17 юли 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Предпочита ли природата само два биологични пола

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 02 март 2019 в 00:0036860
Гъбата Schizophyllum commune, която разполага с 23 000 размножителни типове. Снимка: Wiki Commons

Свикнали сме да мислим, че в природата има само два биологични пола — мъжки и женски.

Но преди еволюцията на яйцеклетките и сперматозоидите, или преди половите клетки да започнат да се различават по размера и формата си, организмите не могло да бъдат класифицирани според пола си.

Същото се отнася и за много гъби, водорасли и протозои днес. Вместо полове тези видове имат размножителни типове, при които половите клетки се различават молекулярно, но не и анатомично (т.е. са изогамни). И тези размножителни типове не вървят задължително по двойки.

Да вземем за пример социалната амеба Dictyostelium discoideum, която има три размножителни типа: всеки от тях може да прави сексуален контакт с другите два типа. Coprinellus disseminatus има 143 размножителни типа и там важи същото правило.

При вида Schizophyllum commune техният брой пък е 23 000, въпреки че по-сложната размножителна стратегия на вида предполага, че не всеки тип може да се размножи с всеки друг.

И все пак повечето видове имат само два размножителни типа. В свое изследване, публикувано в Nature Ecology & Evolution, екип от биолози се опитали да установят причините, определящи колко размножителни типа ще се появят в даден вид. Според техния модел броят зависи от три екологични фактора: нивото на мутации (което създава нови типове), размера на популацията и честотата на сексуалния контакт. Тяхната работа ни дава сведения не само за биологията на такива организми, но може да ни помогне да разберем по-добре еволюцията на мъжкия и женския пол.

Много учени смятат, че размножителните типове са се появили рано в историята на живота и са служили като бариера срещу вредни за видовете поведения като близкородственото кръстосване (кръвосмешението). Ако организмът има сексуален контакт с несъвместим размножителен тип (включително своя собствен), обикновено това не води до поколение.

Отвъд това ограничение, логиката подсказва, че е от полза за видовете да имат колкото се може повече размножителни типове. При два типа само половината от популацията е приемлива като партньор за размножаване. При три пропорцията скача на 2/3 — и т.н. с увеличаването на броя на размножителните типове. Ако някаква мутация доведе по появата на нов тип, той няма да се затрудни да си намери съвместим партньор в популацията, а ще може да направи контакт с всички останали и така да се остави по-голямо поколение за по-кратко време.

"Интуитивното очакване е, че това трябва да води до все по-голям брой на размножителните типове, докато не съществуват хиляди от тях", отбелязва Джордж Констабъл пред Quanta.

Към настоящето предположенията защо броят на размножителните типове рядко достига големи размери са свързани със запазването на стабилността. Поддържането на два типа е вероятно по-добрият вариант: то позволява съществуването на по-прости и по-ефикасни мрежи за разпространението на феромони, както и на по-лесното разпределяне на органели при предаването им от родителите на поколението. Но тези теории не обхващат множество изключения.

Тогава Констабъл получил прозрение: "Осъзнах, че сме допускали, че тези видове се размножават сексуално през цялото време", споделя той. Това допускане изиграло ключова роля в предсказанията му за начина, по който популациите може да еволюират — защото през периоди без секс размножителният тип става неутрална черта: случайни събития определят превъзходството на дадени типове над останалите и изчезването на други.

Според модела големи популации, разчитащи сравнително повече на секса при размножаването си, може да поддържат по-голям брой размножителни типове, докато тези с по-малко секс не могат.

Констабъл и Кокко се зачудили колко рядко трябва да бъде сексуалното размножаване, за да обяснява два типа. Оказало се доста рядко: само веднъж на всеки няколко хиляди поколения.

Първоначално учените били неприятно изненадани от ниската честота, но когато тръгнали да търсят примери в природата, установили, че моделът им работи добре.

Амеби, гъби и други организми с два размножителни типа имат сексуални контакти сравнително рядко, избирайки през повечето време по-бързия и спестяващ повече енергия процес на асексуално размножаване. Някои видове дрожди например правят секс едва веднъж на всеки хиляда до три хиляди поколения, когато са в неблагоприятни условия на средата и "разбъркването" на гените им увеличава шансовете да развият нови полезни черти.

Същевременно видовете със стотици или хиляди размножителни типове правят доста секс. Моделът, изглежда, обяснява и други наблюдаеми сексуални прояви — като способността на някои видове да превключат размножителния си тип или да се възпроизведат с членове на собствения си тип.

Но възможно ли е моделът също да подсказва, че разбиранията ни на базата на проучвания с шепа моделови организми (като мишки, плодови мушици или E. coli) не успяват да обхванат невероятното разнообразие дори при най-основни функции в природата?

Привидно езотеричните правила, по които тези организми живеят, биха могли да ни помогнат да разберем по-добре и чертите, които намираме за познати. Според предположенията на някои учени тъй като двата размножителни типа преобладават, когато нивата на сексуално възпроизводство са ниски, то в миналото е възможно да е имало ситуации, когато е било трудно да се намери партньор. Тези условия може да са довели до отбора на специализирани, по-малки гамети (полови клетки), които могат по-лесно да стигнат до тези на другия партньор. И подобна зависимост да е поставила ранните основи на разделението между мъжкия и женския пол.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Биология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.