الباحثون يقترب من سر لماذا الجنس تطورت

السبب في ذلك ، من حيث التطور ، قد تبدو الكائنات الحية ممارسة الجنس واضحة - فهي تفعل ذلك للتكاثر. من الواضح أن الاختيار الطبيعي يجب أن يكون لصالح الأفراد الذين يستطيعون التكاثر على من لا يستطيعون. لكن هذا يفتقد هذه النقطة. بالنسبة للعديد من الأنواع ، هناك بديل: التكاثر اللاجنسي.

إذن لماذا تطور الجنس في العديد من الأنواع؟ من المدهش أنه لا توجد إجابة واحدة واضحة على هذا السؤال. في الواقع ، حتى الآن ، طور الباحثون أكثر من 20 فرضيات مختلفة. في الآونة الأخيرة ، بدأ عدد من التجارب في اختبار هذه النظريات ، واقتربنا من إيجاد حل.

في الأنواع اللاجنسية ، تتكاثر أنثى بدون مساهمة وراثية للذكر وتجعل البنات متطابقات بشكل فعال مع نفسها. أي شخص كان لديه وروده ممزقة بقمل النباتالاسم المستعار: greenflies أو المن) سوف نعرف مدى نجاح هذه الإستراتيجية.

مفتاح المشكلة الفكرية هو حقيقة أن الذكور غالباً ما لا يستثمرون في النسل. في حين تحتاج الأمهات الجنسيات إلى إنتاج كل من الأبناء والبنات ، فإن الإناث اللاجنسة يمكن أن يصنعن البنات بمفردهن. إذا كانت الإناث هي الجنس المستثمر (فهي تصنع البيض ، وتطعم الشباب الخ) ، وهذا يجعل من السهولة بمكان زيادة عدد السكان بسرعة: يمكن أن تصبح أنثى واحدة لاجنسيتين ، ويمكن أن تصبح إحداهما أربعة ، وأربعة يمكن أن تصبح ثمان سنوات ، وما إلى ذلك. بواسطة تجارب مقارنة الخنافس اللاجنسية مع الخنافس الجنسية في المختبر.

وبصرف النظر عن الثدييات (بما في ذلك البشر) والطيور ، فهناك أنواع غير جنسية في كل مجموعة تصنيفية ، بما في ذلك بعض الأسماك والزواحف والنباتات والحشرات - ولكنها غير شائعة. لذا على الرغم من مزايا التكاثر اللاجنسي ، فإن هذا يخبرنا أنه في المدى الأطول ، يفوز الجنس.


رسم الاشتراك الداخلي


طفرات سيئة مقابل التكيف

وقد تركزت الأبحاث التطورية في المشكلة إلى حد كبير على فئتين واسعتين من الفرضيات. كلاهما يعتمدان على حقيقة أن الجنس يولد التغيير عن طريق خلط التركيبة الوراثية للوالدين. أنت وأنا لا نسخ متطابقة من والدينا ، في حين أن بنات المن من اللاجنسي.

يتجلى هذا التباين على المستوى الجيني: الجنس يولد بعض الكائنات الحية داخل الأنواع مع الكثير من الطفرات الضارة وبعضها مع عدد قليل نسبيا. أنصار ما يسمى ب نظرية الحتمية الطفرية يرى أنه في حالة الكائنات الحية مع العديد من الطفرات لها فرص البقاء على قيد الحياة منخفضة بشكل غير متناسب، والعديد من الطفرات السيئة تميل إلى تنقرض مع مضيفيهم، وتوليد عدد كبير من الكائنات الحية التي تكون خالية من مثل هذه الطفرات. في الأنواع اللاجنسي، وبسبب هذا النقص في الاختلاف، مثقلة أي شخص وخصوصا عن طريق الطفرات. ونتيجة لذلك، لا الموت تغيري واحد يزيل ان العديد من الطفرات الضارة.

هذه النظرية أصبحت موضع تساؤل متزايد ، حيث أصبح من الواضح أن العديد من الأنواع الجنسية ، بما في ذلك الحشرات و النباتات، لا في الواقع إنتاج العديد من الطفرات الضارة كما تتطلب هذه النظرية.

وتنص المنافس فرضية قوية أخرى أن ممارسة الجنس يمكن نسب ل التكيف مع الظروف المتغيرة. تجارب لم يؤكد أن أفراد سلالته الجنسي عادة ما يتكيفون بشكل أسرع من أعضاء اللاجنسي من نفس النوع عندما تتغير الظروف. والواقع أن التجربة خنفساء وقد بينت الدراسة المذكورة أعلاه أنه إذا سمح للتجمعات الجنسية بالتطور بحرية أثناء الظروف المتغيرة ، فقد يحل محل السكان اللاجنسيين تمامًا.

قد تكون هناك أسباب كثيرة وراء الجنس يسهل التكيف. على سبيل المثال، تخيل شخصين في السكان اللاجنسي أن كل من لديهم طفرة جيدة ولكن مختلفة. لأن الحمض النووي لا يمكن خلط، ذريتهم في نهاية المطاف تتنافس مع بعضها البعض (وهذا ما يسمى التدخل نسيلي) - أنت لن تحصل على فوائد كل من الطفرات في فرد واحد. في السكان الجنسي، إلا أن كلا من الطفرات الجيدة يمكن أن تجد طريقها إلى فرد واحد. بهذه الطريقة، يمكننا الحصول على فائدة على حد سواء، مما يجعل التكيف أسهل كثيرا. دراسة المستوى الجزيئي نشرت على 24 فبراير أكدت أن الجنس يخفف بالفعل التدخل النسيلي.

نظرية الملكة: الطفيليات؟

لذا يبدو أن زيادة سرعة التكيف هي تفسير جيد. ولكن ماذا يحدث بعد حدوث تغير بيئي واستقرت الظروف؟ ألا ينبغي لنا أن نتوقع أن يتنافس اللاجنس من جديد بين الجنسين؟ لهذا السبب ، ينجذب العديد من الباحثين بشكل متزايد إلى فكرة أن الاختلاف الناتج عن الجنس يتيح أيضًا للأنواع أن تتكيف في سباق التسلح التطوري الذي لا ينتهي مع طفيلياتها.

هذا النوع من اللعبة التطورية للقط و الفأر معروف تطور الملكة الحمراء، من شخصية في أليس في بلاد العجائب الذين أصروا على أن المرء يجب أن يعمل فقط للبقاء في نفس المكان. في الواقع ، الجينات المتعلقة بالحصانة هي بعض من أسرع الجينات التي نمتلكها. يوجد ايضا دليل حديث أن الأنواع يمكن أن تزيد من كمية الخلط الجيني التي يقومون بها عندما يشعرون أنهم مصابون بطفيلي. وهذا يعني أن نسلهم سيكون أكثر اختلافًا عن بعضهم البعض وأولياء أمورهم.

ونحن نعلم أيضا مساوئ عدم وجود تباين في نباتات المحاصيل اللاجنسي. على سبيل المثال، لهجوم من قبل الطفيليات أدى إلى مجاعة البطاطس الأيرلندية في 1845 – 49. الموز حاليا هي تحت التهديد من هجوم من قبل العديد من الطفيليات الفطرية. يثير القلق نظرا لهذا أن أكثر من 95٪ من تجارة الصادرات في الموز هو من سلالة واحدة فقط اللاجنسي (كافنديش).

وكذلك الحال بالنسبة الكائنات الحية لديها الجنس للتأكد لن تمحى ذريتهم بها المرض - أو لجعلها خالية نسبيا من الطفرات الضارة؟ هذه الفرضيات لا يجب أن تكون حصرية بشكل متبادل. الباحثين في مجال هناك اهتماما متزايدا في نوع من نموذج هجين.

حاليا ، نحن نتحرك نحو الدراسات من تطور الجنس على المستوى الجزيئي - حتى نتمكن من رسم خريطة للالطفرات الدقيقة التي فقدت أو المكتسبة خلال التكيف. دراسات عن مصير الطفرات نتيجة التطور المشترك الجنود والطفيليات هي أيضا قاب قوسين أو أدنى. ولا تزال قضية كبرى، ولكن: لماذا فهم أكثر الأنواع لم يكن لديك أفضل من كلا العالمين (كما تفعل في الواقع المن)، ويكون كل المراحل الإنجابية الجنسية واللاجنسية.

نبذة عن الكاتب

هيرست لورانسلورانس د. هيرست ، أستاذ علم الوراثة التطوري في مركز ميلنر للتطور ، جامعة باث. تتعلق أبحاثه بتطور الجينات والجينومات والأنظمة الجينية. وهو مهتم بشكل خاص بفهم مصير الطفرات غير المؤذية على ما يبدو. يهدف العمل الحالي إلى ترجمة الفهم التطوري للجين وتطور الجينوم إلى تشخيص محسَّن ورعاية صحية.

هذه المقالة نشرت أصلا في والمحادثة

كتاب ذات الصلة:

at سوق InnerSelf و Amazon