ГЕНЕТИКА, 2011, том 47, № 11, с. 1429-1437
К 75-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ЮРИЯ ПЕТРОВИЧА АЛТУХОВА
(1936-2006)
© 2011 г. Е. А. Салменкова, Д. В. Политов
Учреждение Российской академии наук Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991
e-mail: salm@vigg.ru
Юрий Петрович Алтухов — выдающийся гене-тик-популяционист с мировым именем, академик Российской академии наук, директор Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН в 1992-2006 годах.
Юрий Петрович родился 11 октября 1936 г. в Воронежской области в семье агронома. В 1937 г. его отец был репрессирован и погиб в тюрьме, а в 1956 г. был реабилитирован. Окончив в 1959 г. Московский технологический институт рыбной промышленности и хозяйства по кафедре физиологии рыб, Ю.П. Алтухов начал работать на Карадагской биологической станции АН УССР в Крыму. В 1962 г. Ю.П. Алтухов поступил в аспирантуру Биолого-почвенного факультета Московского государственного университета и успешно защитил кандидатскую диссертацию, посвященную внутривидовой дифференциации черноморской ставриды. Начало научного пути Юрия Петровича связано с именами замечательных биологов — цитофизио-лога Б.П. Ушакова и ихтиолога Н.В. Лебедева, пробудивших в нем глубокий интерес к вопросам эволюции, видообразования, изменчивости и популя-ционной структуры вида. Возрождение российской генетики, начавшееся в 1960-х годах, определило
главное (но далеко не единственное) — популяци-онно-генетическое — направление его научной деятельности. Первые популяционно-генетические работы Ю.П. Алтухова были связаны с изучением азово-черноморского анчоуса и морских окуней Северной Атлантики, выявившим у этих видов (с использованием иммуногенетических маркеров) наследственно обусловленную пространственную дифференциацию. Ю.П. Алтухов стал одним из пионеров, применивших генетические маркеры для характеристики скрытой в природных популяциях изменчивости.
В 1967 г. Ю.П. Алтухова приглашают во Владивосток для организации Лаборатории генетики в создававшемся тогда Институте биологии моря (ИБМ) ДВНЦ АН СССР. В те годы государство создает на Дальнем Востоке целый ряд новых академических институтов для изучения и ускоренного освоения природных ресурсов дальневосточных регионов. Это открывало широкие перспективы для развития разнообразных исследований на дальневосточных видах, в том числе на промысловых рыбах, и, конечно, — для раскрытия творческого потенциала молодого ученого. Владивостокский период (1967—1972 гг.)
оказался очень успешным в научной деятельности Юрия Петровича. Освоив и применив появившиеся тогда новые электрофоретические методы анализа генетической изменчивости белков (главным образом аллозимной), Юрий Петрович и руководимая им лаборатория положили начало изучению генетики популяций тихоокеанских лососей — кеты, горбуши, нерки — важнейших промысловых рыб Дальнего Востока. Уже в первые годы экспедиционных работ на базе создававшихся тогда же биостанций Института биологии моря впервые были показаны генетические различия между популяциями кеты разных рек Сахалина, Итурупа, бассейна Амура, а в последующие год и среди популяций других районов ареала. Была обнаружена также внутренняя подраз-деленность в крупных популяциях лососей, и на этой основе Ю.П. Алтухов разработал рекомендации для искусственного воспроизводства на рыбоводных заводах с учетом структуры популяций и получил свое первое авторское свидетельство на изобретение. В дальнейшем, уже перейдя в 1972 г. в Институт общей генетики АН СССР по приглашению директора академика Н.П. Дубинина, Юрий Петрович продолжал руководить популя-ционно-генетическими исследованиями лососевых рыб. Сотрудники его лаборатории практически ежегодно выезжали в экспедиции на Сахалин, Камчатку и в другие регионы страны для совместных с Институтом биологии моря работ на лососях. Продолжалось освоение новых алло-зимных генетических маркеров, изучение гено-географии у кеты и горбуши, пространственной и темпоральной генетической подразделенности их популяций. Проводились исследования механизмов поддержания популяционно-генетической структуры и действия отбора, изучалось влияние на популяции промысла, искусственного воспроизводства, межзаводских перевозок икры для инкубации и выпуска молоди; проводился также по-пуляционно-генетический анализ акклиматизированных популяций, изучались и многие другие вопросы.
Стоит остановиться на нескольких ранних и весьма важных работах Ю.П. Алтухова, влияние которых прослеживается на его последующие научные труды. Работая на Дальнем Востоке, Юрий Петрович не прерывал научного общения со своим коллегой по МГУ профессором кафедры антропологии Юрием Григорьевичем Рычковым, с которым его связывало сходство взглядов по многим научным вопросам. В ходе совместных обсуждений собственных и мировых исследований популяций человека и других биологических видов, они приходят к серьезным теоретическим обобщениям и публикуют их в двух совместных статьях в "Журнале общей биологии". Одна из статей — "Популяционные системы и их структурные компоненты. Генетическая стабильность
и изменчивость" (1970) — обосновывает принцип системной, иерархически структурированной организации популяций в природе, т.е. подразделения природных популяций на структурные компоненты, связанные между собой обменом генами и относительно изменчивые. Авторы показали, что популяция — это не просто сумма ее отдельных частей, а будучи системой компонентов, взаимосвязанных некоторым обменом генами, оказывается, как целое, генетически значительно более устойчивой, чем отдельные компоненты, и следовательно способной к длительному существованию. Всестороннему изучению популяционных систем в природе и в эксперименте Юрий Петрович со своими сотрудниками посвятил целый ряд исследований. Очень хорошим примером такой популяционной системы оказалась большая популяция (стадо) тихоокеанского лосося нерки, нерестящейся в озере Азабачьем на Камчатке. Ее генетическое изучение под руководством Ю.П. Алтухова проводилось одновременно с биологическим исследованием под руководством С.М. Коновалова (зав. лабораторией популяционной биологии ИБМ ДВО АН СССР) на протяжении ряда полевых сезонов на базе биостанции ИБМ "Радуга". Было установлено, что средние генетические характеристики стада в целом и характер распределения генетической изменчивости по структурным компонентам (субпопуляциям разного типа в бассейне озера) стабильны на протяжении нескольких наблюдавшихся поколений, тогда как в субпопуляциях аллель-ные частоты существенно варьировали в пространстве и времени. Позднее, уже в стенах Института общей генетики, где Юрий Петрович возглавил новую лабораторию — популяционной генетики, он организовал исследование экспериментальной лабораторной модели популяцион-ной системы — подразделенной популяции Бгозо-рННа melanogaster. И в этом эксперименте структурированная популяция, представленная системой полуизолированных субпопуляций, оказалась генетически более устойчивой в поколениях, чем контрольная панмиктическая популяция той же общей численности. Аналогичный результат был получен Ю.П. Алтуховым и М.Л. Бланком и при компьютерном моделировании подразделенной популяционной системы, которая значительно дольше, чем панмиксная популяция, сохраняет генетическое разнообразие.
Дальнейшее развитие популяционных исследований показало, что концепция популяцион-ных систем, сформулированная еще в 1970 г. на основе анализа в основном популяционно-гене-тических данных, имеет более широкое биологическое значение. Оно состоит в том, что важнейшим условием стабильного существования попу-ляционной системы является ее внутренняя структура и взаимодействие между структурными компонентами. Фактически тот же принцип
устойчивости структурированной системы лежит как в основе концепции "метапопуляций", независимо и параллельно развивавшейся за рубежом (НашЫ, 1991; На^Ы, 81шЪег1о1Г, 1997 и др.), так и в основе современных зарубежных представлений о так называемой "биокомплексности", свойственной крупным региональным популяци-онным системам, например у различных промысловых видов рыб (см. НПЪогп е! а1., 2003). Компоненты такой системы обладают своими биологическими, экологическими и генетическими особенностями и локальными адаптациями к разнообразию условий обитания, позволяющими всей системе выживать при значительных изменениях окружающей среды. Необходимость сохранения биокомплексности в процессе промысловой эксплуатации, например, региональных популяций рыб признается важным условием их устойчивости к неблагоприятным климатическим и антропогенным воздействиям.
Другое важное обобщение, сделанное Ю.П. Алтуховым и Ю.Г. Рычковым в 1972 г. в статье "Генетический мономорфизм вида и его возможное биологическое значение", было посвящено осмыслению феномена мономорфных, инвариантных белков, существующих у вида наряду с полиморфными белками. Это исследование началось с небольшой работы Ю.П. Алтухова о соотношении моно- и полиморфизма гемоглобинов в микроэволюции рыб (1969 г.), где впервые ставилась эта проблема. Обозревая результаты собственного обширного электрофоретического анализа различных систем белков в многочисленных популяциях лососей и других видов из разных регионов видовых ареалов, а также литературные материалы, авторы приходят к выводу о реальности существования генетически мономорфных признаков вида, не имеющих географической изменчивости. Как правило, такие признаки (белки) являются видоспецифичными, т.е. по ним можно идентифицировать вид, и обычно кодируются множественными генами. Авторы постулировали двойственный характер организации генома и предположили, что основная роль генетически полиморфных белков связана с процессами адаптации к умеренным и локальным факторам среды, тогда как генетически мономорфные белки, по-видимому, маркируют кардинальные функции генома, обеспечивающие видоспецифичное постоянство внутренней среды организма. Мутации в генах мономорфных белков, очевидно, отсекаются отбором на ранних стадиях развития, а кардинальные изменения в мономорфной части генома в исключительных случаях могут приводить к о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.