Май 3, 2023 Польза самцов доказана экспериментально

В опытах на нематоде Caenorhabditis elegans подтверждена необходимость полового размножения. Конкретно половое размножение приходит нужным и достаточным соглашением для борьбы с паразитическими инфекциями.

Ежели в популяции нематод все особи гермафродитны, то этакая популяция в соглашениях инфекционного стресса стремительно вымирает. Встречая во заинтересованность вездесущность и обилие зараз, ученые говорят, что без полового размножения живые организмы легко не смогли бы адаптироваться к стрессовым соглашениям, черкают .

В опытах на нематоде Caenorhabditis elegans подтверждена необходимость полового размножения. Конкретно половое размножение приходит нужным и достаточным договором для борьбы с паразитическими инфекциями.

Ежели в популяции нематод все особи гермафродитны, то экая популяция в договорах инфекционного стресса прытко вымирает. Встречая во заинтересованность вездесущность и обилие зараз, ученые говорят, что без полового размножения живые организмы легко не смогли бы адаптироваться к стрессовым договорам, строчат .

Один-одинешенек из ведомых детских вопросцев, тот или иной в том либо ином внешности задают пытливые отпрыски, Отчего у нас два пола?) либо, наиболее бесхитростный и шокирующий вариант, Для чего нам папа?). При всем этом не есть в внешности ничего огорчительного, легко роль мамы, какой бы породы она ни имелась людской, мышиной либо лягушачьей, понятна. Мама производит малышей, другими словами исполняет открытую функцию продолжения рода (с таксономических позиций скорее проговорить продолжения облика). А вот для чего необходимы папы, осознать не так легко.

Явно, они вносят близкую половину генов в геном потомства, но не совершенно светло, для чего ложить геном из 2-ух половин, отчего бы не перенимать полностью геном мамы. А ведь необходимо учесть, что на отцов тратится половина ресурсов, употребляемых популяцией, а на их выкармливание уходит столько-же сил и средств, сколько и на самок, они занимают местность, тот или иной могло бы занимать подрастающее поколение и плодородные самки. Этакое положение видится очень неэкономным в корпоративном только экономном естественном хозяйстве.

В чем же здесь выгода? Каковы превосходства перед теми, кто в качестве стратегии размножения предпочел самооплодотворение, гермафродитизм? Выгода обязана водиться громадна, потому что подавляющее большая часть живых созданий обладают и самцов и самок и, следовательно, практикуют безрассудное на главный взор растранжиривание ресурсов.

Грызть немного теорий, тот или другой удовлетворительно поясняют необыкновенную распространенность полового размножения. Перемешивание генов, творение новейших композиций дозволяет наихорошим образом приспособиться к меняющимся договорам среды, избавиться от багажа вредных мутаций и, в конце концов, совладать с соперниками и паразитами.

Заключительнее более значительно, потому что паразитов самое большее постоянно, они вездесущи, возможность умереть от паразитических зараз значительно выше, чем от хищника либо случайного стечения событий. Догадка о том, что конкретно наличие паразитов принуждает организмы постоянно обращаться к половому размножению, зарабатывает все главным образом подтверждений. Эффективность полового размножения для поддержания стойкости к инфекциям имелась подтверждена с поддержкой моделирования (сантим..: Hamilton, Axelrod, Tanese, 1990. Sexual reproduction as an adaptation to resist parasites).

Но все же факты постоянно убедительнее, поэтому ученые-естественники наиболее надеются на наблюдения и опыты. Основные фактические доказательства паразитической гипотезы полового размножения имелись предоставлены Кертисом Лайвли (Curt Lively) с соавторами. Эта занятие имелась выполнена на рыбках пецилиопсисах (Poeciliopsis). Эти рыбки, обычно, заражаются трематодами, что вызывает возникновение на шкуре у инфицированных рыб белоснежных пятен. Так что ступень зараженности бегло узреть и проконтролировать.

В различных прудах обитали пецилиопсисы, размножающиеся бесполо (гибридные триплоиды) и половым методом. Более зараженными имелись конкретно бесполые модификации, а те, кто плодился половым методом, вкупе с редким бесполым клоном, оказались наименее подвержены инфекции. Это бегло разъяснялось с позиций паразитной теории. Для противодействия паразитам необходимо непрерывно разнообразить и обновлять методы охраны, а этакую потенциал обладают те, кто плодится половым методом. Слабо инфицированный редкий клон также оказался вне интересов паразита. Для паразита главнее производить высшую вирулентность к массовому владельцу, чем к экзотическим единицам. Потому они избрали в качестве мишени массового владельца, не обладающего потенциала прытко приспособиться и противостоять непрерывно обновляемым способам инфецирования.

Природа сама поставила опыт, подтвердивший необходимость полового размноженияи поставляемого таковым методом генетического контраста. В 1976 году случилась засуха, пруды природные местообитания пецилиопсисов пересохли, и в один-одинешенек из прудов выжили только лишь три экземпляра этого облика. Потомство 3-х рыбок потом составило все обитатель этого пруда. Светло, что вышел высокоимбредный клон, размножающийся бесполо. Пецилиопсисы в этом пруду имелись сильно заражены трематодами. Но быть достойным ученым подсадить в этот пруд пары самцов, как ситуация кардинально улучшилась. Рыбки переключились с бесполого на половое размножение и закончили недомогать. Сквозь некое период бесполых самок фактически не осталось.

Сейчас Кертис Лайвли с сотрудниками из Индианского института (Блумингтон) представили еще больше убедительное подтверждение превосходств полового размножения перед особой неизменной инфекционной угрозы. И даже наиболее того, ученым удалось доказать, что пребыванье паразитов сооружает половой отбор нужным и достаточным договором выживания облика. Процесс в том, что паразиты постоянно изобретают все новейшие и новейшие методы повысить вирулентность, потому обладателям приходится постоянно улучшать методы охраны.

Это так нарекаемая гипотеза Темной Королевы (Red Queen's Hypothesis; время от времени перевод звучит как гипотеза Красноватой Королевы), выдвинутая Ли ван Валеном (Leigh Van Valen) в 70-е годы прошедшего века. Хищники и жертвы, собственники и паразиты находятся в неизменном эволюционном соревновании кто стремительнее изобретет средства нападения и охраны, у кого они окажутся превосходнее и эффективнее. Заслуживает одной сторонке замедлить движение в этом направлении, как превосходство зарабатывает 2-ая сторонка, и 1-ая проигрывает: популяция утрачивает численность и вымирает. Половое размножение служит надежным механизмом в данной нам гонке вооружений, в коэволюционном процессе.

Ученые применяли неплохой модельный объект нематоду Caenorhabditis elegans. У данной нам нематоды, как знаменито, есть самцы и гермафродитные особи. При половом размножении гермафродиты спариваются с самцами, при бесполом происходит самооплодотворение. Самооплодотворение исключает рекомбинацию и перемешивание генов. В природных популяциях толика особей, размножающихся половым методом, традиционно низка 130%. Эти популяции и имелись избраны в качестве стартовой точки.

Их подвергли действию паразита, смертельного для нематоды. При этом действие водилось двояким. В основном случае популяцию в движение линии поколений заражали один-одинехонек и этим же штаммом бактерии, а во 2-м отбирали все наиболее и наиболее вирулентных паразитов. (Методика отбора микробов на вирулентность изящна и элементарна паразитов брали с мертвецов нематод, погибших в движение главных суток. Другими словами, тех, против тот или иной не сработали будущие налаженности охраны.) Главный вариант заработал в статье условное название эволюция, а 2-ой коэволюция. Осталось измерить, как изменялась в шеренге поколений толика нематод, размножающихся половым методом и с помощью самооплодотворения.

Итог оказался в высшей ступени предсказуем. Контрольная популяция поддерживала ориентировочно неизменный степень полового размножения. Популяция, в тот или другой вирулентность паразитов оставалась неизменной, в движение главных 10 поколений резко прирастила долю скрещивающихся особей (до 80%), а потом возвращала их на минувший 20-процентный степень. Но в популяции, где вирулентность паразитов все период изменялась, толика скрещивающихся особей за 10 поколений достигла метки 80% (как и в прошлом случае), но опосля не снизилась, а продолжала усиливаться. Сквозь 20 поколений она достигла 90%.

Ежели популяцию, у тот или другой вначале отсутствовали самцы (экая популяция бегло создается в лаборатории), поставить в обстановки коэволюции, то экая популяция сквозь 20 поколений целиком вымирает. В искусственно сделанной популяции, состоящей только лишь из скрещивающихся особей, смертность от паразита сквозь 30 поколений оказывается самой густой.

Так изменяется толика скрещивающихся особей в шеренге поколений нематод. Контроль указывает естественную популяцию, тот или иной не подвергали деянию паразитов; эволюция естественную популяцию расположили в обстановки стабильной инфекции; коэволюция нематод подвергли деянию паразита, непрерывно увеличивающего близкую вирулентность. График из обговариваемой статьи в Science

Эти результаты неоспоримо подтверждают, что басистый степень рекомбинации, зависящий от числа скрещивающихся особей, впрямую описывает устойчивость к инфекциям. В договорах неизменного пребыванья инфекционных агентов и их постоянного развития бесполое размножение (самооплодотворение) неминуемо ведет к вымиранию. В предоставленном контексте паразитов можнож заменить на хоть какой стрессовый агент, тот или иной изменяется с ходом поры. Светло, что таковым агентом могут водиться и хищники, и соперники, а также абиотические причины они изредка посещают неизменными в протяжении линии поколений у животных и растений. Раздобывается, что половое размножение приходит задатком стабильности в этом нестабильном мире.

Источник: Levi T. Morran, Olivia G. Schmidt, Ian A. Gelarden, Raymond C. Parrish II, Curtis M. Lively. Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex // Science. 2011. V. 333. P. 216218.