Причина того, що з точки зору еволюції організми займаються сексом може здатися досить очевидною - вони роблять це для розмноження. Очевидно, що природний відбір повинен віддавати перевагу особам, які можуть розмножуватися, а не тим, хто цього не може. Але в цьому немає сенсу. Для багатьох видів існує альтернатива: безстатеве розмноження.

То чому секс еволюціонував у багатьох видів? Дивно, але на це питання немає однозначної відповіді. Дійсно, на сьогоднішній день дослідники розробили більше, ніж 20 різних гіпотез. Останнім часом низка експериментів почали перевіряти ці теорії, наближаючи нас до пошуку рішення.

У нестатевих видів самка розмножується без генетичного внеску самця і робить дочок фактично ідентичними собі. Той, у кого були знищені троянди рослинними вошами (псевдонім: зелені мухи або попелиця) буде знати, наскільки це може бути успішною стратегією.

Ключовим для інтелектуальної проблеми є той факт, що чоловіки часто не інвестують у нащадків. Хоча сексуальним матерям потрібно виводити як синів, так і дочок, нестатева жінка може робити дочок наодинці. Якщо самки - інвестуючий секс (вони роблять яйця, годують молодняк тощо), це значно полегшує швидке зростання популяції: одна безстатева самка може стати двома, дві - чотирма, чотирма - вісім і т. Д. Це підтверджено від Експерименти ефективне порівняння безстатевих жуків із статевими жуками в лабораторії.

Окрім ссавців (включаючи людину) та птахів, майже у кожній таксономічній групі є безстатеві види, включаючи деяких риб, плазунів, рослини та комах - але вони рідкісні. Отже, незважаючи на переваги безстатевого розмноження, це говорить нам про те, що в довгостроковій перспективі стать перемагає.

Погані мутації проти адаптації

Еволюційні дослідження проблеми в основному зосереджені на двох широких класах гіпотез. Вони обидва засновані на тому, що стать генерує варіації, змішуючи генетичний склад батьків. Ми з вами не є ідентичними копіями наших батьків, тоді як дочки безстатевої попелиці є.

Ця варіація проявляється на генетичному рівні: стать утворює деякі організми всередині виду з великою кількістю шкідливих мутацій, а деякі з відносно невеликою кількістю. Прихильники т. Зв мутаційна детермінована теорія стверджують, що якщо організми з багатьма мутаціями мають непропорційно низькі шанси на виживання, багато поганих мутацій, як правило, вимирають разом із господарями, створюючи велику кількість організмів, вільних від таких мутацій. У безстатевих видів через цю відсутність варіацій жодна особа особливо не обтяжена мутаціями. Як наслідок, жодна мутаційна смерть не усуває стільки шкідливих мутацій.

Однак ця теорія все частіше ставиться під сумнів, оскільки стає очевидним, що багато статевих видів, у тому числі комахи та рослин, насправді не виробляють стільки шкідливих мутацій, скільки вимагає теорія.

Інша сильна гіпотеза суперника стверджує, що секс дозволяє родовід адаптуватися до мінливих умов. Експерименти підтверджують, що представники статевого роду зазвичай адаптуються швидше, ніж нестатеві представники одного виду, коли умови змінюються. Справді експеримент з жуками згадане вище показало, що якщо сексуальному населенню дозволяється вільно розвиватися під час змін умов, це може взагалі витіснити безстатеве населення.

Причин, чому секс полегшує адаптацію, може бути багато. Наприклад, уявіть двох особин у нестатевій популяції, які мають хорошу, але різну мутацію. Оскільки їх ДНК не може змішуватися, їх нащадки в підсумку конкурують між собою (це називається клональною інтерференцією) - ви ніколи не отримаєте переваг обох мутацій в одній особі. Однак у статевій популяції обидві хороші мутації можуть знайти шлях до однієї особини. Таким чином ми отримуємо переваги обох, що значно полегшує адаптацію. Дослідження на молекулярному рівні опубліковано 24 лютого підтвердив, що секс дійсно полегшує клональне втручання.

Теорія королеви: паразити?

Тож збільшення швидкості адаптації здається досить гарним поясненням. Але що відбувається після того, як відбулися зміни навколишнього середовища та стабілізація умов? Чи не слід очікувати, що асексуали знову виграють конкуренцію серед сексуальних людей? З цієї причини багатьох дослідників все більше приваблює думка, що варіації, що створюються статтю, також дозволяють видам адаптуватися до нескінченної еволюційної гонки озброєнь зі своїми паразитами.

Цей вид еволюційної гри в кота та мишку відомий як Червона королева еволюція, від персонажа з «Аліси в країні чудес», який наполягав на тому, що потрібно бігти, аби залишитися на тому самому місці. Дійсно, гени, пов’язані з імунітетом, є одними з найбільш швидко розвиваються у нас. Є також останні докази що види можуть збільшити кількість генетичного змішування, яке вони роблять, коли відчувають, що заражені паразитом. Це означає, що їхнє потомство буде ще більше відрізнятися одне від одного та батьків.

Ми також знаємо недоліки відсутності змін у нестатевих культур. Наприклад, напад паразитів призвів до Ірландський картопляний голод у 1845–49. В даний час банани є під загрозою від нападу численних грибкових паразитів. Це викликає занепокоєння, враховуючи, що понад 95% експортної торгівлі бананами припадає лише на один нестатевий штам (Кавендіш).

Тож чи займаються організми статевим життям, щоб переконатись, що їх нащадки не будуть знищені хворобами - або зробити їх відносно вільними від шкідливих мутацій? Ці гіпотези не повинні бути взаємовиключними. Дослідників у цій галузі все більше цікавить якась гібридна модель.

В даний час ми рухаємось до досліджень еволюція статі на молекулярному рівні - щоб ми могли скласти точні мутації, які втрачені або отримані під час адаптації. Дослідження долі мутацій в результаті спільної еволюції господарів та паразитів також не за горами. Однак головне питання залишається: розуміння того, чому у більшості видів не найкраще з обох світів (як це справді є попелиця), і вони мають як статеву, так і безстатеву репродуктивну фазу.