Penyelidik Tutup Dalam On The Mystery Of Mengapa Seks Evolved

Penyelidik Tutup Dalam On The Mystery Of Mengapa Seks Evolved

Alasan mengapa, dari segi evolusi, organisma mempunyai hubungan seks mungkin kelihatan jelas - mereka melakukannya untuk menghasilkan semula. Jelas sekali, pemilihan semulajadi mesti memihak kepada individu yang dapat menghasilkan semula mereka yang tidak boleh. Tetapi ini tiada titik. Untuk banyak spesies ada alternatif: pembiakan aseksual.

Jadi mengapa seks telah berkembang dalam begitu banyak spesies? Yang menghairankan, tidak ada satu jawapan yang jelas kepada soalan ini. Malah, setakat ini penyelidik telah membangun lebih daripada Hipotesis yang berbeza 20. Akhir-akhir ini, beberapa eksperimen telah mula menguji teori-teori ini, membawa kita lebih dekat untuk mencari penyelesaian.

Dalam spesies aseksual, seorang wanita membiak tanpa sumbangan genetik seorang lelaki dan menjadikan anak perempuan berkesan sama dengan dirinya sendiri. Sesiapa yang mempunyai mawar mereka dibuang oleh kutu tumbuhan (alias: bunga hijau atau aphids) akan mengetahui betapa berjaya strategi ini.

Masalah utama intelektual adalah hakikat bahawa lelaki sering tidak melabur ke dalam keturunan. Walaupun ibu-ibu seksual perlu menghasilkan kedua-dua lelaki dan anak perempuan, seorang wanita aseksual boleh membuat anak perempuan sahaja. Sekiranya perempuan adalah seks pelaburan (mereka membuat telur, memberi makanan kepada anak muda dan lain-lain), ini menjadikannya lebih cepat untuk berkembang pesat: satu wanita aseksual boleh menjadi dua, dua boleh menjadi empat, empat boleh menjadi lapan dan lain-lain. oleh eksperimen membandingkan kumbang aseksual yang berkesan dengan kumbang seksual di makmal.

Selain dari mamalia (termasuk manusia) dan burung, terdapat spesies aseksual dalam setiap kumpulan taksonomi, termasuk beberapa ikan, reptilia, tumbuh-tumbuhan dan serangga - tetapi ia tidak biasa. Jadi walaupun kelebihan pembiakan aseksual, ini memberitahu kita bahawa dalam jangka panjang, kemenangan seks.

Mutasi buruk berbanding penyesuaian

Penyelidikan evolusi ke atas masalah ini sebahagian besarnya berpusat pada dua kelas hipotesis yang luas. Mereka berdua berdasarkan hakikat bahawa seks menjana variasi dengan mencampurkan solek genetik ibu bapa. Anda dan saya bukan salinan yang sama dari ibu bapa kami, sedangkan anak perempuan aphid yang aseksual adalah.

Variasi ini ditunjukkan pada peringkat genetik: seks menjana beberapa organisma dalam spesies dengan banyak mutasi berbahaya dan beberapa dengan relatif sedikit. Penyokong yang dipanggil teori mutasi deterministik berhujah bahawa jika organisma dengan banyak mutasi mempunyai peluang hidup tidak seimbang rendah, banyak mutasi buruk cenderung untuk mati dengan tuan rumah mereka, menjana sejumlah besar organisma yang bebas daripada mutasi tersebut. Dalam spesies berjantina, kerana kekurangan ini perubahan, tiada individu terutamanya dibebani dengan mutasi. Akibatnya, tidak ada satu kematian mutasi membuang bahawa banyak mutasi berbahaya.

Teori ini semakin dipertikaikan, bagaimanapun, kerana semakin jelas bahwa banyak spesies seksual, termasuk serangga dan tumbuh-tumbuhan, Sebenarnya tidak menghasilkan banyak mutasi berbahaya sebagai teori yang memerlukan.

Satu lagi hipotesis pencabar kuat menyatakan bahawa perhubungan seks membolehkan keturunan untuk menyesuaikan diri dengan keadaan yang berubah-ubah. Eksperimen yang mengesahkan bahawa ahli-ahli keturunan seksual biasanya menyesuaikan diri lebih cepat daripada ahli berjantina daripada spesies yang sama apabila keadaan berubah. sesungguhnya eksperimen kumbang yang disebutkan di atas telah menunjukkan bahawa jika populasi seksual dibenarkan secara bebas untuk berubah semasa mengubah keadaan, ia boleh menggantikan penduduk asexual sama sekali.

Mungkin ada banyak sebab mengapa seks memudahkan penyesuaian. Sebagai contoh, bayangkan dua individu dalam populasi berjantina yang kedua-duanya mempunyai mutasi yang baik tetapi berbeza. Kerana DNA mereka tidak boleh bercampur, keturunan mereka akhirnya bersaing antara satu sama lain (ini dipanggil gangguan klon) - anda tidak akan mendapat manfaat kedua-dua mutasi dalam satu individu. Dalam populasi seksual, bagaimanapun, kedua-dua mutasi yang baik boleh mencari jalan mereka ke dalam satu individu. Dengan cara ini, kita akan mendapat faedah kedua-dua, yang membuat penyesuaian lebih mudah. Satu kajian molekul-tahap diterbitkan pada 24 Februari telah mengesahkan bahawa seks benar-benar mengurangkan gangguan clonal.

Teori Queen: parasit?

Jadi meningkatkan kelajuan penyesuaian nampaknya penjelasan yang cukup bagus. Tetapi apa yang berlaku selepas perubahan alam sekitar telah berlaku dan keadaan telah stabil? Sekiranya kita tidak mengharapkan orang-orang aseksual untuk bersaing lagi? Atas sebab ini, banyak penyelidik semakin tertarik kepada idea bahawa variasi yang dihasilkan oleh jantina juga membolehkan spesies menyesuaikan diri dengan perlumbaan senjata evolusi yang tidak pernah berakhir dengan parasit mereka.

Ini jenis permainan evolusi kucing dan tetikus dikenali sebagai Evolusi Red Queen, dari watak dalam Alice in Wonderland yang menegaskan bahawa seseorang mesti berlari hanya untuk tinggal di tempat yang sama. Malah, gen yang berkaitan dengan imuniti adalah beberapa perubahan yang paling cepat yang kami ada. Terdapat juga bukti baru-baru ini spesis ini boleh meningkatkan jumlah pencampuran genetik yang mereka lakukan apabila mereka merasakan bahawa mereka dijangkiti parasit. Ini bermakna keturunan mereka akan menjadi lebih berbeza antara satu sama lain dan ibu bapa mereka.

Kita juga tahu kelemahan kekurangan variasi dalam tumbuh-tumbuhan tanaman berjantina. Sebagai contoh, serangan oleh parasit membawa kepada Kelaparan kentang Ireland dalam 1845-49. Pada masa ini pisang terancam dari serangan oleh pelbagai parasit kulat. Ini adalah berkenaan memandangkan lebih 95% daripada perdagangan eksport dalam pisang adalah hanya satu strain berjantina (Cavendish).

Begitu organisma mempunyai hubungan seks untuk memastikan keturunan mereka tidak akan dihapuskan oleh penyakit - atau untuk membuat mereka agak bebas mutasi berbahaya? Ini hipotesis tidak perlu saling eksklusif. Penyelidik dalam bidang semakin berminat dalam beberapa jenis model hibrid.

Pada masa ini, kami sedang menuju ke arah kajian evolusi seks di peringkat molekul - Supaya kita boleh memetakan mutasi tepat yang hilang atau diperolehi semasa penyesuaian. Kajian nasib mutasi akibat bersama evolusi semesta alam dan parasit juga hanya sekitar sudut. Isu utama kekal, bagaimanapun: memahami mengapa lebih spesies tidak mempunyai yang terbaik daripada kedua-dua dunia (kerana sesungguhnya aphids lakukan), dan mempunyai kedua-dua fasa pembiakan seksual dan berjantina.

Tentang Pengarang

hurst laurenceLaurence D. Hurst, Profesor Genetik Evolusi di The Milner Centre for Evolution, University of Bath. Penyelidikannya menyentuh evolusi gen, genom dan sistem genetik. Beliau amat berminat untuk memahami nasib mutasi yang tidak berbahaya. Kerja-kerja sekarang bertujuan untuk menterjemahkan pemahaman evolusi gen dan genom evolusi ke dalam diagnostik dan penjagaan kesihatan yang lebih baik.

Artikel ini pada asalnya muncul pada Perbualan ini

Tempah berkaitan:

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = evolution of sex; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}