Биохимические и генетические данные
в систематических целях было проведено много исследова ний с целью выявления биологической специфичности различных видов рыб при помощи иммунологических и электрофоретиче Ских методов, Разбор этих данных частично дается в гл. I настоящей монографии и в нашей статье [Reshetnikov, 1976a]. Отметим лишь последние работы по сиговым рыбам, в которых отмечается большой полиморфизм по сывороточным белкам, ге моглобину, миоглобину и различным дегидрогеназам (Chelle vold, 1970; Clayton, Franzin, 1970; Engel et al., 1970; Lindsey et al., 1970; Clayton et al., 1973; Ferguson, 1974, 1975].
При анализе электрофореграмм белковых фракций было под мечено, что все сиговые рыбы могут быть разбиты на четыре группы: Stenodus, Prosopium, Coregonus, Leucichthys [Chellеvоld, 1970]. Однако анализ, проведенный по 27 локусам изоферментов мышц, сердца, печени, глаз, мозга методом электрофореза в крахмальном геле, и анализ белковых спектров белых мышц из 35— 45 фракций в полиакриламидном геле 35 популяции ряпушки, сига, омуля, пеляди, не подтвердили правомочность выделения в пределах рода Coregonus двух подродов — Coregonus и Leucicht hys [Ferguson et al., 1978]. Изучение полиморфизма белков в систематических целях без знания направления отбора, как справедливо отмечали некоторые авторы, «может привести к ошибочным заключения » [Ferguson et al., 1978, p. 222].
Очень часто для систематических целей привлекаются дан ные по числу и форме хромосом, которые рассматриваются как генотипические признаки, связанные с генетической структурой вида, рода и семейства. К настоящему времени известны кариотипы более 500 видов рыб (Denton, 1973]. В табл. 20 приводятся основные данные по числу хромосом у лососевидных рыб.
По кариологическим данным, сиговые рыбы представляют собоії довольно однородную группу с почти постоянным числом хромосом (2n=80) для Coregonus или одинаковым числом плеч (NF=100) для p. Prosopium. Несомненно, что эволюция хромо сомного аппарата этой кариологически однородной группы шла по пути хромосомных перестроек типа робертсоновских трансло каций и перцентрических инверсий: у вальков p. Prosopium — это слияние хромосом и снижение их диплоидного числа от 82 до 64 при постоянстве числа плеч, а у ряпушек и сигов рода Corego nus — изменения числа плеч при постоянстве диплоидного набо pa [Booke, 1974]. Кариотип нельмы (р. Stenodus) похож на кариотип американского сигa c. clupeaformis: нельма имеет 2n=74, 20 мета-, 14 субмета- и 40 акроцентрических хромосом [Booke, 1975]. Возможно, эволюция кариотипа нельмы шла по путин слияния хромосом.
У лососевых рыб диплоидное число хромосом колеблется от 52 до 80, а число плеч варьирует от 72 до 108. Отмечены различия числа хромосом у разных подвидов иу жилых и проходных форм. Больше всего хромосом (94—102) и число плеч (130—170) уха риусовых рыб; это группа, кариологически обособленная как от сиговых, так и от лососевых рыб. Наименьшее число хромосом (50 — 58) инхеч (60-70) встречается у корюпиковых; по числу хромосом (56) І числу плеч (41) к ним близки аювые.
Таким образом, по набору хромосом все лососевидные распадаются на четыре группы, которые в порядке увеличения числа плеч и хромосомт располагаются в такой последовательности: корюшко вые -- лососевые — сиговые — харіусовые. Часто хромосомные
1 в таблице не приводятся сомнительные данные Е. Купки (Kupka, 1948) « E, Kapбe [Kirbe, 1964) очисле хромосом у сигов 13 альпийских озер, так как они противоречат всем известным данным по сиговым рыбам и нуждаются в проверке [Решетников, 1975, Booke, 1968).
Таблица 20. Число хромосом у лососевидных рыб 
Примечание, 2n — диплоидный набор хромосом; м — число мета- и субметацентри ческих хромосом; A -- число акроцентрических хромосом; NE — общее число плеч.
перестройки используют для суждения о степени репродуктивной изоляции, о родственных связях между популяциями и как видо вой критерий. В связи с этим следует подчеркнуть, что для млекопитающих считается необходимым наличие по крайней мере пяти перестроек в хромосомном наборе, чтобы утверждать, что это генетически разобщенные формы, а одна — две перестройки еще не дают полной изоляции [Орлов, 1974]. У рыб весьма распространены робертсоновские перестройки, наблюдается диверген ция по числу хромосом не только между родами и видами, но и внутри популяций одного вида, а также хромосомный мозаицизм клеток одного индивидуума [Denton, 1973].
Многие авторы вслед за Свердсоном [Svardson, 1945] писали о полиплоидном происхождении лососевых рыб [Kupka, 1948; Ohno, Atkin, 1966; Ohno et al., 1968; Ohno, 1970; Кирпичников, 1974; Дорофеева, 1975а, 1977; Викторовский, 1976; Черненко, 1976; и др. 1. Первоначальная схема Свердсона, базирующаяся на исходном предке лососевых с 10 хромосомами, не получила под крепления в исследованиях количества ДНК [Оjima et al., 1963; Rees, 1964; Booke, 1968]. Обычно полиплоидия связана с увели чением количества ДНК в клетках. Все плацентарные млекопи тающие имеют от 12 до 92 хромосом и постоянное количество ДНК — 7,0х10-9 мг. У птиц количество ДНК равно 44-59%, у крокодилов и черепах — 80 — 90%, у змей — 60— 67 % от уровня ДНК млекопитающих и человека [Ohno et al., 1968; Ohno, 1970]. По гипотетической схеме Оно [Ohno, 1970] исходным предком на земных позвоночных были рыбы с 48 акроцентрическими хромо сомами и количеством ДН? около 20 %; от этого предка путем генной дупликации произошли все наземные позвоночные, эво люция шла по пути увеличения содержания ДНК. Однако в настоящее время не все принимают эту гипотезу, да и в отношении рыб это не всегда справедливо. У рыб наименьшее количество ДНК и хромосом имеют сравнительно молодые группы (камбало-- Вые и окушевые), 11, наоборот, относительно древние ветвІІ рыб имеют больше и хромосом, и ДНК: у сельдевых 48-52 хромосомы и 30—44 % ДНК, у окуневых рыб с 48 акроцентрическими хромо сомами 31 % ДНК, у камбаловых -- 20%; в то же время древние миногіх и міксины имеют 48— 150 хромосом II 18% ДНК, у афри канского Lepidosiren paradoxa Fitz, имеющего диплоидный набор п3 38 хромосом, количество ДНК равно 35—40% [Ohno, 1970]. Несомненно, что в эволюции а?ивотных наблюдалось закономерное увеличение сблоченности пиримидиновых оснований в структуре ДИК [ Белозерскиii, 1969 ], однако этот процесс не всегда шел прямолинеіі?o. По степени сплоченности пиримидиновых оснований и неуклеотидов ДНК от общего направления уклоняются ам фибии, а по количеству ДНК — двоякодышащие рыбы (Николь ский, 1973).
На примере сигов показано, что ІІмеется прямое соотношение между числом плеч и количеством ДНК [Booke, 1968]. По мате риалам некоторых авторов [Klose et al., 1968; Ohno et al., 1968; Ohno, 1970) приводим диплоидное число хромосом (2n), общее число плеч (NF) и количество ДНК (в % от количества у млекопитающих) для сельдевидных и лососевидных рыб: 
Ни один из современных видов сиговых, лососевых и харнусо вых рыб не имеет удвоенного числа хромосом или удвоенного количества ДНК по сравнению с другими видами [Rees, 1964; Booke, 1968; Roberts, 1970], поэтому, с нашей точки зрения, полипло идия не играла решающей роли в эволюции современных видов лососевидных рыб. Можно лишь искать гипотетического предка для всех лососевидных (кроме корюшковых) с числом хромосом около 40 и количеством ДН? 40% и рассматривать всех сиговых, лососевых и хариусовых как тетраплоидов, как это делает Оно [Ohno, 1970), но тогда мы отодвигаем возникновение полиплоидии кмелу или началу третичного периода 1Дорофеева, 1977). Если признавать лососевидных родоначальниками большой группы ?ос тистых рыб [Greenwood et al., 1966], то приходится допускать, что полиплоидия возникла у предковых форм (мел) и что эволюция шла не только по пути усложнения хромосомного аппарата и увеличения ДНК, но в некоторых группах рыб и в обратном на правлении. Так, у лососевых p. Salmo (кроме форелей) и p. On corhynchus идет снижение числа хромосом за счет перестроек (см. табл. 20).
Из лососевидных рыб наименьшее число хромосом, плеч и количество ДНК имеют корюшковые; наибольшее количество ДНК отмечено у сиговых. Однако по такому показателю, как процент гуанина и цитозина (Г+Ц), процент молярного основания метили рованного цитозина (5-МЦ), доля которого в ДНК является дополнительным критерием ее специфичности, корюшковые очень близки к сиговым рыбам: у сигов ГЦ% колеблется от 45,5 до 46,6, в среднем 46,0; у корюшковых ГЦ % равен 46,1 [Медников и др., 1973; Попов, Антонов, 1974]. Специфичный состав ДНК сиговых, отличный от состава ДНК лососевых, отмечал Бук [Booke, 1968.
Особенно интересные данные получены методом молекулярной гибридизации, когда по доле гомологичных последовательностей нуклеотидов в структуре ДНК можно судить о таксономическом ранге. Если принять как первую рабочую гипотезу предположение Б. М. Медникова [Медников и др., 1973), что разные классы дают 5-15% гомологий, отряды — 20—45, семейства — 50—70 и разные роды и виды в пределах одного семейства — 75— 100% гомологий, то интересно привести следующие цифры. Различные виды сигов по этому показателю дают 83— 100% гомологичных последовательностей нуклеотидов, лососевые рыбы с сиговыми — 58—65, лососевые скорюшковыми — 53 % ( Медников и др., 1973; Попов и др., 1973), т. е. степень родства лососевых и корюшковых равна степени генетической близости лососевых и сиговых. Обосо бленное положение корюшковых в системе лососевых отмечено и при исследовании фракции уникальных последовательностей ДНК [Татуров, Омельченко, 1976].
Наши данные о молекулярной гибридизации ДНК различных видов сиговых, лососевых и корюшковых показали, что профили элюции гибридных комплексов ДНК невского проходного сига с ДНК ленка (сем. Salmonidae) и азиатской корюшки (сем, Osmeri dae) значительно отличаются от других сиговых рыб (рис. 35). Заштрихованы на этом рисунке доли наиболее термостабильных гибридных дуплексов, т. е. практически идентичные усопостав ляемых видов. Более наглядно эти данные представлены на рис. 36 в показателях ид (индекса дивергенции). Ближе всех к реперному виду (невский проход Hoi cur - C. lavaretus lavaretus) стоит сиг-IIыжьян (ИД = 23,0), далее следует муксун (54,1) ичир (58,5). Вся эта группа си гов с ниж ним ртом имеет сходный тип кривых термостабильных гибридных комплексов ДНК (подрод Corego nus sensu ѕtrісtо), значительно дальше от репера находятся ряпушка (145) и омуль (160), а также нельма (154). Все они имеют сходный профиль кривых (см. рис. 35). Примерно такого же порядка дін вергенция генотипа у валька (157), однако он отличается совсем дру сим профилем элюции. Все сиговые рыбы имеют дивергенцию по ИД не более 200; за пределами этой величины находятся представители других семейств: корошка (211.7) и ленок (258,2).
Интересно отметить, что до вольно похожую картину кривых элюции имеют ряпушка и омуль. К ним приближается нельма, которая отстоит дальше от сига, чем омуль от ряпушки. У ряпушки и oмyля максимум температуры плавления Гибридного комплекса равен 68°, а у нельмы он сдвинут на 64°. Совершенно своеобразный характер кривой у валька с максимумами 70 и 78°. Уленка макси мум приходится на 64°, у корюшки — на 68“ (см. рис. 35). 
Рис. 35. Термоэлюция гибридных комплексов ДНК лососевидных рыб | МедIII ков и др., 1977)
Заштрихована наиболее термостабильная часть, ?люирующая в интервале температу» от 80 до 90°. 1 - Невский проходной сиг (гомологичная реакция); 2 — сиг?сиг-пыль ян; 3 — сигXмуксу?; 4 — сиг?чир; 5 — сигхевропейская ряпушка; 6 – сигхомуль; 7 - сиг х?ельма; 8 - сигхвалек; 9 — сигх Хленок; 10 — cиг ?корюшка 
Рис. 36. Дивергенция нуклеотидных по следовательностей ДНК лососевидных рыб от ДНК реперного вида (невского проходного сінга No 1) по индексу дII 85°C вергенции (ИД) Расстояния пропорциональны величине 11д. 1 — невский проходной сиr (rosto.tогичная реакция); 2 — сигхсиг= Пышьян; 3 — сигXмуксуа; 4 — сигXчір; б — сіі Хрл Пухка; 6 – сигX 016; 7 — сигXнельма; 8 — сигхвалек: 2 — сиг?ленок: 10 - сигX Xкорюшка (1едников и др., 1977
Рис. 37. Типы кривых термостабильности гибридных комплексов ДНК си говых рыб в зоне температур 75—85° (реперный вид — европейская ря пушка)
1 — ряпушка (гомологичная реакция); 2 – ряпушка хомуль; 3 — ряпушка Xнельма; 4 - ряпушка ?валек; 5 — ряпукахсяг Медников и др., 1977]
Аналогичные данные получены в другой серии опытов, когда реперной ДНК была ДНК европейской ряпушки (рис. 37). По типу кривых термостабильности гибридных комплексов среди исследуемых видов сиговых рыб также можно выделить три группы: 1) ряпушка, омуль и близкая к ним нельма; 2) синг и 3) валек | Медников и др., 1977; Mednikov et al., 1977].
Таким образом, на основе методов молекулярной гибридизации показано, что сиговые, лососевые и корюшковые хорошо выделяются в самостоятельные группы, примерно равные по степени генетической близости.