель Кеша (Таблицы 2,3).
Вывод:
Проведенные
исследования
выявили
самого
развитого
хомячка
относительно всех участников эксперимента: хомячок ♀F1 Бимка (таблица 2,3).
Таблица 2. Результаты испытания хомячков одной родословной линии в течение 15 дней
Имя
Вид
№ животно испытани
го
я
Лабиринт
♀Р
Кормушка
1.
Дымка Выход из
клетки
Лабиринт
♂Р
Кормушка
2.
Кеша Выход из
клетки
Лабиринт
♀F1
Кормушка
3. Черны
Выход из
шка
клетки
Лабиринт
4.
5.
6.
7.
8.
♀F1
Бимка
1
2
3
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1:40 1:11 1:12 1:16 1:14 1:43 0:26 0:30 0:22 0:23 0:27 0:20 0:12 0:11 0:10
3:43 0:27 0:21 0:16 0:12 0:15 0:20 0:20 0:20 0:11 0:12 0:17 0:13 0:14 0:10
5:20 5:17 4:15 3:17 3:15 2:42 1:24 1:34 0:32 0:23 0:20 0:12 0:15 0:16 0:12
3:41 4:23 1:49 4:15 1:12 1:00 1:10 0:19 0:35 0:31 0:45 0:34 0:33 0:15 0:11
0:39 0:43 0:45 1:27 1:46 0:29 0:54 1:00 0:50 0:26 0:20 0:12 0:14 0:12 0:15
6:23 4:53 4:33 4:15 3:16 3:06 3:13 2:43 1:34 0:37 0:35 0:39 0:20 0:17 0:15
4:30 1:03 2:15
2:22 0:36 0:10
10:0
3:32
1:00
3
12:1
1:08 2:04
2
Кормушка 1:31 0:45 0:04
Выход из 10:0
5:06 2:03
2
клетки
Лабиринт 6:55 0:17 0:30
Кормушка 1:45 0:30 2:32
♂F1
Наруто Выход из
клетки
Лабиринт
♀F1
Кормушка
Сакура Выход из
клетки
Лабиринт
♀F2
Кормушка
Плюша Выход из
клетки
Лабиринт
♀F2
Кормушка
Буся Выход из
клетки
4
1:02 0:19 1:10 0:05 0:18 0:32 0:30 0:25 0:13 0:17 0:15 0:13
0:31 0:20 0:18 0:02 0:10 0:10 0:12 0:02 0:03 0:02 0:05 0:03
0:53 0:54 1:12 1:32 0:31 0:28 0:25 0:20 0:14 0:11 0:13 0:05
1:25 0:30 0:17 0:20 0:13 0:18 0:17 0:10 0:25 0:18 0:18 0:11
0:16 0:08 0:05 0:19 0:10 0:17 0:14 0:04 0:05 0:04 0:08 0:02
1:35 0:32 0:26 0:15 0:17 0:15 0:19 0:12 0:11 0:16 0:17 0:10
1:55 0:55 2:10 0:15 0:09 0:10 0:10 0:11 0:10 0:10 0:13 0:18
1:40 1:29 1:40 0:09 0:18 0:10 0:12 0:17 0:12 0:08 0:06 0:08
4:00 3:50 3:23 4:34 0:45 4:04 3:27 1:18 1:45 6:36 0:35 0:47 0:20 0:19 0:15
9:12 3:59 2:30 2:45 2:20 1:30 1:15 0:46 0:12 0:13 0:14 0:12 0:20 0:13 0:12
0:12 2:30 0:11 0:05 0:08 0:06 0:05 0:04 0:08 0:18 0:10 0:08 0:03 0:02 0:04
6:11 4:45 3:30 2:48 2:27 1:32 1:13 0:43 0:23 0:15 0:17 0:11 0:15 0:11 0:08
7:06 1:32 1:40 0:35 0:50 0:27 0:29 0:28 0:45 0:40 1:12 0:21 0:58 0:41 0:07
2:34 0:57 0:50 0:42 0:27 0:20 0:12 0:17 0:12 0:21 0:09 0:17 0:05 0:05 0:03
1:46 0:33 1:30 2:10 3:07 0:49 0:31 0:16 0:14 0:15 0:05 0:18 0:03 0:20 0:17
8:34 6:23 3:54 4:20 5:36 0:56 0:34 0:48 1:25 4:35 0:50 0:50 0:29 0:28 0:16
1:28 0:47 0:41 1:30 2:19 0:56 0:44 0:33 0:29 0:22 0:21 0:22 0:12 0:13 0:08
4:32 6:40 6:30 0:37 1:22 1:58 0:56 0:15 0:11 0:12 0:19 0:11 0:15 0:17 0:15
13
Таблица 3. Количество дней, затраченных на образование условного рефлекса у хомячков.
Имя
Поколение
хомячка
Бимка
♀F1
Чернышка
♀F1
Сакура
♀F1
Наруто
♂F1
Дымка
♀Родитель
Плюша
♀F2
Буся
♀F2
Кеша
♂Родитель
Лабиринт
Кормушка
6
7
9
7
12
15
15
14
3
4
4
7
4
6
13
11
Выход из
Средняя
Лидерство
клетки арифметическая
(место)
7
5,3
1
11
7,3
2
10
7,6
3
13
9
4
11
9
4
15
12
5
8
12
5
13
12,6
6
Общие выводы
Разведение сирийских хомячков по линейному методу следует проводить очень
осторожно. В каждом последующем поколении проявляются ранее скрытые рецессивные
гены, которые могут привести к генетическому ухудшению животных. Подобно любому
морфологическому признаку организма, поведенческие признаки развиваются на основе
генетической
программы
под
воздействием
внешних
факторов.
Следовательно,
способность к рациональным действиям напрямую зависит от наследственности.
Результатом проведенных исследований оказалось, что близкое родство отразилось на
способности к обучению испытуемых сирийских хомячков поколения F2. Все особи
поколения F1 обладают повышенными качественными характеристиками поведения в
сравнении с родительскими формами и поколением F2. У них больше шансов выжить в
дикой природе. Экспериментально подтвердилось, что не следует скрещивать между
собой брата и сестру, полученное таким образом потомство имеет меньше шансов
улучшить и закрепить желательные черты. В процессе исследования подтвердилось, что
гибриды, полученные инбридингом, подвергаются риску. Физическое отклонение
(карликовость) хомячка Везунчика (гибрида F2, полученного инбридингом от хомячков –
сестры ♀F1 Чернышки и брата ♂F1 Наруто) может быть объяснено неправильным
разведением животных.
В дальнейшем хотелось бы продолжить исследование хомячков, сравнить их с
неродственными особями, и поделиться своими выводами и рекомендациями с
любителями сирийских хомячков.
14
3
Заключение
Выводы:
В ходе научно-исследовательской работы изучена информация о генетике
сирийских хомячков, что позволило определить, носителями каких генов,
отвечающих за формирование цвета и типа шерсти, оказались исследуемые
хомячки.
Гипотеза подтвердилась. С помощью инбридинга и общеизвестных
стандартов генотипа сирийских хомячков по окрасу и типу шерсти
установлены генотипы объектов исследования.
Изучена и применена на практике информация об исследованиях
элементарной
рассудочной
деятельности
животных.
В
результате
проведенных экспериментов выявлены самые сообразительные особи из
группы
близкородственных
хомячков
и
установлена
связь
уровня
рассудочной деятельности от степени близкого родства. Скрещивая
близкородственно хомячков, получены гомозиготные особи, у которых
проявились вредные рецессивные признаки, ухудшающие элементарную
рассудочную деятельность во втором поколении. Особи первого поколения
проявили высокую приспособляемость к условиям окружающей среды в
сравнении с особями второго поколения при инбридинге.
Проведенное исследование имеет практическую значимость для биологов,
юных исследователей природы и просто любителей сирийских хомячков.
Возможно, так мы сможем оградить некоторых из них от ошибок в
разведении.
15
4
Список источников информации
Литература:
1. Гаспер Г. / Пер. с нем. Евг. Захаров. Хомячки. – М.: ООО «АКВАРИУМ
ПРИНТ», 2004. – 64 с. илл.
2. Генетика
сирийских
хомяков.
Автор:
Сорокина
Дарья
http://hamster.ru/modules/article/view.article.php/190
3. Линейное разведение или инбридинг - статья Andrew Overton, перевод с
английского: Гречина Оксана. Для подготовки данной работы были
использованы материалы с сайта http://www.hamster.ru/
4. Михайлов В. А. Хомячки: Животные в нашем доме. – М: ЮНВЕС, 2000 – 48
с., ил.
5. Руководство по разведению животных, пер. с нем., т. 2, М., 1963; Брюбейкер
Дж. Л., Сельскохозяйственная генетика, пер. с англ., М., 1966; Лобашев М.
Е., Генетика, 2 изд., Л., 1967.
6. Сидоров И. В., Костромитинов Н. А. Грызуны: содержание, кормление,
болезни – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2004. – 319 с., 8 с. ил. (Живой уголок в школе).
Сайты в Интернете:
1. http://www.hamster.ru/
2. http://hamster.ru/modules/article/view.article.php/190
16
5
Приложение
Таблица 4. Стандартные международные символы генотипа сирийского хомячка.
Цветовые гены
Цвет
черный
белый
рыжий
кремовый
коричный
желтый
серебристый
светло-серый
копченый
Гены типа шерсти
Тип шерсти
Короткошерстный
Длинношерстный
Волнистый вид (рекс)
Атласный вид
Гены узора шерсти
соболь
сизый
Символ
a
cd
b
e
p
To
Sg
Lg
U
Символ
L
l
rx
Sa
Ue
aapp
Доминирование
рецессивный
рецессивный
рецессивный
рецессивный
рецессивный
доминантный
доминантный
доминантный
доминантный
Доминирование
доминантный
рецессивный
рецессивный
доминантный
рецессивный
рецессивный
Таблица 5. Результаты выработки условного рефлекса по добыче корма с помощью
вращающейся кормушки.
№
Кличка
животного
1.
Дымка
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Кеша
Чернышка
Бимка
Наруто
Сакура
Плюша
Буся
Дни
Поколение
♀Р
♂Р
♀F1
♀F1
♂F1
♀F1
♀F2
♀F2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Время, мин:сек
3:43 0:27 0:21 0:16 0:12 0:15 0:20 0:20 0:20 0:11 0:12 0:17 0:13 0:14 0:10
0:39 0:43 0:45 1:27 1:46 0:29 0:54 1:00 0:50 0:26 0:20 0:12 0:14 0:12 0:15
2:22 0:36 0:10 0:31 0:20 0:18 0:02 0:10 0:10 0:12 0:02 0:03 0:02 0:05 0:03
1:31
1:45
0:12
2:34
0:45
0:30
2:30
0:57
0:04
2:32
0:11
0:50
0:16
1:40
0:05
0:42
0:08
1:29
0:08
0:27
0:05
1:40
0:06
0:20
0:19
0:09
0:05
0:12
0:10
0:18
0:04
0:17
0:17
0:10
0:08
0:12
0:14
0:12
0:18
0:21
0:04
0:17
0:10
0:09
0:05
0:12
0:08
0:17
0:04
0:08
0:03
0:05
0:08
0:06
0:02
0:05
0:02
0:08
0:04
0:03
1:28 0:47 0:41 1:30 2:19 0:56 0:44 0:33 0:29 0:22 0:21 0:22 0:12 0:13 0:08
17
Таблица 6. Выход хомячков из клетки с помощью натягивания шнура, закрепленного к
дверце.
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Дни
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Кличка
животного Поколение
Время, мин:сек
♀Р
Дымка
5:20 5:17 4:15 3:17 3:15 2:42 1:24 1:34 0:32
♂Р
Кеша
6:23 4:53 4:33 4:15 3:16 3:06 3:13 2:43 1:34
♀F1
Чернышка
3:32 10:03 1:00 0:53 0:54 1:12 1:32 0:31 0:28
♀F1
Бимка
10:02 5:06 2:03 1:35 0:32 0:26 0:15 0:17 0:15
♂F1
Наруто
4:00 3:50 3:23 4:34 0:45 4:04 3:27 1:18 1:45
♀F1
Сакура
6:11 4:45 3:30 2:48 2:27 1:32 1:13 0:43 0:23
♀F2
Плюша
1:46 0:33 1:30 2:10 3:07 0:49 0:31 0:16 0:14
♀F2
Буся
4:32 6:40 6:30 0:37 1:22 1:58 0:56 0:15 0:11
10
11
12
13
14
15
0:23
0:37
0:25
0:19
6:36
0:15
0:15
0:12
0:20
0:35
0:20
0:12
0:35
0:17
0:05
0:19
0:12
0:39
0:14
0:11
0:47
0:11
0:18
0:11
0:15
0:20
0:11
0:16
0:20
0:15
0:03
0:15
0:16
0:17
0:13
0:17
0:19
0:11
0:20
0:17
0:12
0:15
0:05
0:10
0:15
0:08
0:17
0:15
Таблица 7. Результаты выработки условного рефлекса по нахождению оптимально
короткого пути к выходу из лабиринта.
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Кличка
животного Поколение
Время, мин:сек
Дымка
♀Р
1:40 1:11 1:12 1:16 1:14 1:43 0:26 0:30 0:20
Кеша
♂Р
3:41 4:23 1:49 4:15 1:12 1:00 1:10 0:19 0:35
Чернышка
♀F1
4:30 1:03 2:15 1:02 0:19 1:10 0:05 0:18 0:32
Бимка
♀F1
12:12 1:08 2:04 1:25 0:30 0:17 0:20 0:13 0:18
Наруто
♂F1
6:55 0:17 0:30 1:55 0:55 2:10 0:15 0:09 0:10
Сакура
♀F1
9:12 3:59 2:30 2:45 2:20 1:30 1:15 0:46 0:12
Плюша
♀F2
7:06 1:32 1:40 0:35 0:50 0:17 0:29 0:28 0:45
Буся
♀F2
8:34 6:23 3:54 4:20 5:36 0:56 0:34 0:48 1:25
18
10
11
12
13
14
15
0:23
0:31
0:30
0:17
0:10
0:13
0:40
4:35
0:27
0:45
0:25
0:10
0:11
0:14
1:12
0:50
0:20
0:34
0:13
0:25
0:10
0:12
0:21
0:50
0:12
0:33
0:17
0:18
0:10
0:20
0:58
0:29
0:11
0:15
0:15
0:18
0:13
0:13
0:41
0:28
0:10
0:11
0:13
0:11
0:18
0:12
0:07
0:16
Схема 1. Родственные связи между испытуемыми сирийскими хомячками.
Отмечены родительские формы, поколение потомства, клички животных, цвет шерсти
хомячков, тип шерсти: фигура с оттенком обозначает длинную шерсть, фигура без оттенка
– короткую шерсть.
Родители Кеши
Кеша
Дымка
Сакура
Наруто
Чернышка
F1
Плюша
Буся
F2
F2
- самец сизый длинношерстный
- самка соболь короткошерстная
- белая самка длинношерстная
19
Бимка
Таблица 8. Родственные связи между испытуемыми сирийскими хомячками.
№ поколения
Объекты исследования – сирийские хомячки
♂белый,
Родители Кеши
длинная
шерсть
Родители
♂Кеша
♀ Дымка
первого
соболь,
сизая,
поколения
длинная
короткая
шерсть
шерсть
♀ Чернышка ♂ Наруто
♀ Сакура
♀ Бимка
соболь,
сизый,
кремовая, кремовая,
Поколение 1
длинная
короткая
короткая
короткая
шерсть
шерсть
шерсть
шерсть
♂ Наруто
♀ Сакура
Родители
сизый,
кремовая,
второго
короткая
короткая
поколения
шерсть
шерсть
♀
4
кремовые,
♂
короткая
2
шерсть
Поколение 2
кремовых,
(Буся),
короткая
2
шерсть
кремовые,
Длинная
шерсть
(Плюша)
♀ Чернышка ♂ Наруто
Родители
соболь,
сизый,
второго
длинная
короткая
поколения
шерсть
шерсть
♂
♀
1 сизый,
2 соболь,
короткая
короткая
шерсть,
Поколение 2
шерсть,
1
2 кремовые,
кремовый,
короткая
короткая
шерсть
шерсть
Родились детеныши у
17.12.11
5 особей
Дымки
Родились хомячки у
20.02.12
8 особей
Сакуры
Родились хомячки у
30.03.13
6 особей
Чернышки
♀ черная,
короткая
шерсть
20