Овцекозы: гибриды и химеры

Время от времени в СМИ появляются сообщения о рождении гибрида овцы и козла или козы и барана. По-английски их называют «geep» — от goat (коза) и sheep (овца). Так, в августе 2014 года о рождении очередного гипа заявил один ирландский фермер. Потомство принесла овца, оплодотворенная козлом, с которым находилась в одном загоне. Фермер утверждает, что наблюдал акт спаривания; он был уверен, что ничего из этого не выйдет. Однако получился детеныш с жесткой, как у ягненка, шерстью, а ножки у него длинные, как у козленочка, и рожки тоже козьи.

Ирландский ягненок на руках у владельца, который считает его гибридом овцы и козла

И все бы хорошо, но теоретически такой гибрид появиться на свет не может, потому что у родителей разное количество хромосом: у овцы 54 хромосомы, а у козы 60.

У овец и коз очень много общего. Это одни из первых одомашненных животных. О том, какие виды диких горных баранов стали предками домашней овцы Ovis aries, исследователи еще спорят. Скорее всего, это были азиатский и европейский муфлоны О. orientalis и O. musimon. Предки домашней козы Capra hircus — горные козлы безоаровый C. aegagrus, европейский C. prisca и винторогий C. falconeri.

И козы, и овцы быстро растут, скоро созревают, детеныши сразу после рождения следуют за матерью. Оба вида живут стадами, в которых существует иерархия. Правда, у овец способность к самоорганизации ослабла, но управлять отарой легко. Благодаря подвижным губам и острым резцам овцы и козы могут добывать траву даже на бедных пастбищах, скусывая ее под самый корень. Нередко их пасут и содержат вместе. У коз и овец примерно совпадают периоды размножения, и животные разного вида регулярно проявляют повышенный интерес друг к другу, но беременности обычно заканчиваются гибелью плода. Тем не менее сообщения о спонтанном рождении межвидовых гибридов появляются регулярно, хотя подробности обычно не приводят. Специально получить такие гибриды не удалось.

Проблемой скрещивания O. aries и C. hircus занимались разные ученые, но работ на эту тему не слишком много. Так, в конце ХХ века двухэтапное исследование провели канадские специалисты из Ветеринарного лечебного госпиталя в Гартли и университета Гвельфа («The Canadian Veterinary Journal», 1997; 38, 235—237). На первом этапе животных оплодотворяли искусственно, то есть вводили самкам сперму зрелых самцов, а спустя несколько дней определяли эффективность оплодотворения. В парах козел и коза, баран и овца искусственное оплодотворение, как и следовало ожидать, происходило с высокой эффективностью: 96 и 90% соответственно. Оплодотворить козу спермой барана удавалось в 72% случаев. Обратный вариант, оплодотворение овец козлиной спермой, не удался, и это удивительно. Можно было ожидать, что козлы будут оплодотворять овец с иной частотой, чем бараны коз, подобная полярность описана для некоторых видов, но полного отсутствия фертильности ученые не ожидали. Впрочем, исследователи пробовали оплодотворить всего 14 овец. Интересно, что при осеменении в пробирке сперматозоиды козла успешно проникают в яйцеклетку овцы и образуются эмбрионы. Очевидно, какое-то препятствие возникает в овечьем организме.

Во второй части эксперимента нескольким козам тоггенбургской и ламанчской пород позволили естественным образом спариться с саффолкскими баранами. Никаких объяснений по поводу выбора пород исследователи не дали, очевидно, просто запускали в загон то, что было. Две козы оказались беременными. За развитием эмбрионов наблюдали с помощью ультразвука, а когда эмбрионы погибли, их извлекли и исследовали. Плоды не имели видимых пороков развития, но плацента была меньше и иной формы, чем при нормальной беременности у коз. Неизвестно, как себя чувствовали бы животные, если бы им пришлось избавляться от мертвого плода самостоятельно.

Впрочем, в научной литературе описан случай, когда нубийская коза, помещенная с барбадосским бараном, понесла. На восьмидесятый день беременности она потеряла плод, а на следующий день — второй. В течение недели у козы продолжались выделения, ей давали антибиотики, затем эструс возобновился, ее поместили вместе с козлом, но в этот сезон она уже не смогла забеременеть и только в следующий сезон родила нормального козленка (девочку).

Подобные эксперименты проводили и другие исследователи. Например, специалисты Университета Юстуса Либиха содержали вместе барана и козу. На 12-й неделе коза потеряла плод. Ученые, исследовав кариотип и последовательности нескольких генов плода и предполагаемых родителей, пришли к выводу, что коза и баран действительно произвели на свет мертворожденный гибрид. Эти и другие наблюдения подтвердили, что бараны в естественных условиях способны оплодотворять коз, но гибридный плод нежизнеспособен. Коза его потеряет и, скорее всего, пропустит сезон размножения, а животноводы недосчитаются потомства. То же самое, но реже, может происходить с козлами и овцами. Неудачные беременности чреваты различными осложнениями, так что лучше все-таки не держать овец и коз в одном загоне.

Овец и коз часто содержат в одном загоне

Однако гипы все-таки существуют. Это химеры, которых создают сами исследователи, как удобный объект для изучения совместимости матери и плода, а также возможности размножения исчезающих видов. Подобные эксперименты проводили в конце ХХ века специалисты Калифорнийского университета («Journal of Animal Science», 1987, 65, 325—330). Они работали с эмбрионами на стадии бластоцисты. Это ранняя стадия, на которой зародыш еще не прикреплен к стенке матки. Бластоциста предоставляет собой полую сферу (трофобласт), в которой находится внутренняя клеточная масса. Трофобласт прикрепляется к эпителию матки, прорастает внутрь, образует ворсинки хориона, то есть непосредственно контактирует с материнским организмом. Из внутренней клеточной массы образуется тело плода, а также желточный мешок и другие внезародышевые структуры.

Исследователи извлекли из бластоцист козы внутреннюю клеточную массу и микроманипулятором ввели в овечьи бластоцисты. Двадцать две такие бластоцисты имплантировали 12 овцам. Девять овец произвели на свет 13 детенышей: десять ягнят, одного козленка и две межвидовые химеры.

Одна химера — самка. Форма головы, размер и положение ушей, симметричные цветные пятна на морде и ногах делают ее похожей на козу. Однако белки крови у нее овечьи, хромосомы лимфоцитов крови — тоже. Ее шуба состояла из лоскутков овечьей и козьей шерсти. Биопсия кожи, взятая из мест с разным шерстным покровом, показала, что под овечьей шерстью находятся фибробласты овцы (54 хромосомы), а под козьей — фибробласты козы (60 хромосом).

Второй химерный детеныш оказался самцом. Он выглядел как белый козленок и умер спустя 26 часов после рождения. Никаких пороков развития исследователи у него не обнаружили, и причину смерти определить не удалось. Ученые успели провести анализ трансферриновых белков сыворотки крови, из которого следовало, что перед ними все-таки химера.

Что касается настоящего козленка, то, по мнению исследователей, в процессе пересадки они повредили внутреннюю массу клеток овечьего бластоциста и эмбрион развивался исключительно из козьих. Из остальных химерных эмбрионов получились ягнята породы рамбулье (породы реципиентного бластоциста).

В другом подобном эксперименте те же исследователи получили 15 детенышей, из которых четверо имели гибридную внешность, у двоих химеризм определили по кариотипу и белкам сыворотки крови. Еще один отпрыск выглядел необычно, но доказательств, что это химера, не было.

Получается, что при таких манипуляциях с эмбрионами возможны варианты. Если клетки донора сохранятся, а хозяйские разрушатся, родится детеныш-донор, в данном случае козленок. Если клетки донора не перенесут пересадки, на свет появится реципиент (овца). В случае когда сохранятся оба типа клеток, получится химера: мозаики из перемешанных овечьих и козьих клеток. Видовую принадлежность каждой клетки можно идентифицировать, промежуточных вариантов среди них нет.

Позже («Biology of Reproduction», 1993, 48, 889—904) эти же исследователи получили химеры другим способом: извлекали из коз и овец эмбрионы на стадии 4—8 клеток (бластомеров), смешивали бластомеры, формируя несколько гибридных эмбрионов, и пересаживали овцам и козам. Лишь пятая часть трансплантированных эмбрионов благополучно завершила развитие. Чтобы это произошло, эмбрион должен сформировать трофобласт либо материнский (в козе — козий, в овце — овечий), либо химерный. В результате у овец родилось 17 ягнят, три козленка и шесть химер, а у коз — шесть ягнят, девять козлят и шесть химер. Химеры и детеныши другого вида появлялись на свет в том случае, когда развивалась химерная плацента. В малом химерном стаде самцов оказалось примерно вдвое больше, чем самок. У самцов явно «лоскутная» шуба, самки больше напоминают овец.

Позже исследователи показали, что у химер есть репродуктивные циклы и, если их оплодотворить бараньей спермой, рождаются ягнята. Козлам в данном случае повезло меньше, контакты с ними заканчивались потерей плода, козьи эмбрионы, пересаженные химерам, также не приживались.

И тем не менее время от времени мы узнаем о гибридах. Они появляются на свет редко, еще реже их обследуют. Не исключено, что в некоторых случаях это просто ошибка владельцев: примитивные породы овец могут напоминать коз. Однако известны два бесспорных случая. В 1990 году в Новой Зеландии от естественного скрещивания козы и барана родилась самка. У нее 57 хромосом — количество, промежуточное между козьим и овечьим, это действительно гибрид, а не результат ошибочной идентификации.

Гибрид козы и барана из Ботсваны

В августе 1994 года в Ботсване от козы и барана, которые паслись в одном загоне, родился гибридный самец с 57 хромосомами. Такой гибрид должен быть стерилен, однако либидо у него очень высокое. В десять месяцев его пришлось кастрировать, поскольку он пытался покрывать и коз, и овец без разбору, невзирая на то, есть у них течка или нет, за что и получил прозвище Насильник.

У этого животного признаки обоих видов. Он белый, наружная шерсть грубая, скорее козья, подшерсток мягкий, ноги длинные, козьи, а тело тяжелое, как у овцы, хвост свисает по-овечьи. Рос гибрид быстрее, чем козлята и ягнята, и в шесть лет весил 93 кг (кастрированные козлы того же возраста — 53±13 кг). Козлобаран не болеет. Когда он умрет, его исследуют подробнее, но люди, которые с ним работают, очень привязались к этому животному и надеются, что он проживет долго.