Miten hermafrodiittimatojen jälkeläiset eroavat toisistaan. Lisää seksin eduista tai vähemmän on parempi. Miesten tuplahinta

03.11.2019

Itsehedelmöittyvät eläimet lisääntyvät, kun muut asiat ovat samat, kaksi kertaa nopeammin kuin kaksikotiset. Miksi dioecy vallitsee luonnossa? Vastatakseen tähän kysymykseen, sukkulamatorotuja kasvatettiin keinotekoisesti. Caenorhabditis elegans, joista jotkut harjoittavat vain ristiinhedelmöitystä, toiset vain itsehedelmöitystä. Näillä matoilla tehdyt kokeet tukivat kahta hypoteesia ristihedelmöityksen eduista. Yksi etu on tehokkaampi geenipoolin puhdistaminen haitallisista mutaatioista, toinen on hyödyllisten mutaatioiden nopeutunut kertyminen, mikä auttaa väestöä sopeutumaan muuttuviin olosuhteisiin.

Miesten tuplahinta

Miksi tarvitsemme seksuaalista lisääntymistä, miksi tarvitsemme miehiä? Vastaukset näihin kysymyksiin eivät ole niin ilmeisiä kuin miltä ne saattavat näyttää.

Tunnettu evolutionisti John Maynard Smith kiinnitti kirjassaan huomion tämän ongelman vakavuuteen Seksin evoluutio(1978). Maynard Smith tarkensi paradoksia, jota hän kutsui "seksin kaksinkertaiseksi hinnaksi". Sen olemus on, että muiden asioiden ollessa samat, suvuton lisääntyminen (tai itsehedelmöitys) on täsmälleen kaksi kertaa tehokkaampaa kuin uroksilla tapahtuva ristihedelmöitys (katso kuva). Toisin sanoen miehet maksavat väestölle kohtuuttoman paljon. Niiden hylkääminen lisää välitöntä ja erittäin merkittävää lisääntymisnopeutta. Tiedämme, että puhtaasti teknisesti siirtyminen dioecysta ja ristihedelmöityksestä aseksuaaliseen lisääntymiseen tai itsehedelmöitykseen on täysin mahdollista, tästä on monia esimerkkejä sekä kasveissa että eläimissä (katso esimerkiksi: Jättiläisen Komodo-monitorin naaraat lisko lisääntyy ilman urosten osallistumista, "Elements", 26.12.2006). Siitä huolimatta aseksuaaliset rodut ja itsehedelmöittyvien hermafrodiittipopulaatiot eivät jostain syystä ole vielä syrjäyttäneet niitä, jotka lisääntyvät "tavanomaisella" tavalla, urospuolisilla.

Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?

Siitä, mitä on sanottu, seuraa, että ristiinhedelmöityksen pitäisi antaa joitakin etuja, niin merkittäviä, että ne ovat jopa suurempia kuin urosten hylkäämisen kaksinkertainen lisääntyminen. Lisäksi näiden etujen pitäisi ilmetä välittömästi, ei joskus miljoonan vuoden kuluttua. Luonnonvalinta ei välitä kaukaisista näkymistä.

Näiden etujen luonteesta on olemassa monia hypoteeseja (katso: Seksuaalisen lisääntymisen kehitys). Tarkastellaan kahta niistä. Ensimmäinen tunnetaan nimellä "Möller-räikkä" (katso: Mullerin räikkä). Räikkä on laite, jonka akseli voi pyöriä vain yhteen suuntaan. Ajatuksen ydin on, että jos aseksuaalisessa organismissa tapahtuu haitallinen mutaatio, sen jälkeläiset eivät jo pääse eroon siitä. Se siirtyy sukupolven kirouksena kaikille jälkeläisilleen ikuisesti (ellei tapahdu käänteistä mutaatiota ja sen todennäköisyys on hyvin pieni). Aseksuaalisissa organismeissa valinta voi vain hylätä kokonaisia genomeja, ei yksittäisiä geenejä.Siksi sukupolvien sarjassa aseksuaalisia organismeja voi (tietyissä olosuhteissa) jatkuvasti kerääntyä haitallisia mutaatioita.Yksi näistä ehdoista on riittävän suuri genomin koko. , muuten genomit ovat pieniä verrattuna muihin eläimiin. Ehkä siksi heillä on varaa itsehedelmöitykseen (katso alla).

Jos organismit lisääntyvät seksuaalisesti ja harjoittavat ristihedelmöitystä, yksittäiset genomit ovat jatkuvasti hajallaan ja sekoittuneet, ja uusia genomeja muodostuu aiemmin eri organismeihin kuuluneista fragmenteista. Tämän seurauksena syntyy erityinen uusi olemus, jota aseksuaalisilla organismeilla ei ole - geeniallas populaatiot. Geenit saavat mahdollisuuden lisääntyä tai lopettaa toisistaan riippumatta. Geeni, jossa on epäonnistunut mutaatio, voidaan hylätä valinnalla ja tietyn emoorganismin jäljellä olevat ("hyvät") geenit voidaan turvallisesti säilyttää populaatiossa.

Näin ollen ensimmäinen ajatus on, että seksuaalinen lisääntyminen edistää genomien puhdistamista "geneettisestä kuormituksesta", eli se auttaa pääsemään eroon jatkuvasti esiin tulevista haitallisista mutaatioista ja ehkäisemään rappeutumista (populaation yleisen kunnon heikkenemistä).

Toinen ajatus on samanlainen kuin ensimmäinen: se viittaa siihen, että seksuaalinen lisääntyminen auttaa organismeja sopeutumaan tehokkaammin muuttuviin olosuhteisiin nopeuttamalla tietyssä ympäristössä hyödyllisten mutaatioiden kertymistä. Oletetaan, että yhdellä yksilöllä on yksi hyödyllinen mutaatio, toisella on toinen. Jos nämä organismit ovat aseksuaalisia, niillä on vähän mahdollisuuksia odottaa molempien mutaatioiden yhdistymistä samaan genomiin. Seksuaalinen lisääntyminen tarjoaa tällaisen mahdollisuuden. Se tekee tehokkaasti kaikki hyödylliset mutaatiot, jotka ovat syntyneet populaatiossa "yhteisomaisuudessa". On selvää, että seksuaalisesti lisääntyvien organismien muuttuviin olosuhteisiin sopeutumisnopeuden on oltava suurempi.

Kaikki nämä teoreettiset rakenteet perustuvat kuitenkin tiettyihin oletuksiin. Matemaattisen mallinnuksen tulokset osoittavat, että ristihedelmöityksen hyödyllisyyden tai haitallisuuden aste verrattuna aseksuaaliseen lisääntymiseen tai itsehedelmöitykseen riippuu useista parametreistä. Näitä ovat väestön koko; mutaationopeus; genomin koko; mutaatioiden määrällinen jakautuminen niiden haitallisuuden/hyödyllisyyden asteen mukaan; yhden naaraan tuottamien jälkeläisten lukumäärä; valinnan tehokkuus (jäljelle jääneiden jälkeläisten määrän riippuvuus ei satunnaisista, vaan geneettisistä tekijöistä) jne. Joitakin näistä parametreista on erittäin vaikea mitata paitsi luonnollisissa myös laboratoriopopulaatioissa.

Siksi kaikki tämän tyyppiset hypoteesit eivät kaipaa niinkään teoreettisia perusteluja ja matemaattisia malleja (kaikkea tätä on jo runsaasti), vaan suoraa kokeellista todentamista. Tällaisia kokeita ei kuitenkaan ole toistaiseksi tehty paljon (Colegrave, 2002. Sex releases the speed limit on evolution // Luonto. V. 420. P. 664–666; Goddard et al., 2005. Sukupuoli lisää luonnollisen valinnan tehokkuutta kokeellisissa hiivapopulaatioissa // Luonto. V. 434. S. 636-640). Oregonin yliopiston biologien uusi tutkimus sukkulamatosta Caenorhabditis elegans, osoitti selvästi molempien harkittujen mekanismien tehokkuuden, jotka tarjoavat etua niille populaatioille, jotka eivät hylkää miehiä "kaksinkertaisesta hinnastaan" huolimatta.

Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen

Näytä kommentit (22)

Tiivistä kommentit (22)

Ihmettelen, miksi artikkelissa ei käsitellä toista melko yksinkertaista selitystä seksuaalisen lisääntymisen "työntövoimalle": selviytyminen vaikeammissa olosuhteissa vaatii enemmän maskuliinisuutta (tai "miehisyyttä", jos haluat)? Nuo. ensimmäinen strategia selviytymistaistelussa on lisätä aktiivisuutta ja voimaa, jotta pystymme kestämään vastoinkäymisiä.

Että. Mitä vaikeampaa elämä on, sitä enemmän "miehiä" urokset ovat, ja sen seurauksena sukupuoliero on sitä suurempi. No, aktiiviset urokset tietysti hedelmöittävät naaraat aktiivisemmin. Tästä syystä - ja kaksijakoisuuden vahvistuminen, tk. machon jälkeläinen on todennäköisesti itse macho.

Toinen strategia elämän vaikeuksien ratkaisemiseksi on "nainen", ts. sopeutumiskyvyn maksimointi, "sujuvuus", "geneettinen liikkuvuus". Näin voit paremmin käsitellä biologisia ja kemiallisia hyökkäyksiä.

Koska nämä strategiat ovat luonnostaan vastakkaisia (aktiivinen selviytyminen vs. passiivinen mukautuminen), niiden yhdistäminen yhdeksi (alunperin hermafrodiitti) organismiksi on kannattamatonta.

Näin ollen, jos otamme alun perin hermafrodiittipopulaation, niin pakottamalla sen jäsenet taistelemaan elämästä riittävän pitkään, saamme lopulta erillisen sukupuolipopulaation. Ja kaikki hyöty haitallisten mutaatioiden kerääntymisestä/poistamisesta on vain sivuvaikutus.

Tästä seuraa myös, että samaa sukupuolta olevien populaatioiden tulisi menestyä paremmin riittävän vakaissa tai "stressittömissä" olemassaolon olosuhteissa, joihin voidaan sopeutua "kertakaikkiaan". Jos olosuhteet muuttuvat usein arvaamattomilla tavoilla ja muutokset vaikuttavat sekä fysikaalisiin (lämpötila, paine, ruoantuotanto) että biokemiallisiin (elintarvikkeen koostumus, mikro-organismit) parametreihin, on paljon hyödyllisempää olla kahden eri strategian pitkälle erikoistuneita kantajia kuin yhtä tyyppiä. operaattorin "yleinen", mutta tehoton strategia.

Aleksanteri, voitko kumota tämän kokeen tulkinnan? Ymmärtääkseni se ei ole ristiriidassa saadun tiedon kanssa, vaan abstraktien "geneettistä hyödyllisyyttä" koskevien argumenttien sijaan se asettaa etusijalle organismin yksinkertaiset ja ymmärrettävät fenotyyppiset ominaisuudet, jotka tietysti liittyvät epäsuorasti genotyyppi.

Vastaa

Ehkä tässä on jotain, mutta "haitallisten mutaatioiden kertymisestä / eliminoinnista saatava hyöty" on todellinen mekanismi, joka ilmenee välittömästi ja suoraan, mutta sanomasi on todennäköisemmin odotettavissa, että voitto ilmenee "yhteydessä". muutama miljoona vuotta", nimenomaan tätä varten mainitsin miljoonia vuosia muistiinpanossa. Hypoteesin testaamiseksi sinun on kehitettävä se, muotoiltava se, esitettävä joitain erityisiä testattavia oletuksia; mikä tärkeintä, miten se toimii tässä ja nyt?
Ja on outoa, että näit huomautuksessa "abstraktia pohdintaa geneettisestä hyödyllisyydestä": Yritin juuri päinvastoin - siirtyä päättäväisesti pois abstraktista päättelystä, nämä mekanismit (haitallisten ja hyödyllisten mutaatioiden valikoiva "lajittelu") todella toimivat tässä ja nyt; Tässä on ilmeisesti jokin väärinkäsitys.

Vastaa
- Minun täytyy ilmeisesti selventää sanamuotoa.
  1) Minulle päättely geneettisestä hyödyllisyydestä on "abstraktia" tiukasti määritellyssä mielessä - tällä tavalla päätellen abstraktoitumme tietyistä fyysisistä/käyttäytymismekanismeista. Nämä mekanismit liittyvät varmasti geeneihin, mutta tämä suhde ei ole jäykkä ja epälineaarinen, joten kun puhumme käyttäytymisestä, emme tiedä geeneistä juuri mitään ja päinvastoin. Tässä mielessä tieto yhdestä näkökulmasta on "abstraktia" suhteessa tietoon toisesta. Toivon, että tämä sanamuoto ei aiheuta vastustusta.
  2) En hyväksy kokeen tulosten yksiselitteistä tulkintaa.
  Luin artikkelin uudelleen tarkoituksella, ja minusta näyttää siltä, että "ristikkäisyyden" korvaaminen "selviytymisstrategioiden erottamisella" ei muuta sen sisältöä, ideologiaa tai johtopäätöksiä ollenkaan. Esimerkkinä tässä on joukko "muokattuja" lainauksia:
  "Kokeen tulokset näkyvät kuvassa. Ne osoittavat selvästi, että _selviytymisstrategioiden erottelu_ on tehokas keino taistella geneettistä kuormaa vastaan [lue - taistelu selviytymistehokkuudesta]. _Mitä tehokkaampi selviytymisstrategioiden erottelu_, sitä parempi lopputulos (kuvan kaikki viivat kasvavat vasemmalta oikealle.) Keinotekoisesti lisääntynyt mutaationopeus johti kaikkien matorotujen rappeutumiseen (kuntokyvyn heikkenemiseen) lukuun ottamatta _niitä, jotka siirrettiin väkisin binaariseen selviytymisstrategiaan_ - " pakolliset risteytykset".
  "Jopa niille roduille, joissa mutageneesiä ei kiihdytetty keinotekoisesti, _eloonjäämisstrategioiden erottelun tehostaminen_ antoi etua."
  "On kummallista, että toisessa kahdesta OS-kontrollirodusta ("pakolliset itselannoitteet"), jopa ilman mutaatioiden lisääntymistä, epäonnistuminen _erotella selviytymisstrategioita tai kyvyttömyys tehdä niin_ johti rappeutumiseen (vasen laatikko kuvan ylemmässä käyräparissa sijaitsee nollan alapuolella).
  Minun ei siis tarvitse odottaa miljoonaa vuotta - tarvittavat kokeet on _jo_ tehty ja kuvattu viittaamassasi artikkelissa. Minulle riittää, että muutan yksinkertaisesti ongelmanlausunnon alkuperäistä muotoilua ja keskitän sen tiettyyn organismin ja ympäristön vuorovaikutuksen prosessiin ("selviytymisstrategia"), eikä "abstraktiin" (_tähän_vuorovaikutukseen_) ristiinmekanismiin. - lannoitus. Kaikki muu voidaan jättää ilman muutoksia - tämä artikkeli havainnollistaa ideaani täydellisesti, ikään kuin olisin itse keksinyt ja suorittanut kaikki nämä kokeet. Mutta miksi tehdä sama asia kahdesti? :))
  Muuten, esittämäni perustelujen perusteella toiseen koesarjaan liittyen voidaan tehdä konkreettinen, todennettavissa oleva ja kumottava oletus: selviytymistaistelussa vihamielisessä ympäristössä selviytymisstrategioiden binaarisuuden olisi pitänyt johtaa "naarasstrategian" aktivointi - esimerkiksi haitallisten bakteerien "sulatus", niiden muuttaminen ruoaksi, vaikkakin huonoksi, tai niihin sopeutuminen ja immuniteetin kehittäminen. Siksi tässä voidaan odottaa, että tällaisissa olosuhteissa ristihedelmöittymisen lisääntyminen ei liity urosten "urospuolisuuden" lisääntymiseen (kuten todennäköisimmin tapahtui ensimmäisessä kokeessa), vaan lisääntymiseen. naisten "naisellisuus". Tässä on vastaus kysymykseen "miten se toimii tässä ja nyt?". Artikkelissa tämä hetki ohitettiin ("Mikä matojen kokeellisten populaatioiden valitsemista vaihtoehdoista on tuntematon").
  
  Vastaa
  - Ehkä, ehkä, mutta suurin ongelma tässä on, että "ristihedelmöitys" on suoraan havaittavissa oleva tosiasia; Ristiinlannoitusaste on määrä, joka voidaan mitata tarkasti. Vaikka "selviytymisstrategioiden erottaminen" on eräänlainen tulkinta, eräänlainen hypoteesi, joka on erityisesti testattava. Loppujen lopuksi kukaan ei ole testannut tai mitannut, missä määrin madot käyttivät (tai eivät käyttäneet) tällaisen erottamisen mahdollisuutta.
    
    Vastaa
    - No, ennen artikkelissa kuvattuja kokeita ristiinhedelmöityshypoteesi oli myös vain hypoteesi. Toisaalta "selviytymisstrategioiden erottamisen" näkökulmasta siirtyminen ristiinhedelmöitykseen on luonnollinen seuraus, joten artikkelissa kuvattuja kokeita voidaan pitää kuvailemani hypoteesin epäsuorana vahvistuksena.
      Ja jos et esitä hypoteeseja, ei ole mitään tarkistettavaa.
      Tässä tapauksessa voit yksinkertaisesti toistaa artikkelissa kuvatut kokeet, mutta keskittyä ei mekaanisesti havaittaviin parametreihin (ristihedelmöitys), vaan prosessin dynamiikkaan (_kuka tarkalleen_ - "urokset" tai "naaraat" on vastuussa selviytymisestä tietyissä olosuhteissa) ja biokemia, mikä tietysti vaatii paljon aikaa vievämpiä ja herkempiä kokeita. Mutta näyttää siltä, että heidän on odotettava miljoona vuotta (tai 50 sukupolvea kokeilijoita) ...
      Teknisesti kaikki elementit tällaiseen kokeeseen ovat periaatteessa jo olemassa: sinun on kiinnitettävä moniväristen fluoresoivien proteiinien geenit geeneihin, jotka vastaavat munien ja siittiöiden synteesistä, ja sitten katsotaan, mikä väri vallitsee annettu tilanne. Jos tässä ei ole ilmeisiä eroja, voit tarttua sukupuolihormonien (kuten testosteronin ja estrogeenianalogien) synteesistä vastaaviin geeneihin.
      Minua on muuten aina kiinnostanut kysymys: mistä tiedämme, että fluoresoivien proteiinigeenien lisääminen ei muuta päägeenien tai jäljitettyjen molekyylien toimintaa? Organismi on kuitenkin melko monimutkainen järjestelmä, ja lisäämällä siihen valoproteiinin geenin, emme voi yleisesti ottaen sanoa varmasti, että uusi organismi on täysin samanlainen kuin alkuperäinen.
      
      Vastaa
      - "... ennen artikkelissa kuvattuja kokeita, ja ristiinhedelmöityksen hypoteesi oli myös vain hypoteesi ...". Tämä ei pidä paikkaansa: C. elegansin sukupuolen määritysjärjestelmä ei ole kaukana tästä artikkelista, ja Brenner tiesi, että vain urokset tarjoavat ristiinhedelmöitystä "muuntaessaan" nämä madot malliobjektiksi. Katso esim. http://wormbook.org/toc_sexdetermination.html.
        Älä hurahdu "tulkintaan". Tutkijoilla oli mielessään tietty hypoteesi ja he testasivat sen kokeessa. Jos tulos osoittautui erilaiseksi, kannattaa myöntää, että hypoteesi toimii huonosti. Jos sinulla on oma hypoteesi - kehitä kokeen suunnittelu ja suorita se: hypoteesi sanelee kokeen oman kaatumisensa, eikä päinvastoin.
        "... mistä tiedämme, että fluoresoivien proteiinigeenien lisääminen ei muuta päägeenien toimintaa ...". Mallikohteiden osalta tiedetään varmasti fluoresoivien proteiinigeenien vaikutuksen vaikutus solujen toimintaan ja organismin toimintaan kokonaisuutena. Lisäksi tämä vaikutus (sikäli kuin tiedän Drosophila-kirjallisuudesta) on kohtalaisen negatiivinen. Mutta puhumme kätevästä menetelmästä suhteellisen (!) Fitnessin yhtenäiseen määrittämiseen.
        
        Vastaa
        
        1) En oikein ymmärrä, miksi päätit, että Alexander ja minä puhuimme sukupuolen määritysjärjestelmästä. Ristihedelmöitys nähtiin keskustelussamme adaptiivisena ominaisuutena, joka edistää tehokkaampaa selviytymistä.
        Artikkelin tekijöiden kanta kiteytyi siihen, että koska sopeutuneemmilla yksilöillä oli useammin ristihedelmöitystä, niin karkeasti sanottuna vaikeammissa olosuhteissa selviytyneet yksilöt "oivaltavat", että heidän pitäisi tyhjentää geenipoolinsa. haitallisia mutaatioita ja kerätä hyödyllisiä. , ja siirtyä nopeasti ristiinhedelmöitykseen.
        Totesin, että samat tosiasiat voidaan tulkita eri tavalla - jos on olemassa kaksi sukupuoleen sidottua selviytymisstrategiaa, niin tarve taistella selviytymisen puolesta aiheuttaa näiden strategioiden aktivoitumisen ja sen seurauksena sukupuolten välisten erojen vahvistumisen, mikä itse asiassa johtaa ristiin hedelmöittymiseen.
        Tästä näkökulmasta katsottuna se, että suuntaus kohti ristiinhedelmöitystä on lisääntymässä, ei sinänsä anna yhdelle hypoteesille etua, mikä todistettiin selvästi "muokattujen" lainausten avulla. Nuo. hypoteesia, että tutkijoiden "päässä oli", EI itse asiassa todistettu - sitä EI yksinkertaisesti KIISTETTY. Itse asiassa, jos se olisi kumottu, niin julkaisua ei todennäköisesti olisi ollut - humanistisissa tieteissä he eivät pidä negatiivisesta tuloksesta. Valitettavasti en voi antaa suoraa linkkiä, mutta äskettäin uutisissa oli raportti kokeesta aiheesta "negatiivisten" tutkimusten julkaiseminen.
        2) "Tulkinnat" (eli teoreettinen analyysi) ovat juuri se, mikä erottaa nykyaikaiset eksakti- ja tekniikan tieteet humanistisista tieteistä (joihin sisältyy biologia). Koska Olen koulutukseltani insinööri, joten yritän näin ollen nähdä ilmiön takana tiukkaa teoreettista mallia, en yleistä päättelyä, vaikka ne olisivat onnistuneen kokeilun taustalla.
        3) Ehdotin koesuunnitelmaa, jonka avulla voisin testata hypoteesiani ("mies"/"naaras" -tilan aktiivisuuden osoitus fluoresoivien proteiinien avulla). Mutta koska Olen insinööri, en biologi, en voi tehdä tätä koetta. Näin ollen, vaikka hypoteesini olisi oikea ja mahdollistaisi siten paljon syvemmän ymmärryksen evoluution mekanismeista, se pysyy silti "yli laidan" hyvin pitkään - kunnes joku biologeista 50-100 vuoden aikana ei ajattele itse samaa. Ärsyttävä...
        
        Vastaa
        
        Kyse ei ole tulkinnoista. On hypoteeseja ja on testejä. Lisäksi yritetään selittää tulosten ja odotusten välistä ristiriitaa ja seuraavat ehdotukset uusien kokeiden perustamiseksi. Kokeilut eivät synny itsestään - modernit luonnontieteet (joihin kuuluvat biologia) eivät ole rakennettu induktivistiselle lähestymistavalle. (Selitä lyhyesti, miksi liitit biologian humanististen tieteiden ansioksi ja mitä jättäisit sitten luonnontieteisiin.)
        Kommenttini ristiinhedelmöityksestä (Aleksanterin sanojen lisäksi) oli tarkoitettu osoittamaan, että tämä on "suoraan" mitattavissa oleva arvo, se ei ole hypoteesi, se on tekijä. En väitä, että _mahdollisesti_ "selviytymisstrategioiden erottamisen tehostaminen" liittyy tähän tekijään. Tietyssä mielessä hypoteesi voi osoittautua tieteellisemmäksi; väärennettävämpi ja informatiivisempi. Muotoile se tarkemmin. Minusta näyttää, että 50-100 vuotta ei tarvitse odottaa: ilmaisiko Geodakyan jotain läheistä?
        Mitä tulee siihen, että negatiivisia tuloksia ei julkaista. Viittaan esimerkiksi tähän artikkeliin: http://site/news/431169. Alkuperäinen (ja laajalti hyväksytty) ajatus on, että naispuoliset feromonit toimivat lajispesifisenä houkuttimena. Tämä hypoteesi (tällaisessa suorassa muotoilussa) hylättiin, koska yksilöt, joilla ei ole "hajua", ovat houkuttelevampia kumppaneita mille tahansa miehelle, jopa eri lajille. TÄMÄN JÄLKEEN muotoiltiin vaihtoehtoinen (ja informatiivisempi) hypoteesi, jonka testaamiseen pyrittiin uusilla kokeilla. Muuten, muita alkuperäisiä hypoteeseja - enosyyttien roolista feromonien tuotannossa ja miesten feromonien roolista samaa sukupuolta olevien kontaktien estämisessä ja naisten houkuttelemisessa - ei kumottu ja ne saivat siten erittäin vahvan VAHVISTUKSEN, koska kokeiden tarkoituksena oli näiden hypoteesien syvimmät seuraukset.
        
        Vastaa
        
        1) Olen iloinen, että dialogimme "ohjautuu" rauhalliseen tieteelliseen keskusteluun.
        Hypoteesien kehittäminen ja niiden kokeellinen todentaminen on välttämätön vaihe missä tahansa tieteessä. Koko kysymys on, miten saatuja tuloksia tulkitaan ja miten ne sovitetaan jo tunnetun tiedon summaan. Siksi itse pidän luonnontieteinä niitä, joissa on menetelmiä hypoteesien generoimiseksi melko vakavalla ennustevoimalla ja kokeellisella ei-vahvistuksella (esimerkiksi vaikutuksen puuttuminen olemassa olevilla laiteparametreilla) tai negatiivinen tulos. kokeilun avulla voit tehdä uusia ennusteita, jotka kaventaa tai päinvastoin laajentaa hakualuetta. Fysiikka kuuluu varmasti sellaisiin tieteisiin; Viime aikoina myös kemia on ymmärtääkseni alkanut sopia tähän kriteeriin.
        Biologiassa (toisin kuin molekyylibiologiassa) valitettavasti ideologia on tähän asti vielä melko lähellä 1800-luvun tasoa - tässä en näe menetelmiä AINUTLAATUISEEN tulkintaan ja systematisointiin sekä jo olemassa olevasta datajoukosta että tietojoukosta. hypoteesit, joilla on suuri ennustevoima (kuten Ohmin laki tai Newtonin lait). Siksi viittaan humanistisiin tieteisiin, joilla on melko hyvin kehittyneet menetelmät tiedon keräämiseen, mutta joilla ei ole vielä kehitetty luotettavia työmenetelmiä luonnon peruslakien tunnistamiseen näiden tietojen perusteella. Jopa biologian peruslaki - evoluution laki - on kuvaava eikä sillä ole ennustusvoimaa, mikä sallii sellaisten "tulkintojen" kuin kreationismin ja älykkään luomisen olemassaolon. Sellaiset "tulkinnat" olisivat ilmeisesti kadonneet kauan sitten, jos evoluution lailla olisi sama ennustevoima kuin Ohmin lailla.
        2) "Tietyssä mielessä hypoteesi voi osoittautua tieteellisemmäksi, eli falsifioitavammaksi ja informatiivisemmaksi. Muotoilkaa se tarkemmin. Minusta näyttää siltä, että sinun ei tarvitse odottaa 50-100 vuotta: tekikö Geodakyan sano jotain läheistä?"
        Geodakyanin artikkelin tekstistä (http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC30W.HTM) päätellen hänen kantansa on todellakin melko lähellä sitä, mitä ilmaisin, mutta on myös varsin merkittäviä. näkökulma näkemys, ero. Tärkeintä on, että Geodakyan "liittää" konseptinsa ulkoiseen ympäristöön, kun taas minä yritän johtaa samat kuviot kehon toiminnan molekyyli- ja biokemiallisista mekanismeista. Loppujen lopuksi populaatio ei ole vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa (ellei puhuta bakteeripesäkkeen muodostamasta hedelmäkappaleesta), vaan jokainen organismi "itsekseen". Ja "todellisen" teorian pitäisi johtaa havaitut prosessit (populaatiodynamiikka ympäristön tilasta riippuen) juuri ERILLISEN organismin ominaisuuksista (joko mies, nainen tai hermafrodiitti), joka ei tiedä MITÄÄN muiden organismien olemassaolosta.
        Näin ollen yritän vastata kysymykseen: "Mitä ovat molekyyligeneettiset ja biokemialliset prosessit, joiden seurauksena ympäristön vaikutuksesta alun perin hermafrodiittisessa tai partenogeneettisessä organismissa taipumus seksuaaliseen dimorfismiin lisääntyy?"
        Yrittäessäni vastata tähän kysymykseen esitin oletuksen, että siirryttäessä yksisoluisista organismeista monisoluisiin organismeihin, lisääntymisen ensimmäinen "idea" oli käyttää samaa mekanismia kuin yksisoluisissa organismeissa - jakautumista tai orastumista. (Kuten kaikki tavalliset insinöörit, luonto on melko konservatiivinen eikä keksi mitään uutta ilman vakavaa syytä :)).)
        Tätä logiikkaa noudattaen voidaan olettaa, että aivan ensimmäiset monisoluiset organismit siirtyessään pois orastumisesta/jakautumisesta "keksivät" partenogeneesin, ts. "kiinni" geneettisen tiedon siirtämisen erikoistuneen rakenteen - lisääntymiselinten - taakse. Todennäköisesti tämä tapahtui jo ennen eläimiin ja kasveihin jakautumista, joten "tämän päivän" partenogeneesi on vain muisto muinaisista mekanismeista. On mahdollista, että "primaariseen partenogeneesiin" osallistui kaksi "käytännöllisesti katsoen samanarvoista" sukupuolisolua, jotka erosivat vain "hieman" toiminnaltaan.
        Samaan aikaan tärkeimmät sopeutumis-/selviytymisstrategiat - "taistelu" ja "sopeutuminen" - olivat todennäköisimmin yksisoluisten "keksimiä", mutta tietysti yleisimmässä muodossa. Pikemminkin sitä voitaisiin kutsua "yleisiksi ideoiksi" vakavien strategioiden sijaan. Toisaalta on selvää, että jossain määrin JOKAINEN yksisoluinen organismi pakotettiin olemaan molempien näiden strategioiden kantaja.
        Monisoluisten organismien muistikapasiteetti ja organisoinnin monimutkaisuus on kuitenkin paljon korkeampi kuin yksisoluisissa, joten siirryttäessä monisoluisiin organismeihin tuli mahdolliseksi ensinnäkin monimutkaista ja kehittää näitä strategioita ja toiseksi allokoida erikoistuneita "muistipankkeja" niiden varastointia varten. Kun otetaan huomioon näiden strategioiden perustavanlaatuinen merkitys selviytymiselle, ei ole yllättävää, että nämä muistipankit lopulta "sijoitettiin" luotettavimpaan paikkaan genotyypin, sukuelinten siirtymisen kannalta: "Sinä ei ehkä ole fiksu tai kaunis, mutta sinun on kyettävä selviytymään kaikissa olosuhteissa."
        Seuraava looginen askel oli hermafroditismi, ts. yritys maksimoida molempien strategioiden optimointi yhdessä organismissa. Tässä vaiheessa hedelmöityksessä mukana olevien sukusolujen väliset erot lisääntyivät, mikä johtui sukurauhasiin kiinnittyneiden selviytymisstrategioiden erojen kertymisestä. Lopulta "geneettinen optimointi" johti munien ja siittiöiden ilmaantumiseen, jotka eroavat selvästi toisistaan sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan.
        Ja viimeinen vaihe on seksuaalisen dimorfismin kiinnittäminen (ja vastaavasti selviytymisstrategioiden kantajien fenotyyppinen erottelu), aluksi tehostamalla ristikkäishedelmöitystä ja sitten populaation kiinteän jakautumisen muodossa miehiin ja naisiin. .
        Tämän mallin etuna on, että se mahdollistaa minun näkökulmastani matemaattisen mallintamisen koko edellä kuvatusta sukupuolisen jakautumisen evoluutioprosessista (alkaen yksisoluisista), sisällyttäen malliin vain muutamia yksinkertaisia ja selkeästi muotoiltuja. periaatteita.
        Toisaalta tämän mallin perusteella on mahdollista tehdä todennettavia ja kumottavia ennusteita sekä evoluution päävaiheista (joka voidaan todentaa jo tunnetun paleontologisen tiedon perusteella) että nykyisten taistelemaan pakotettujen organismien fysiologiasta. selviytymistä varten. Erityisesti, kuten aiemmin totesin, yksi ennusteista on, että erilaisten ympäristöuhkien läsnäollessa tulisi olla mukana erilaisia selviytymisstrategioita, joiden pitäisi ilmetä sukusolujen synnyttämiseen liittyvien erilaisten geneettisten mekanismien aktivoitumisena. Ja tämän puolestaan täytyisi johtaa (ainakin biokemiallisella tasolla) sukupuolierojen lisääntymiseen (alun perin hermafrodiittiorganismeissa) ja sen seurauksena ristihedelmöittymisen lisääntymiseen.
        Odotan, että oikein muotoiltuna tämä sama malli mahdollistaa myös siirtymisen ristikkäishedelmöityksestä partenogeneesiin/hermafroditismiin pitkän aikavälin suotuisissa ympäristöolosuhteissa. Tästä voidaan muuten myös vetää johtopäätös yhteiskunnan pysähtymisen ja rappeutumisen väistämättömyydestä sen liian pitkän hyvinvointijakson tapauksessa, mikä johtuu väestön "naispuolisen" komponentin vahvistumisesta. .
        3) "Koskien sitä, että negatiivisia tuloksia ei julkaista."
        Esimerkkisi ei ole kovin onnistunut - tämä on vain esimerkki "positiivisesta" tuloksesta, ts. KIELTÄMINEN (erittäin odotetun tuloksen vahvistamatta jättäminen) sekä lisäksi uuden mekanismin tunnistaminen.
        Negatiivinen tulos on, kun olet tehnyt oletuksen, joka voidaan vahvistaa TAI ei vahvistettu, mutta sitä ei vahvistettu. Tässä tapauksessa tulos olisi negatiivinen, jos ristihedelmöitys ei lisääntyisi (eikä kukaan odottanut, että sen PITÄÄ lisääntyä _olosuhteissa_, koska tälle ei ollut kokeellisia edellytyksiä, toisin kuin feromonikokeissa).
        
        Vastaa
        
        Anteeksi viivästys, en ehtinyt vastata pitkälle...
        1.1) Olen iloinen, että yhteinen ymmärrys tieteen logiikasta on hyvin lähellä sinua ja minua. Siitä huolimatta tuomio kysymyksestä "miten tulkita saatuja tuloksia ja kuinka sovittaa ne jo tunnetun tiedon summaan" tuntuu minusta hieman oudolta. Ei ole selvää, mikä on "tiedon summa"? Tarkoititko "ideamme..." vai "teoreettinen perusta"? Onko tulkinnoista kysyttävää? Sanoisin, että se tapahtuu vain paradigman muutoksen aikoina. Muun ajan vastauksen antaa olemassa oleva paradigma, joka antoi hypoteesin, että nämä kokeet on tarkoitettu testaamiseen. Jos alkuperäisen hypoteesin kumoaminen saadaan, kuten huomasit, tämä stimuloi uutta etsintä (jopa paradigman muutokseen kriisiaikoina, ts. paradigman ja "todellisuuden" kasvavaan ristiriitaisuuteen, sellaisena kuin se ilmenee meille kokeissa).
        1.2) "Biologiassa... valitettavasti tähän asti ideologia on vielä melko lähellä 1800-luvun tasoa - tässä en näe menetelmiä YLEISTÄ tulkintaa ja systematisointia sekä olemassa olevan datataulukon että hypoteesien luomiseen. suuri ennustusvoima..."
        Olen täysin samaa mieltä kanssasi ja valitan kanssasi: JOTKUT biologian alueet ovat kaukana Popperin tieteen "ihanteesta". Mutta eivät kaikki. Molekyylibiologian ja muiden solubiologian osien lisäksi ekologia nykymuodossaan, immunologia, mikrobiologia, fysiologian osat, genetiikka ja niin edelleen elävät postpositivismin periaatteiden mukaan. Monissa evoluution osissa on ilmeisiä suuria aukkoja. Lisäksi esimerkiksi kuvailevassa systematiikassa hypoteeseja ei muotoilla ollenkaan (mikä ei millään tavalla vähennä biologisen monimuotoisuuden kuvaamisen tehtävää).
        Siitä huolimatta humanistisia tieteitä kutsutaan "tieteenaloiksi, jotka tutkivat henkilöä hänen henkisen, henkisen, moraalisen, kulttuurisen ja sosiaalisen toiminnan alueella". Tämä sisältää joitain alueita, jotka toimivat tieteellisen menetelmän lakien mukaan, mutta myös monia olennaisesti metafyysisiä tieteenaloja. Joten biologian liittäminen humanistisiin tieteisiin on kyseenalaista.
        2) "Ja "todellisen" teorian pitäisi johtaa havaitut prosessit ... nimenomaan ERILLISEN organismin ominaisuuksista ..."
        Tämä lause ei ole minulle selvä:
        Mitä "todellinen" teoria tarkoittaa?
        - Entä systeemisyyden periaate?
        Yleinen tutkimuskysymyksesi on ymmärrettävä, mutta seuraava on sarja väitteitä, joilla en näe loogista yhteyttä alkuperäiseen kysymykseen. Kysymys on mekanismeista, olettamukset jalostusstrategioiden kehityksen kulusta.
        Oletusten ensimmäiseen kappaleeseen: ei ole selvää, kuinka voit testata hypoteesiasi niin kaukaisen menneisyyden organismien lisääntymisstrategioista. (Nykyaikainen materiaali ei todennäköisesti auta tässä, paitsi että levät mahdollistavat näiden sukupuolten erotteluprosessien "simuloinnin".
        Seuraavien lausuntojen muoto ei salli niiden väärentämistä. Selitä, miten ne voidaan kumota. Mitä ovat myös "yleiset ideat", "muistikapasiteetti"?
        Yleinen kommentti: Olet selkeästi määritellyt uudelleen käsitteet "partenogeneesi" ja "hermafroditismi" itsellesi. Partenogeneesissä (tavallisessa merkityksessä) tarvitaan vain yksi sukusolu. Hermafrodiiteilla (tavallisessa merkityksessä) on kahden tyyppisiä sukurauhasia ja ne tuottavat sekä siittiöitä että naarassoluja. Kuinka hermafroditismi voisi edeltää (erilaistuneiden) sukusolujen syntymistä?
        Evoluutioprosessien mallintamista koskeva kappale ei ole selkeä. Miksi mallintamista tarvitaan? Mitä oikein mallinnetaan?
        Kappale "testattavissa olevista ja kumottavissa olevista ennusteista" näyttää minusta sisältävän vain testattavia väitteitä.
        3) Odotusta "hajuttomat naaraat eivät kiinnosta miehiä" ei vahvistettu. Tutkijat olivat yllättyneitä. Heidän oli muutettava yleiskysymyksen muotoilua ja testattavaa hypoteesia.
        
        Vastaa
        
        Kiitos mielenkiintoisista kysymyksistä. Vastaus osoittautui melko laajaksi, joten sen muotoileminen vei aikaa.
        1) Väärinkäsitysten välttämiseksi jatkossa haluan korostaa, että ilmaisen tässä henkilökohtaisen näkemykseni, joka ei välttämättä ole sama kuin yleisesti hyväksytty. Jos noudatetaan tiukkaa tyyliä, tulee jokaisessa tällaisten eroavaisuuksien tapauksessa antaa termien ja määritelmien selitykset, mikä johtaa viestien määrän merkittävään kasvuun ja tekstin luettavuuden heikkenemiseen. Vuoropuhelumme on kuitenkin lähempänä vapaata (vaikkakin tieteellisesti oikeaa) keskustelua, ei tiukkaa tieteellistä julkaisua.
        Tämän vuoksi jätän tällaiset selitykset tarkoituksella pois, toisaalta toivoen, että keskustelukumppani joko pystyy itsenäisesti ymmärtämään kontekstista, miksi teen tämän tällä tavalla, tai kysyy tietyn kysymyksen, johon vastaaminen vaatii vähemmän tilaa kuin "ennakkoselitys" .
        Joten tekstini biologian "inhimillisyydestä" viittaa pikemminkin tieteiden "sisäiseen" luokitteluun niiden paradigmojen "tehokkuuden" mukaan, eikä niiden tutkimuksen kohteiden mukaan. Landau jakoi tieteet yleensä vain luonnollisiin, luonnottomiin ja luonnottomiin :))
        2) "Ei ole selvää, mikä on "tiedon summa"?"
        Minulle se on kokoelma tunnettuja tosiasioita (ensinkin tieteellisesti vahvistettuja, jos puhumme "tieteellisestä tiedon määrästä"), sekä todistettuja menetelmiä näiden tosiasioiden käsittelemiseksi ("logiikka") ja ennusteita, jotka on tehty näiden tosiasioiden ja logiikan perusteella. Ilmeisesti tämä määritelmä sisältää sekä "ideamme..." että "teoreettisen perustan", koska melko monet teoriat perustuvat "ideoihin...".
        Toisaalta olen syvästi vakuuttunut siitä, että olemme juuri paradigmojen radikaalin muutoksen vaiheessa, joka on yhtä merkittävä kuin kvanttimekaniikan ja suhteellisuusteorian tulon aiheuttama shokki. Tämä muutos liittyy elämän ja tietoisuuden kuvaamiseen fyysisinä prosesseina, ts. fysiikan "laajentaminen" biologian ja psyyken alalle.
        Ehkä menen liikaa itseäni edellä. Kertyneiden tosiasioiden ja ratkaisemattomien ongelmien painetta itse asiassa tukkivat "kaupan rajat" (ainakin samassa terminologiassa), jotka suojelevat biologiaa luotettavasti ei-biologeilta, mutta minulle tämän paradigman muutoksen tarve on ilmeinen. Minulle ei ole yhtä selvää, että tätä prosessia _pitäisi_ stimuloida tietoa, joka tulee tieteistä, jotka tutkivat elämää ja tietoisuuden ilmiöitä. Siksi minulle kysymys näiden tieteiden saamien tietojen tulkinnasta on varsin ajankohtainen - aivan kuten epäilykset näiden tieteiden olemassa olevien paradigmojen tarjoamien vastausten ehdottomasta totuudesta. Ja ollakseni rehellinen, näitä vastauksia ei tarjota kovin usein ...
        3) "- Mitä "todellinen" teoria tarkoittaa?"
        Olen samaa mieltä siitä, että "totuutta" tulee käyttää ja määritellä selkeästi merkitys. Tässä tapauksessa, tietämyksemme ja ideoidemme rajoitukset huomioon ottaen, ehdottaisin harkitsemaan "tosi" (tarkemmin "toden") teoriaa, jolla a) on suurin ennustusvoima ja b) jota ei voida väärentää perusteella. KAIKISTA tällä hetkellä olemassa olevista tiedoista ja teknisistä valmiuksista. Tässä sana "kaikki" on pohjimmiltaan tärkeä - teoria, jota ei voida väärentää sen tieteen osan paradigman perusteella, jossa se muotoiltiin (esimerkiksi biologia), voi olla ristiriidassa muiden tieteiden logiikan tai tosiasioiden kanssa (esim. esimerkiksi fysiikka tai kybernetiikka).
        4) Kysymys esittämäni "evolutionaarisen" hypoteesin väärentämisen mahdollisuudesta on luultavasti mielenkiintoisin. Täällä törmäämme ajoittain "insinöörin" ja "biologin" lähestymistapojen eroihin, ja kestää jonkin aikaa, ennen kuin nämä lähestymistavat saadaan yhteiseksi nimittäjäksi.
        Kuvaukseni seksuaalisen erilaistumisen evoluutioprosessista on pikemminkin vastaus kysymykseen "mitä minä olisin tehnyt Geodakyanin sijassa?", koska ensinnäkin olemme koskettaneet hänen töitään, ja toiseksi hän on kerännyt varsin mielenkiintoisia asioita. aineistoa, josta ei kuitenkaan mielestäni ole tehty riittävän täydellisiä johtopäätöksiä.
        Insinöörinä, kun yritän ymmärtää tietyn funktion toimintaa havaitussa järjestelmässä, yritän jäljittää funktion kehitystä sen yksinkertaisimmasta toteutuksesta nykyiseen, aivan kuten se havaitaan esimerkiksi järjestelmän kehityksessä. autot, tietokoneet ja ohjelmat. Jos onnistun rakentamaan mallin funktion kehityksestä, joka selittäisi sen läsnäolon järjestelmässä "aikojen alusta" nykypäivään, ymmärrän paljon paremmin sen nykyisen ilmentymisen logiikan ja kenties tehdä ennusteita. sen ilmenemismuodoista eri olosuhteissa. Siksi yritin jäljittää koko prosessia, alkaen yksisoluisista. Jos saan toimivan ja tosiasiallisen mallin näiden hypoteettisten ympäristön vuorovaikutuksen "strategioiden" kehitykselle, voin sitten tehdä ennusteita tämän mallin perusteella ja testata niitä kokeellisesti.
        On selvää, että tällaisen "evoluutiomallin" kokeellinen todentaminen "tyhjästä" on pohjimmiltaan mahdotonta - yhtäkään nykyaikaamme tullutta organismia ei voida pitää "primääristen yksisoluisten organismien" analogina. Siksi kokeellinen verifiointi on mahdollista vain jostain evoluution vaiheesta alkaen, mutta ei "tyhjästä". Jollain tapaa tämä on analogista kyvyttömyyteen ymmärtää, mitä tapahtui heti alkuräjähdyksen alkamisen jälkeen. Mutta tunnistamalla evoluutiovaiheen, josta voimme yrittää väärentää mallia, saamme melko vankan maaperän jalkojemme alle.
        Viime kädessä ehdottamani malli seksuaalisen dimorfismin kehityksestä on melko populaatiogeneettinen. Nuo. voimme luoda jonkin matemaattisen mallin populaatiosta, jota edustavat soluautomaatit ja joka jäljittelee "primaaristen yksisoluisten" käyttäytymistä, ja sitten yrittää jäljittää näiden yksisoluisten kehitystä monisoluisiksi tutkien samalla sukupuolista erilaistumista. Itse asiassa tällaisessa mallissa olemme kiinnostuneita populaation geenitransformaatioiden dynamiikasta ja näiden geenien kantajien vuorovaikutuksesta ympäristön kanssa.
        Tällainen malli ei varmasti sovellu vertailtaviksi tiettyihin paleontologisiin tai biologisiin tietoihin (eli sitä on mahdotonta väärentää ainakaan näiden tietojen perusteella), mutta sen käyttäytymisen havainnointi voi antaa tietoa väärennettävien hypoteesien muodostamiseen, jotka ovat jo sidoksissa tutkimukseen. "biologinen todellisuus" ja niiden kokeellinen todentaminen.
        Erityisesti ottaen huomioon, että "kaikki nykyaikaiset monisoluiset organismit jakautuvat kehityksensä aikana ennemmin tai myöhemmin generatiiviseen osaan (sukupuolisolut) ja somaattiseen osaan, joista kaikki muut elimet kehittyvät (http://ru.wikipedia). .org/wiki/Gonotsit) ", voimme odottaa, että ennemmin tai myöhemmin samanlainen mekanismi ilmestyy myös "oikeaan" solukkoautomaattimalliin, koska se on tekniikan näkökulmasta luonnollisinta: ensin "solujoukon" olisi pitänyt vain hankkia kyky lisääntyä yhtenä kokonaisuutena, ja sitten oli jo mahdollista miettiä, kuinka tämä täydentää ja rakentaa. "yhtenäinen kokonaisuus".
        "Yleiset ideat" - algoritmin metaforinen kuvaus, joka on muotoiltu kaikkein yleisimmässä, primitiivisimmässä muodossa. Esimerkiksi "vältä epämiellyttäviä tuntemuksia" tai "pyrkikää sinne, missä on miellyttävää". Tämä muotoilu ei määrittele mitä "välttää" tai "pyrkiä" on, ja oletetaan, että "tunne" on jotain tiettyä, mutta ei formalisoitua. Älä unohda, että tässä puhumme "ensisijaisesta yksisoluisesta", ja algoritmin sanamuoto on "sopeutunut" niiden "sisäiseen tilaan".
        Esimerkiksi fototropismin "yleinen idea" "primaarisen yksisoluisen" tasolla voidaan muotoilla "mitä kevyempi sen parempi". Monisoluisessa organismissa fototropismin toteutuminen johtaa melko monimutkaisten prosessien sarjaan, joista jokainen on kuvattu omalla algoritmillaan. Näin ollen "muistikapasiteetti" on kehon kyky tallentaa tällainen riittävän yksityiskohtainen "toimintasuunnitelma".
        5) Olen samaa mieltä, en puhunut aivan oikein partenogeneesistä. Puhuessani "kahdesta solusta" minulla oli jo mielessä siirtymävaihe biseksuaaliseen lisääntymiseen. Aivan ensimmäisissä vaiheissa prosessi piti aloittaa yhden solun jakamisesta, ts. "mahdollisimman lähellä" sitä, mitä yksisoluisella kantasolulla oli.
        Ajatus kahdesta "melkein identtisestä" solusta perustuu seuraaviin tietoihin: "Partenogeneesi Komodo-monitoriliskoissa on mahdollista, koska oogeneesiin liittyy polosyytin (polaarinen kappale), joka sisältää kaksoiskappaleen munan DNA:sta. polosyytti ei kuole ja toimii siittiönä muuttaen munasolun alkioksi. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Parthenogenesis)"
        Nuo. voidaan olettaa, että hermafroditismiin siirtymisen aikana partenogeneesi oli alun perin täysin "yksisoluista", sitten jossain vaiheessa ensimmäisen tai toisen jakautumisen vaiheessa tapahtuneen mutaation seurauksena tytärsolujen välille syntyi toiminnallinen ero. joista oli enemmän "naispuolista" ja toinen - - "maskuliinisempaa". Ja sitten tämä ero oli geneettisesti kiinnitetty siinä määrin, että koko organismin kehityksen "aloitus" tuli mahdottomaksi ilman sukusolujen "keskinäistä aktivointia". Todennäköisesti saman prosessin aikana muodostui meioosin mekanismi.
        Rehellisesti sanottuna en oikein osaa esittää yllä olevaa väärennettävänä _biologisesti_ hypoteesina. Olen melko varma, että tällaisia solukkoalgoritmeja on mahdollista rakentaa...
        
        b) Huomaamme, että jonkun (sinun tai minun) lähestymistapa on leveämpi ja "absorboi" vastustajan lähestymistavan. Silloin meidän on tiedemiehinä joko hyväksyttävä laajempi lähestymistapa ja hylättävä suppeampi tai kerrottava selkeästi syyt, miksi laajempaa lähestymistapaa ei tarvita (esim. tarpeeton) tietyssä kontekstissa. Esimerkiksi Maata ei ole järkevää pitää monimutkaisena järjestelmänä, jos tutkimme sen liikettä kiertoradalla. Riittää, kun edustaa sitä materiaalina.
        c) Tulemme huomaamaan, että lähestymistavat täydentävät toisiaan. Sitten meidän tiedemiehinä on selkeästi muotoiltava yhteenveto (laajempi) lähestymistapa, joka yhdistäisi molempia, ja hyväksyttävä se.
        Tästä näkökulmasta paras toimintatapa on perustellusti kritisoida "mitä et pidä". Sen avulla voit nopeasti ymmärtää, minkä skenaarioiden kanssa olemme tekemisissä.
        2) Alexanderilla on melko suuri teksti, kestää jonkin aikaa tajuta se. Kiitos linkistä.
        
        Vastaa
        
        Olen nyt yllättynyt huomatessani, että noin puolet edellisestä kirjeestäni leikattiin pois. Näyttää siltä, että viestin pituudella on raja, josta en tiennyt. Siksi lähetän tekstin toisen puolen.
        =============================
        Rehellisesti sanottuna en oikein osaa esittää yllä olevaa väärennettävänä _biologisesti_ hypoteesina. Olen melkein varma, että on mahdollista rakentaa soluautomaattialgoritmeja, jotka osoittavat edellä kuvatut evoluution vaiheet. Mutta biologille tämä ei ole todiste, vaan esimerkki. Vaikka algoritmisesta näkökulmasta katsottuna, tämä on suora todiste tällaisen evoluutioprosessin olemassaolosta (ainakin soluautomaattien ympäristössä).
        Tässä kohtaamme evoluutiobiologian perustavanlaatuisen ongelman - se käsittelee pohjimmiltaan kaoottisia (matemaattisessa mielessä) järjestelmiä (yksisoluisista biosfääriin). Ja sellaisille järjestelmille ei ole olemassa sellaista asiaa kuin "toiminnan ainutlaatuisuus" ja vastaavasti evoluution "ainutlaatuisuus". Siksi minun näkökulmastani biologit pitävät kiinni tilastoista niin paljon - se antaa heille mahdollisuuden puhua enemmän tai vähemmän luottavaisesti "mitä on", koska. on käytännössä mahdotonta puhua siitä, mitä "voi olla" kaoottisessa järjestelmässä, jossa on suuri määrä vapausasteita - "kaikki voi olla" siellä.
        Toinen ongelma on, että muistaakseni kaoottisen järjestelmän nykytila on käytännössä riippumaton sen esihistoriasta. Nuo. on äärettömän monia tapoja, joilla järjestelmä voi tulla tiettyyn tilaan, eikä sen jatkokehitys riipu siitä, millä tavalla se on joutunut tähän tilaan. Siksi evoluutiobiologiassa sekä "menneisyyden ennusteet" että "tulevaisuuden ennusteet" ovat mahdottomia, vaan vain lyhyen aikavälin lineaarisia ekstrapolaatioita.
        6) "Kuinka hermafroditismi voisi edeltää (erilaistuneiden) sukusolujen ilmaantumista?"
        Ehdotan, että se joko ilmestyi tämän erilaistumisen aivan ensimmäisenä seurauksena tai samanaikaisesti sen kanssa.
        Logiikka tässä on seuraava: uusi rakenne syntyy uuden funktion "suunnittelun" seurauksena. Lisäksi aluksi tämä "uusi" toiminto suoritetaan jo olemassa olevien rakenteiden perusteella. Nuo. Ensin ilmaantuu ympäristön kemiallisen koostumuksen erottamistoiminto (esimerkiksi kalvosoluproteiinien perusteella, jotka voisivat suorittaa myös motorista toimintaa), ja vasta sitten ilmaantuvat erikoistuneet reseptoriproteiinit ja (monisoluisissa organismeissa) rakenteet, jotka pelata "kielen" ja "nenän" roolia.
        Näin ollen, kun puhutaan dimorfismin muodostumisprosessista, voidaan olettaa, että alun perin partenogeneettisessä organismissa sukusolun jakautuminen kahteen toiminnallisesti erilaiseen "puolikkaaseen" ilmestyi ensin ja muuttui kiinteäksi (joka ei vaatinut "tukea" erityisiltä rakenteet), ja kun sitten ilmaantui tarve näiden "puoliskojen" "sukupolvelle" itsenäisesti, ilmaantui sellaiseen luomiseen "erikoistuvia" rakenteita.
        Voi myös hyvinkin käydä ilmi, että itse asiassa "erittäin ensimmäinen" hermafrodiitti oli vain partenogeneettinen mutantti, jolla oli kaksi alun perin identtistä sukurauhasta - jotain kaksipäistä. Hänen partenogeneettisyydestään johtuen kaikilla hänen jälkeläisillä oli myös samanlainen ruumiinrakenne. Ja kun näitä jälkeläisiä oli tarpeeksi evoluutioprosessin aloittamiseksi, alkoi sukurauhasten "erikoistuminen", jonka seurauksena ilmaantuivat sukusolut ja "täysarvoiset" hermafrodiitit.
        Jälleen kerran, en ymmärrä, kuinka yllä olevat oletukset voidaan väärentää. Helpoin ja nopein tapa on esittää faktoja, jotka eivät ole samaa mieltä hypoteesin kanssa. Ollakseni rehellinen, odotan sinulta (olettaen ammattibiologilta) riittävän tietopohjan joko osoittamaan välittömästi näiden oletusten virheellisyyden (kuten partenogeneesin tapauksessa) tai ainakin selittämään lyhyesti, miksi "biologinen" väärentäminen näistä väitteistä on vaikeaa tai mahdotonta. Sen jälkeen voitaisiin yrittää kaventaa tai muuttaa sanamuotoa väärentämisen mahdollistamiseksi. Insinöörinä ja ohjelmoijana ainoa tapa "pidä mielessäni" on rakentaa soluautomaattien muotoinen malli, joka perustuu hyvin määriteltyihin periaatteisiin ja joka osoittaisi odotetun käyttäytymisen. Mutta biologille tämä ei välttämättä merkitse mitään.
        Tällaisen "automaattisen" mallin yksiselitteinen väärentäminen on tiukka todiste tällaisten algoritmien (kiinteillä perusperiaatteilla) rakentamisen mahdottomuudesta. Nuo. muodollisesti se on tieteellinen hypoteesi. Tämä on kuitenkin tuskin mahdollista toteuttaa mallin pohjimmiltaan heuristisen luonteen vuoksi. Kokeessa käytettyjen tiettyjen mallien toimimattomuus ei voi olla tiukka todiste väärentämisestä - aina voidaan sanoa, että kokeen lähtöolosuhteet olivat huonosti valittuja tai algoritmit eivät olleet tarpeeksi tehokkaita.
        Itse asiassa, mitä enemmän ajattelen tätä aihetta, sitä enemmän tulen siihen johtopäätökseen, että evoluution falsifioitavuuden kriteeri ei todennäköisesti päde. Nuo. osoittautuu, että tässä on paljon helpompi todistaa kokeellisesti hypoteesi kuin tarjota yksiselitteinen tapa väärentää se. Kutsuisin sitä "kaoottisten järjestelmien kiroukseksi" analogisesti "ulottuvuuden kirouksen" kanssa, joka syntyy melko monimutkaisten ongelmien analysoinnissa ja mallintamisessa.
        7) Mitä tulee sukupuoleen liittyvien "käyttäytymisstrategioiden" testaamiseen, ehdotin alusta alkaen kokeilua sen vahvistamiseksi tai kumoamiseksi (eloonjäämisestä taistelevien matojen kehon biokemiallisten muutosten visualisointi).
        Alkuhypoteesi on, että esteet ylittävien matojen joukossa on joko aluksi riittävän suuri prosenttiosuus "urospuolisia" yksilöitä tai esteen ylittämisen seurauksena ilmenee siirtymä "urospuoliselle". Ensimmäisessä tapauksessa näemme joko heti, että kiipeilijöiden joukossa on melko suuri prosenttiosuus "mies" tai "maskuliinisuus" lisääntyy "maratonin" jälkeen. Toisaalta oletetaan, että ympäristöön sopeutumiseen liittyvät olosuhteet siirtyvät "naisellisen" puolelle. Vaihtoehtoisesti yhden tai molempien kokeiden voidaan odottaa lisäävän samanaikaisesti molempia taipumuksia ("mies" ja "naaras").
        Jos koe vahvistaa nämä ennusteet, niin "kaksi strategiaa" -hypoteesia voidaan pitää todistettuna. Jos mikään niistä ei ole perusteltu, tätä hypoteesia voidaan pitää falsifioituna. Jos molemmissa tapauksissa tapahtuu muutos vain yhteen suuntaan ("mies" tai "nainen"), tämä on myös alkuperäisen hypoteesin väärentäminen, mutta antaa meille mahdollisuuden muotoilla uusi.
        Ehkä tämä on konkreettisin ja väärennettävin oletus, mutta en silti ymmärrä, mistä tarkalleen ottaen arvostelet häntä. Minun näkökulmastani kaikki on määritelty melko selkeästi.
        
        Vastaa
        
        Katsoin Alexanderin muistiinpanoja.
        Toki siellä annetut tiedot ovat mielenkiintoisia. En tiennyt, että on olemassa yksisoluisia, joilla on niin ainutlaatuisia ominaisuuksia.
        Minulle Protozoon on klassinen esimerkki automaatiomallista, jossa saatujen organismien monimuotoisuus rakennetaan yksinkertaisten alkusääntöjen pohjalta. Voin vain olla iloinen, että biologeilla on sellainen "soluautomaatti", jolla he voivat pelata "Lifeä" (soluautomaattien peli) livenä. Tuli mielenkiintoinen sanaleikki :)
        Nyt, kun tiedät säännöt, joilla tämä automaatti toimii, voit täydentää ja laajentaa niitä ja saada näin paljon muita mahdollisia vaihtoehtoja elämänmuodoille. Lisäksi tätä ei tarvitse tehdä edes koeputkessa - sääntöjen yksinkertaisuuden vuoksi kaikki voidaan tehdä koneella.
        Mutta emme puhu tästä. Kyllä, tällainen malli voi hyvinkin sopia kuvaamaan siirtymistä yksisoluisesta monisoluiseen (ja sitten, jos kudosten erilaistumiselle luodaan uskottavia sääntöjä!). Mutta minun näkökulmastani sillä ei ole mitään tekemistä vuoropuhelumme aiheen - seksuaalisen dimorfismin syntymisen kanssa.
        Muuten, minulle ei ole täysin selvää, kuinka sukusolujen fuusio tapahtuu protozoonissa; tämä prosessi on hyödyllinen vain suotuisissa olosuhteissa, kun sukusoluja on paljon ja niiden yhdistymisen todennäköisyys asettumisen aikana on melko korkea. Jako meioosilla epäsuotuisissa olosuhteissa on todennäköisesti seurausta algoritmin primitiivisyydestä (yksilöllisyydestä).
        Toisaalta tällä yksittäisellä solulla on JO meioosimekanismi. Minun on erittäin vaikea sanoa mitään, mutta minun näkökulmastani tämä mekanismi on "liian kehittynyt" ensisijaiselle yksisoluiselle. Vaikka on täysin mahdollista, että ensimmäisillä yksisoluisilla organismeilla oli yksi sarja kromosomeja, ja sitten ilmestyi meioosi tällaisten solujen fuusion seurauksena ja vasta sitten - mitoosi "yhteisjakautumana" ilman "puolittumista". kromosomimateriaalia.
        Sanokoon mitä tahansa, mutta jos puhumme "kahdesta strategiasta", joilla vuoropuhelumme alkoi, minun on myönnettävä, että meioosin mekanismin pitäisi olla läheisesti yhteydessä niihin. Siksi on täysin mahdollista, että "strategioiden erottamisen" edellytykset ilmestyivät muinaisissa yksisoluisissa organismeissa.
        Siitä huolimatta, jos katsot seksuaalisen dimorfismin "ontogeneesisuunnitelmaani", huomaat mitä todennäköisimmin, että Aleksanterin materiaali ei ole ristiriidassa sen kanssa eikä ole sen kanssa "päällekkäinen". Se viittaa vain siirtymävaiheeseen yksisoluisesta monisoluiseen ja antaa meille mahdollisuuden esittää tämä vaihe yksityiskohtaisemmin. Alkukysymys - korreloiko tarve taistella selviytymisen puolesta sukupuolisääntelyyn liittyvien geneettisten ja biokemiallisten mekanismien kanssa - jää kuitenkin avoimeksi.
        
        Vastaa

Biseksuaalisessa lisääntymisessä miehillä on merkittävä etu naaraisiin ja hermafrodiitteihin verrattuna. Siksi, jos tällainen mutaatio on syntynyt, se todennäköisesti saa jalansijaa populaatiossa.
Ehkä yksittäisten urosten läsnäollessa on kannattavampaa olla naaras kuin hermafrodiitit.

Vastaa

Kirjoita kommentti

Ainoastaan siirtyminen genominlaajuiseen keskinäiseen geneettiseen vaihtoon voi saada aikaan intensiivisen organismien välisen rekombinaation evoluutionaalisesti vakaa, eli suojattu itsekkäiltä alleeleilta, kuten tr−. Näin uskomme tapahtuneen muinaisissa eukaryooteissa.

Välilinkki matkalla HGT:stä amfimiksiin voisi olla keskinäinen konjugaatio sytoplasmisten siltojen muodostuminen ja kahden solun genomisen DNA:n rekombinaatio ( Gross, Bhattacharya, 2010). Jotain tällaisen välituotteen kaltaista, nimittäin konjugaatiota sytoplasmisten siltojen muodostumisen kanssa, genomisen DNA:n siirtoa ja mahdollisuutta, että jokainen solu voi olla sekä luovuttaja että vastaanottaja, löydettiin halofiilisistä (suolaa rakastavista) arkeista. Haloferax (Halobacterium) volcanii (Rosenshine et ai., 1989; Ortenberg et ai., 1998).

Joten eukaryoottien seksuaalinen lisääntyminen ei ehkä ole vain analogi, vaan prokaryoottisen sukupuolen suora perillinen.

Maksaa seksistä tai kaksinkertainen miesten hinta

Olemme havainneet, että seksi on erittäin hyödyllistä elämää varten. Hän on vakauden tae epävakaassa maailmassamme. Mutta kuten tiedät, ilmainen juusto on vain hiirenloukussa. Kuinka elävät olennot maksavat kyvystään sopeutua nopeasti?

Mikrobit, jotka ajoittain vaihtavat muutamia geenejä naapurilta lainattuja kopioita varten, saattavat maksaa vähän seksistä. Varsinkin kun ottaa huomioon, että komplementaarisuuteen perustuva homologisen rekombinaation mekanismi vähentää riskiä, että genomiin joutuu jotain täysin sopimatonta, ja lisäbonuksena on mahdollisuus käyttää jonkun muun DNA:ta yksinkertaisesti ruoana. Hinta on alhainen, mutta hyöty tällaisesta seksistä on pieni. Se on korkeampi amfistisissa, kaksikotisissa organismeissa. Mutta he myös maksavat paljon enemmän seksistä. Miehistä joutuu maksamaan, ja hinta tuplaantuu.

Lopputulos on, että muiden asioiden ollessa samat, aseksuaalinen klooninen lisääntyminen (tai itsehedelmöitys) on täsmälleen kaksi kertaa tehokkaampaa kuin uroksilla tapahtuva ristihedelmöitys (katso kuva). Tunnettu evolutionisti John Maynard Smith (1920–2004) pohti tätä ongelmaa kirjassaan. Seksin evoluutio (1978).

Kaavio, joka havainnollistaa "miesten kaksinkertaista hintaa". Kaksikotisissa organismeissa puolet jokaisen naaraan jälkeläisistä on miehiä, jotka eivät itse voi tuottaa jälkeläisiä. Aseksuaalisessa lisääntymisessä kaikki jälkeläiset koostuvat naaraista (itsehedelmöittyessä itseään lisääntyvistä hermafrodiiteista). Siksi, ceteris paribus, lisääntyminen ilman urosten osallistumista on kaksi kertaa tehokkaampaa kuin miehillä. Kuvassa on tilanne, jossa jokainen naaras tuottaa tasan kaksi jälkeläistä.

Osoittautuu, että miehet maksavat väestölle kohtuuttoman kalliita. Niiden hylkääminen lisää merkittävästi lisääntymisnopeutta. Tiedämme jo, että siirtyminen dioecysta ja ristihedelmöityksestä aseksuaaliseen lisääntymiseen tai itsehedelmöitykseen on teknisesti täysin mahdollista. Tästä on monia esimerkkejä sekä kasveissa että eläimissä. Aseksuaaliset rodut ja itsehedelmöittyvien hermafrodiittipopulaatiot eivät kuitenkaan jostain syystä ole vielä syrjäyttäneet niitä, jotka lisääntyvät "tavanomaisella" tavalla, urospuolisilla.

Tästä seuraa, että seksin yleensä (ja erityisesti erisukupuolisen seksin) pitäisi tarjota niin tärkeitä etuja, että ne kattavat jopa kaksinkertaisen lisääntymistehokkuuden menetyksen. Lisäksi näiden etujen pitäisi ilmaantua nopeasti, ei joskus miljoonan vuoden kuluttua. Luonnonvalinta ei taaskaan välitä pitkän aikavälin näkymistä.

Enemmän seksin eduista tai paremmin vähemmän on enemmän

Ajatellaanpa esimerkkiä, joka osoittaa, että sukupuolesta saatava hyöty kaksikotisissa organismeissa on edelleen suurempi kuin kaksinkertainen jälkeläisten lukumäärän menetys. Tällainen esimerkki on valittava erityisen huolellisesti, koska hyvä kontrolli. Tässä tapauksessa tarvitaan kaksi organismiryhmää (kaksi populaatiota), jotka ovat identtisiä kaikessa paitsi yhdessä - kyvyssä harrastaa seksiä. Ja biologit onnistuivat luomaan sellaisia populaatioita.

Biologit Oregonin yliopistosta ( Morran ym., 2009) työskenteli meille jo tutun madon kanssa C.elegans. Nämä kauniit eläimet, aivan kuin tarkoituksella, luotiin testaamaan hypoteeseja seksin hyödyistä. Kuten muistamme, heillä ei ole naisia. Populaatiot koostuvat miehistä ja hermafrodiiteista, joista jälkimmäisiä on enemmän. Hermafrodiitit tuottavat siittiöitä ja munasoluja ja voivat lisääntyä ilman apua itsehedelmöityksellä. Urokset tuottavat vain siittiöitä ja voivat hedelmöittää hermafrodiitteja. Itsehedelmöityksen seurauksena syntyy vain hermafrodiitteja. Ristihedelmöityksessä puolet jälkeläisistä on hermafrodiitteja, puolet miehiä. Ristihedelmöityksen esiintymistiheys populaatioissa C.elegans ei yleensä ylitä muutamaa prosenttia. Tämän taajuuden määrittämiseksi sinun ei tarvitse seurata matojen intiimiä elämää - riittää, kun tiedät miesten prosenttiosuuden väestöstä.

Sukulamadoissa Caenorhabditis elegans ei naaraat, vain miehet(ylös) ja hermafrodiitit(alhaalla) . Hermafrodiitit voidaan erottaa ohuesta pitkästä hännästä.

On syytä selventää, että itsehedelmöitys ei ole täsmälleen sama kuin suvuton (klonaalinen) lisääntyminen, mutta erot niiden välillä katoavat nopeasti sarjassa itsehedelmöittyviä sukupolvia. Sen jälkeen jälkeläiset lakkaavat eroamasta geneettisesti vanhemmista, aivan kuten kloonaalisessa lisääntymisessä.

klo C.elegans mutaatioiden tiedetään vaikuttavan ristihedelmöityksen tiheyteen. Yksi heistä, xol-1, on tappava miehille ja johtaa tehokkaasti siihen, että populaatioon jää vain hermafrodiitit. Toinen sumu-2, riistää hermafrodiiteilta kyvyn tuottaa siittiöitä ja tekee niistä itse asiassa naaraita. Populaatiosta, jossa kaikilla yksilöillä on tämä mutaatio, tulee normaali erillinen populaatio, kuten useimmissa eläimissä.

Koejärjestelyn kaavio. Jokaisen uuden sukupolven nuoret madot asetetaan kupin vasempaan puoliskoon(valkoinen ympyrä) . Ruoan luokse(harmaa soikea) , heidän on voitettava este. Heikot yksilöt, jotka ovat ylikuormitettuja haitallisilla mutaatioilla, eivät selviä tästä tehtävästä. From Morran ym., 2009.

Kirjoittajat kasvattivat klassisilla menetelmillä (risteyttämällä, ei geenitekniikalla) kahta matorotua, joilla oli lähes identtiset genomit, jotka eroavat vain mutaatioiden esiintymisen suhteen. xol-1 ja sumu-2. Ensimmäisessä rodussa oli mutaatio xol-1 ja sukkulamatot lisääntyvät vain itsehedelmöityksellä. Toisessa oli mutaatio sumu-2, joten nämä madot lisääntyvät vain ristiinhedelmöityksellä. Jokaisen rodun mukana oli kolmas, jossa ei ollut molempia mutaatioita (villityyppi, DT). DT:ssä ristihedelmöityksen taajuus on noin 5 %. Seuraavat kaksi koesarjaa suoritettiin näillä kolmioilla.

Ensimmäisessä sarjassa testasi hypoteesia, että ristiinhedelmöitys auttaa pääsemään eroon haitallisista mutaatioista. Kokeilu kesti 50 sukupolvea (madot tietenkin, eivät kokeilijoita). Jokainen matojen sukupolvi altistui kemialliselle mutageenille, etyylimetaanisulfonaatille. Tämä nelinkertaisti mutaationopeuden. Nuoret eläimet asetettiin petrimaljaan, joka jaettiin kahtia pienistä tiileistä koostuvalla esteellä (katso kuva), ja madot asetettiin maljan toiseen puoliskoon ja niiden ruoka (bakteerit) E. coli) oli toisella puoliskolla. Näin ollen, jotta madot pääsisivät ruokaan ja heillä olisi mahdollisuus selviytyä ja jättää jälkeläisiä, niiden oli voitettava este. Näin kokeen tekijät ovat lisänneet puhdistusvalinnan tehokkuutta, mikä karsii pois haitallisia mutaatioita. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa valintatehokkuus on alhainen, koska matoja ympäröi ravinto joka puolelta. Tämä mahdollistaa jopa erittäin heikot eläimet, jotka ovat ylikuormitettuja haitallisilla mutaatioilla, selviytyä. Uudessa kokeellisessa asetelmassa tämä tasaus lopetettiin. Seinän voittamiseksi madon on oltava terve ja vahva.

Matoilla tehdyt kokeet osoittivat, että urokset ovat hyödyllisiä
Caenorhabditis elegans -sukkulamadoilla ei ole naaraita, vain uroksia (vasemmalla) ja hermafrodiitteja (oikealla). Hermafrodiitit voidaan erottaa ohuesta pitkästä hännästä. Kuvia osoitteesta www.nematodes.org - sukkulamatojen ja laiminlyödyn genomiikan koti Blaxter Labissa ja KiwiCrossingissa
Itsehedelmöittyvät eläimet lisääntyvät, kun muut asiat ovat samat, kaksi kertaa nopeammin kuin kaksikotiset. Miksi dioecy vallitsee luonnossa? Vastatakseen tähän kysymykseen, Caenorhabditis elegans -sukkulamadot kasvatettiin keinotekoisesti, joista osa harjoittaa vain ristiinhedelmöitystä, toiset vain itsehedelmöitystä. Näillä matoilla tehdyt kokeet tukivat kahta hypoteesia ristihedelmöityksen eduista. Yksi etu on tehokkaampi geenipoolin puhdistaminen haitallisista mutaatioista, toinen on hyödyllisten mutaatioiden nopeutunut kertyminen, mikä auttaa väestöä sopeutumaan muuttuviin olosuhteisiin.
Miesten tuplahinta
Miksi tarvitsemme seksuaalista lisääntymistä, miksi tarvitsemme miehiä? Vastaukset näihin kysymyksiin eivät ole niin ilmeisiä kuin miltä ne saattavat näyttää.
Kaavio, joka havainnollistaa "seksin kaksinkertaista hintaa" (tai "miesten tuplahintaa"). Kaksikotisissa organismeissa puolet jokaisen naaraan jälkeläisistä on miehiä, jotka eivät itse voi tuottaa jälkeläisiä. Aseksuaalisessa lisääntymisessä kaikki jälkeläiset koostuvat naaraista (itsehedelmöittyessä itseään lisääntyvistä hermafrodiiteista). Siksi, ceteris paribus, lisääntyminen ilman urosten osallistumista on kaksi kertaa tehokkaampaa kuin miehillä. Kuvassa on tilanne, jossa jokainen naaras tuottaa tasan kaksi jälkeläistä. Kuva osoitteesta en.wikipedia.org
Tunnettu evolutionisti John Maynard Smith kiinnitti huomion tämän ongelman vakavuuteen kirjassaan The Evolution of Sex (1978). Maynard Smith tarkensi paradoksia, jota hän kutsui "seksin kaksinkertaiseksi hinnaksi". Sen olemus on, että muiden asioiden ollessa samat, suvuton lisääntyminen (tai itsehedelmöitys) on täsmälleen kaksi kertaa tehokkaampaa kuin uroksilla tapahtuva ristihedelmöitys (katso kuva). Toisin sanoen miehet maksavat väestölle kohtuuttoman paljon. Niiden hylkääminen lisää välitöntä ja erittäin merkittävää lisääntymisnopeutta. Tiedämme, että puhtaasti teknisesti siirtyminen dioecysta ja ristihedelmöityksestä suvuttomaan lisääntymiseen tai itsehedelmöitykseen on täysin mahdollista, tästä on monia esimerkkejä sekä kasveissa että eläimissä. Siitä huolimatta aseksuaaliset rodut ja itsehedelmöittyvien hermafrodiittipopulaatiot eivät jostain syystä ole vielä syrjäyttäneet niitä, jotka lisääntyvät "tavanomaisella" tavalla, urospuolisilla.
Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?
Siitä, mitä on sanottu, seuraa, että ristiinhedelmöityksen pitäisi antaa joitakin etuja, niin merkittäviä, että ne ovat jopa suurempia kuin urosten hylkäämisen kaksinkertainen lisääntyminen. Lisäksi näiden etujen pitäisi ilmetä välittömästi, ei joskus miljoonan vuoden kuluttua. Luonnonvalinta ei välitä kaukaisista näkymistä.
Näiden etujen luonteesta on olemassa monia hypoteeseja (katso: Seksuaalisen lisääntymisen kehitys). Tarkastellaan kahta niistä. Ensimmäinen tunnetaan Mullerin räikkänä (katso: Mullerin räikkä). Räikkä on laite, jonka akseli voi pyöriä vain yhteen suuntaan. Ajatuksen ydin on, että jos aseksuaalisessa organismissa tapahtuu haitallinen mutaatio, sen jälkeläiset siitä ei jo pääse eroon. Se siirtyy sukupolven kirouksena kaikille jälkeläisilleen ikuisesti (ellei tapahdu käänteistä mutaatiota ja sen todennäköisyys on hyvin pieni). Aseksuaalisissa organismeissa valinta voi hylätä vain kokonaisia genomeja , ei yksittäisiä geenejä. Siksi sarjassa sukupuolisia organismeja voi (tietyissä olosuhteissa) jatkuvasti kerääntyä haitallisia mutaatioita. Yksi näistä olosuhteista on riittävän suuri genomikoko. Sukulamadoilla on muuten pienet genomit muihin eläimiin verrattuna Ehkä siksi he voivat sallia itsensä hedelmöittymisen (katso alla).
Jos organismit lisääntyvät seksuaalisesti ja harjoittavat ristihedelmöitystä, yksittäiset genomit ovat jatkuvasti hajallaan ja sekoittuneet, ja uusia genomeja muodostuu aiemmin eri organismeihin kuuluneista fragmenteista. Tämän seurauksena syntyy erityinen uusi kokonaisuus, jota aseksuaalisilla organismeilla ei ole - populaation geenipooli. Geenit saavat mahdollisuuden lisääntyä tai lopettaa toisistaan riippumatta. Geeni, jossa on epäonnistunut mutaatio, voidaan hylätä valinnalla ja tietyn emoorganismin jäljellä olevat ("hyvät") geenit voidaan turvallisesti säilyttää populaatiossa.
Näin ollen ensimmäinen ajatus on, että seksuaalinen lisääntyminen edistää genomien puhdistamista "geneettisestä kuormituksesta", eli se auttaa pääsemään eroon jatkuvasti esiin tulevista haitallisista mutaatioista ja ehkäisemään rappeutumista (populaation yleisen kunnon heikkenemistä).
Toinen ajatus on samanlainen kuin ensimmäinen: se viittaa siihen, että seksuaalinen lisääntyminen auttaa organismeja sopeutumaan tehokkaammin muuttuviin olosuhteisiin nopeuttamalla tietyssä ympäristössä hyödyllisten mutaatioiden kertymistä. Oletetaan, että yhdellä yksilöllä on yksi hyödyllinen mutaatio, toisella on toinen. Jos nämä organismit ovat aseksuaalisia, niillä on vähän mahdollisuuksia odottaa molempien mutaatioiden yhdistymistä samaan genomiin. Seksuaalinen lisääntyminen tarjoaa tällaisen mahdollisuuden. Se tekee tehokkaasti kaikki hyödylliset mutaatiot, jotka ovat syntyneet populaatiossa "yhteisomaisuudessa". On selvää, että seksuaalisesti lisääntyvien organismien muuttuviin olosuhteisiin sopeutumisnopeuden on oltava suurempi.
Kaavio siitä, kuinka seksuaalinen lisääntyminen voi nopeuttaa hyödyllisten mutaatioiden leviämistä populaatiossa. Sukupuolisessa lisääntymisessä (yläkuva) kaksi uutta hyödyllistä alleelia (A ja B) yhdistyvät nopeasti yksilöiden risteyttämisen seurauksena, joista kummallakin on vain yksi näistä alleeleista. Aseksuaalisessa lisääntymisessä (alakuva) sinun on odotettava, kunnes molemmat mutaatiot tapahtuvat sattumalta samassa kloonissa. Kuva osoitteesta en.wikipedia.org
Kaikki nämä teoreettiset rakenteet perustuvat kuitenkin tiettyihin oletuksiin. Matemaattisen mallinnuksen tulokset osoittavat, että ristihedelmöityksen hyödyllisyyden tai haitallisuuden aste verrattuna aseksuaaliseen lisääntymiseen tai itsehedelmöitykseen riippuu useista parametreistä. Näitä ovat väestön koko; mutaationopeus; genomin koko; mutaatioiden määrällinen jakautuminen niiden haitallisuuden/hyödyllisyyden asteen mukaan; yhden naaraan tuottamien jälkeläisten lukumäärä; valinnan tehokkuus (jäljelle jääneiden jälkeläisten määrän riippuvuus ei satunnaisista, vaan geneettisistä tekijöistä) jne. Joitakin näistä parametreista on erittäin vaikea mitata paitsi luonnollisissa myös laboratoriopopulaatioissa.
Siksi kaikki tämän tyyppiset hypoteesit eivät kaipaa niinkään teoreettisia perusteluja ja matemaattisia malleja (kaikkea tätä on jo runsaasti), vaan suoraa kokeellista todentamista. Tällaisia kokeita ei kuitenkaan ole toistaiseksi tehty paljon (Colegrave, 2002. Sex releases the speed limit on evolution // Nature. V. 420. s. 664–666; Goddard et al., 2005. Seksi lisää tehokkuutta luonnollinen valinta kokeellisissa hiivapopulaatioissa, Nature V. 434, s. 636–640. Oregonin yliopiston biologien uusi tutkimus sukulamadosta Caenorhabditis elegans tarjoaa silmiinpistävän kuvan näiden molempien mekanismien voimasta tarjota etua populaatioille, jotka eivät hylkää miehiä "kaksinkertaisista kustannuksistaan huolimatta".
Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen
Caenorhabditis elegans -madot näyttävät olevan tarkoituksella luotu yllä olevien hypoteesien kokeelliseen testaamiseen. Näillä matoilla ei ole naaraita. Populaatiot koostuvat miehistä ja hermafrodiiteista, joista jälkimmäinen on numeerisesti hallitseva. Hermafrodiiteilla on kaksi X-kromosomia, kun taas miehillä on vain yksi (X0-sukupuolen määritysjärjestelmä, kuten Drosophila). Hermafrodiitit tuottavat siittiöitä ja munasoluja, ja ne voivat lisääntyä ilman apua itsehedelmöityksellä. Urokset tuottavat vain siittiöitä ja voivat hedelmöittää hermafrodiitteja. Itsehedelmöityksen seurauksena syntyy vain hermafrodiitteja. Ristihedelmöityksessä puolet jälkeläisistä on hermafrodiitteja, puolet miehiä. Tyypillisesti ristihedelmöityksen esiintymistiheys C. elegans -populaatioissa ei ylitä muutamaa prosenttia. Tämän taajuuden määrittämiseksi ei ole tarpeen tarkkailla matojen intiimiä elämää - riittää, kun tietää miesten prosenttiosuuden väestöstä.
On syytä selventää, että itsehedelmöitys ei ole täsmälleen sama kuin suvuton (klonaalinen) lisääntyminen, mutta erot niiden välillä katoavat nopeasti sarjassa itsehedelmöittyviä sukupolvia. Itsehedelmöitysorganismeista tulee homotsygoottisia kaikille lokuksille useiden sukupolvien aikana. Sen jälkeen jälkeläiset lakkaavat eroamasta geneettisesti vanhemmista, aivan kuten kloonaalisessa lisääntymisessä.
C. elegansissa tunnetaan mutaatioita, jotka vaikuttavat ristihedelmöityksen tiheyteen. Yksi niistä, ksol-1, on tappava miehille ja johtaa itse asiassa siihen, että populaatioon jää vain hermafrodiitit, jotka lisääntyvät itsensä hedelmöityksellä. Toinen, sumu-2, riistää hermafrodiiteilta kyvyn tuottaa siittiöitä ja muuttaa ne tehokkaasti naaraiksi. Populaatiosta, jossa kaikilla yksilöillä on tämä mutaatio, tulee normaali erillinen populaatio, kuten useimmissa eläimissä.
Kirjoittajat kasvattivat klassisilla menetelmillä (risteyttämällä, ei geenitekniikalla) kaksi matorotuparia, joilla oli lähes identtiset genomit, jotka eroavat vain xol-1- ja fog-2-mutaatioiden esiintymisestä. Jokaisen parin ensimmäinen rotu, jossa on xol-1-mutaatio, lisääntyy vain itsensä hedelmöityksellä (obligate selfing, OS). Toinen, jossa on sumu-2-mutaatio, voi lisääntyä vain obligate outcrossing (OO) avulla. Jokaisen rotuparin mukana oli kolmas, jolla oli sama geneettinen "tausta", mutta ilman molempia mutaatioita (villityyppi, WT). WT-roduilla risteytyksen tiheys normaaleissa laboratorio-olosuhteissa ei ylitä 5 %.
Miehiä kaivataan! Testattu kokeellisesti
Näillä rotukolmoilla suoritettiin kaksi koesarjaa.
Ensimmäisessä sarjassa testattiin hypoteesia, että ristiinhedelmöitys auttaa pääsemään eroon "geneettisestä kuormasta". Kokeilu jatkui 50 sukupolven ajan (madot tietenkin, eivät kokeilijoita). Jokainen matojen sukupolvi altistui kemialliselle mutageenille - etyylimetaanisulfonaatille. Tämä johti noin nelinkertaiseen mutaationopeuden nousuun. Nuoret eläimet asetettiin vermikuliittiseinämällä kahtia jaettuun petrimaljaan (katso kuva), madot asetettiin maljan toiselle puoliskolle ja heidän ruokansa - E. coli -bakteerit - toiselle puoliskolle. Siirrettyjä matoja käsiteltiin antibiootilla vahingossa kiinnittyneiden bakteerien poistamiseksi. Tämän seurauksena matojen oli voitettava este päästäkseen ruokaan ja siten saadakseen mahdollisuuden selviytyä ja jättää jälkeläisiä. Siten kokeilijat ovat lisänneet haitallisia mutaatioita karsivan "puhdistusvalinnan" tehokkuutta. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa valintatehokkuus on erittäin alhainen, koska matoja ympäröi ruoka joka puolelta. Tällaisessa tilanteessa jopa erittäin heikot haitallisilla mutaatioilla ylikuormitetut eläimet voivat selviytyä ja lisääntyä. Uudessa kokeellisessa asetelmassa tämä tasaus lopetettiin. Seinän yli ryömiäkseen madon on oltava terve ja vahva.
Koejärjestelyn kaavio. Jokaisen uuden sukupolven nuoret madot asetetaan astian vasempaan puoliskoon (sininen ympyrä). Päästäkseen ruokaan (keltainen soikea) heidän on voitettava vermikuliittieste. Heikot yksilöt, jotka ovat ylikuormitettuja haitallisilla mutaatioilla, selviävät harvoin tästä tehtävästä. Riisi. lisämateriaaleista Nature-lehden käsiteltävänä olevaan artikkeliin
Kirjoittajat vertasivat matojen kuntoa ennen koetta ja sen jälkeen, eli ensimmäisen ja viidennenkymmenennen sukupolven yksilöiden kuntoa. C. elegansin matoja voidaan säilyttää pakastettuna pitkään. Tämä helpottaa suuresti tällaisia kokeita. Kokeen keston aikana näyte ensimmäisen sukupolven matoja makasi hiljaa pakastimessa. Kunto mitattiin seuraavasti. Madot sekoitettiin yhtä suurissa suhteissa kontrollimatojen kanssa, joiden genomiin valoproteiinigeeni liitettiin, ja istutettiin koejärjestelyyn. Eläimille annettiin aikaa esteen ylittämiseen ja lisääntymiseen, minkä jälkeen määritettiin ei-valoisten yksilöiden prosenttiosuus jälkeläisistä. Jos tämä prosenttiosuus nousi 50. sukupolvessa ensimmäiseen verrattuna, se tarkoittaa, että kokeen aikana kunto kasvoi, jos se laski, se tarkoittaa, että tapahtui rappeutumista.
Kokeen tulokset on esitetty kuvassa. Ne osoittavat selvästi, että ristiinhedelmöitys on tehokas keino käsitellä geneettistä kuormitusta. Mitä korkeampi ristihedelmöityksen tiheys, sitä parempi lopputulos (kaikki kuvan rivit kasvavat vasemmalta oikealle). Keinotekoisesti lisääntynyt mutaationopeus on johtanut kaikkien matorotujen rappeutumiseen (kuntokyvyn heikkenemiseen), paitsi OO:ssa - "pakolliset risteytykset".
Jopa niille roduille, joissa mutageneesiä ei kiihdytetty keinotekoisesti, suuri ristihedelmöitystaajuus antoi etua. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa tämä etu ei näy, koska matojen ei tarvitse kiivetä seinien yli päästäkseen ruuan luo.
Kummallista kyllä, toisessa kahdesta OS-kontrollirodusta ("pakolliset itselannoitteet"), jopa ilman mutaationopeuden kasvua, ristihedelmöityksen hylkääminen johti rappeutumiseen (vasen neliö kuvassa ylemmässä käyräparissa sijaitsee nollan alapuolella).
Ensimmäisen kokeilun tulokset. Vaaka-akselilla - ristikkäishedelmöityksen taajuus. Äärimmäisen vasemman asennon miehittää OS-matolajeja vastaavat pisteet, äärioikealla asennossa OO. Väliasemassa on WT-kiviä vastaavat pisteet. Kolmiot ja neliöt vastaavat kahta matorotukolmikkoa, joilla on sama geneettinen tausta. Pystyakselilla - kuntomuutos kokeen aikana. Positiiviset arvot tarkoittavat kunnon nousua, negatiiviset arvot rappeutumista. Kiinteät viivat yhdistävät kohdat, jotka vastaavat niitä matorotuja, joissa mutaationopeutta ei ole nostettu. Katkoviiva - kemiallisille mutageeneille altistuneet kivet. Riisi. kyseisestä artikkelista Naturessa
Kuvasta näkyy myös, että useimpien "villien" rotujen (WT) ristihedelmöitystaajuus oli kokeen aikana merkittävästi korkeampi kuin alkuperäinen 5 %. Tämä on ehkä tärkein tulos. Se tarkoittaa, että ankarissa olosuhteissa (mikä tarkoittaa sekä tarvetta kiivetä esteen yli että lisääntynyttä mutageneesinopeutta) luonnollinen valinta antaa selkeän edun yksilöille, jotka lisääntyvät ristihedelmöityksellä. Tällaisten yksilöiden jälkeläiset ovat elinkykyisempiä, ja siksi kokeen aikana tapahtuu valikointi taipumusta ristiinhedelmöitymiseen.
Näin ollen ensimmäinen koe vahvisti vakuuttavasti hypoteesin, että ristiinhedelmöitys auttaa väestöä pääsemään eroon haitallisista mutaatioista.
Toisessa sarjassa kokeissa testattiin, auttaako ristiinhedelmöitys kehittämään uusia mukautuksia keräämällä hyödyllisiä mutaatioita. Tällä kertaa matojen piti kulkea patogeenisten Serratia-bakteerien asuttaman alueen läpi päästäkseen ravintoonsa. Nämä bakteerit pääsevät C. elegansin ruoansulatuskanavaan ja aiheuttavat matossa vaarallisen taudin, joka voi olla kohtalokas. Selviytyäkseen tässä tilanteessa matojen oli joko opittava olemaan syömättä haitallisia bakteereja tai kehitettävä niille vastustuskyky. Ei tiedetä, minkä vaihtoehdon kokeelliset matopopulaatiot valitsivat, mutta yli 40 sukupolven aikana OO-rodut sopeutuivat täydellisesti uusiin olosuhteisiin, WT-rodut sopeutuivat hieman huonommin ja OS-rodut eivät sopeutuneet ollenkaan (selviytyivät ympäristö haitallisten bakteerien kanssa pysyi alkuperäisellä alhaisella tasolla). Jälleen kerran kokeen aikana valinnan vaikutuksen alaiset WT-rodut lisäsivät dramaattisesti ristihedelmöityksen tiheyttä.
Ristihedelmöitys siis auttaa väestöä sopeutumaan muuttuviin olosuhteisiin, tässä tapauksessa taudin aiheuttavan mikrobin ilmaantumiseen. Se tosiasia, että WT-rodut lisäsivät ristihedelmöittymistiheyttä kokeen aikana, tarkoittaa, että parittelu urosten kanssa (toisin kuin itsehedelmöityminen) antaa hermafrodiiteille välittömän sopeutumisedun, mikä selvästi ylittää "kaksinkertaisen hinnan", joka heidän on maksettava urosten tuottamisesta. .
On huomattava, että ristihedelmöitystä ei tapahdu vain kaksikotisissa organismeissa. Esimerkiksi monet selkärangattomat ovat hermafrodiitteja, jotka eivät lannoita itseään, vaan toisiaan - ristiin. Kasveissa biseksuaalisten ("hermafrodiittisten") yksilöiden ristipölytys ei ole myöskään lievästi sanottuna harvinaista. Molemmat tässä työssä testatut hypoteesit ovat varsin soveltuvia tällaisiin hermafrodiitteihin. Toisin sanoen tämä teos ei osoittanut, että "ristihermafroditismi" olisi jotenkin huonompi kuin kaksikotisuus. Mutta ensimmäisestä näistä kahdesta vaihtoehdosta sinun ei tarvitse maksaa pahamaineista "kaksinkertaista hintaa". Siksi ongelma on edelleen olemassa.
Suoritetut kokeet paljastivat itsehedelmöityksen haitat ristiinhedelmöitykseen verrattuna, mutta ne eivät selittäneet, miksi monet organismit pitivät kaksikotisuudesta parempana "ristihermafroditismin" sijaan. Avain tämän pulman ratkaisemiseen on todennäköisesti seksuaalinen valinta. Kaksikotisuus antaa naaraille mahdollisuuden valita kumppaninsa huolellisesti, ja tämä voi toimia lisäkeinona tehostaa haitallisten ja kasautuvien hyödyllisten mutaatioiden torjumista. Ehkä tämä hypoteesi saa joskus kokeellisen vahvistuksen.

Itsehedelmöittyvät eläimet lisääntyvät, kun muut asiat ovat samat, kaksi kertaa nopeammin kuin kaksikotiset. Miksi dioecy vallitsee luonnossa? Vastatakseen tähän kysymykseen, sukkulamatorotuja kasvatettiin keinotekoisesti. Caenorhabditis elegans, joista jotkut harjoittavat vain ristiinhedelmöitystä, toiset vain itsehedelmöitystä. Näillä matoilla tehdyt kokeet tukivat kahta hypoteesia ristihedelmöityksen eduista. Yksi etu on geenipoolin tehokkaampi puhdistaminen haitallisista mutaatioista, toinen on hyödyllisten mutaatioiden nopeutunut kertyminen, mikä auttaa väestöä sopeutumaan muuttuviin olosuhteisiin.

Miesten tuplahinta

Miksi tarvitsemme seksuaalista lisääntymistä, miksi tarvitsemme miehiä? Vastaukset näihin kysymyksiin eivät ole niin ilmeisiä kuin miltä ne saattavat näyttää.

Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?

Näiden etujen luonteesta on olemassa monia hypoteeseja (katso: Seksuaalisen lisääntymisen kehitys). Tarkastellaan kahta niistä. Ensimmäinen tunnetaan Mullerin räikkänä (katso: Mullerin räikkä). Räikkä on laite, jonka akseli voi pyöriä vain yhteen suuntaan. Ajatuksen ydin on, että jos aseksuaalisessa organismissa tapahtuu haitallinen mutaatio, sen jälkeläiset en jo pääse eroon siitä. Se siirtyy kirouksena kaikille jälkeläisilleen ikuisesti (ellei tapahdu käänteistä mutaatiota, ja tämän todennäköisyys on hyvin pieni). Aseksuaalisissa organismeissa valinta voi hylätä vain kokonaisia genomeja, ei yksittäisiä geenejä.Siksi sukupolvien sarjaan aseksuaaliset organismit voivat (tietyissä olosuhteissa) kerääntyä jatkuvasti haitallisia mutaatioita.Yksi näistä ehdoista on riittävän suuri genomin koko. , muuten genomit ovat pieniä verrattuna muihin eläimiin. Ehkä siksi heillä on varaa itsehedelmöitykseen (katso alla).

Siksi kaikki tämän tyyppiset hypoteesit eivät kaipaa niinkään teoreettisia perusteluja ja matemaattisia malleja (kaikkea tätä on jo runsaasti), vaan suoraa kokeellista todentamista. Tällaisia kokeita ei kuitenkaan ole toistaiseksi tehty paljon (Colegrave, 2002. Sex releases the speed limit on evolution // Luonto. V. 420. P. 664-666; Goddard et al., 2005. Sukupuoli lisää luonnollisen valinnan tehokkuutta kokeellisissa hiivapopulaatioissa // Luonto. V. 434. S. 636-640). Oregonin yliopiston biologien uusi tutkimus sukkulamatosta Caenorhabditis elegans, osoitti selvästi molempien harkittujen mekanismien tehokkuuden, jotka tarjoavat etua niille populaatioille, jotka eivät hylkää miehiä "kaksinkertaisesta hinnastaan" huolimatta.

Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen

Matoja Caenorhabditis elegans ikään kuin se olisi tarkoituksella luotu yllä olevien hypoteesien kokeelliseen todentamiseen. Näillä matoilla ei ole naaraita. Populaatiot koostuvat miehistä ja hermafrodiiteista, joista jälkimmäinen on numeerisesti hallitseva. Hermafrodiiteilla on kaksi X-kromosomia, kun taas miehillä on vain yksi (X0-sukupuolen määritysjärjestelmä, kuten Drosophila). Hermafrodiitit tuottavat siittiöitä ja munasoluja ja voivat lisääntyä ilman apua itsehedelmöityksellä. Urokset tuottavat vain siittiöitä ja voivat hedelmöittää hermafrodiitteja. Itsehedelmöityksen seurauksena syntyy vain hermafrodiitteja. Ristihedelmöityksessä puolet jälkeläisistä on hermafrodiitteja, puolet miehiä. Yleensä ristiinhedelmöityksen taajuus populaatioissa C.elegans ei ylitä muutamaa prosenttia. Tämän taajuuden määrittämiseksi ei ole tarpeen tarkkailla matojen intiimiä elämää - riittää, kun tietää miesten prosenttiosuuden väestöstä.

On syytä selventää, että itsehedelmöitys ei ole täsmälleen sama kuin suvuton (klonaalinen) lisääntyminen, mutta erot niiden välillä katoavat nopeasti sarjassa itsehedelmöittyviä sukupolvia. Itsehedelmöitysorganismeista tulee homotsygoottisia kaikille lokuksille useiden sukupolvien aikana. Sen jälkeen jälkeläiset lakkaavat eroamasta geneettisesti vanhemmista, aivan kuten kloonaalisessa lisääntymisessä.

klo C.elegans mutaatioiden tiedetään vaikuttavan ristihedelmöityksen tiheyteen. Yksi heistä, xol-1, on kohtalokas miehille ja johtaa itse asiassa siihen, että populaatioon jää vain hermafrodiitit, jotka lisääntyvät itsehedelmöityksellä. Toinen sumu-2, riistää hermafrodiiteilta kyvyn tuottaa siittiöitä ja tekee niistä itse asiassa naaraita. Populaatiosta, jossa kaikilla yksilöillä on tämä mutaatio, tulee normaali erillinen populaatio, kuten useimmissa eläimissä.

Kirjoittajat kasvattivat klassisilla menetelmillä (risteyttämällä, ei geenitekniikalla) kaksi matorotuparia, joilla oli lähes identtiset genomit, jotka eroavat vain mutaatioiden esiintymisen suhteen. xol-1 ja sumu-2. Ensimmäinen rotu kussakin parissa, mutaatiolla xol-1, lisääntyy vain itsensä hedelmöityksellä (pakollinen selfing, OS). Toinen, mutaatiolla sumu 2, voi lisääntyä vain obligate outcrossing (OO) avulla. Jokaisen rotuparin mukana oli kolmas, jolla oli sama geneettinen "tausta", mutta ilman molempia mutaatioita (villityyppi, WT). WT-roduilla risteytyksen tiheys normaaleissa laboratorio-olosuhteissa ei ylitä 5 %.

Miehiä kaivataan! Testattu kokeellisesti

Näillä rotukolmoilla suoritettiin kaksi koesarjaa.

Ensimmäisessä sarjassa testasi hypoteesia, että ristiinhedelmöitys auttaa pääsemään eroon "geneettisestä kuormasta". Kokeilu jatkui 50 sukupolven ajan (madot tietenkin, eivät kokeilijoita). Jokainen matojen sukupolvi altistui kemialliselle mutageenille, etyylimetaanisulfonaatille. Tämä johti noin nelinkertaiseen mutaationopeuden nousuun. Nuoret eläimet asetettiin petrimaljaan, joka oli jaettu kahtia vermikuliittiseinämällä (katso kuva), ja madot asetettiin maljan toiseen puoliskoon, ja niiden ruoka oli bakteereja. E. coli oli toisella puoliskolla. Siirrettyjä matoja käsiteltiin antibiootilla vahingossa kiinnittyneiden bakteerien poistamiseksi. Tämän seurauksena matojen oli voitettava este päästäkseen ruokaan ja siten saadakseen mahdollisuuden selviytyä ja jättää jälkeläisiä. Siten kokeilijat ovat lisänneet haitallisia mutaatioita karsivan "puhdistusvalinnan" tehokkuutta. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa valintatehokkuus on erittäin alhainen, koska matoja ympäröi ruoka joka puolelta. Tällaisessa tilanteessa jopa erittäin heikot haitallisilla mutaatioilla ylikuormitetut eläimet voivat selviytyä ja lisääntyä. Uudessa kokeellisessa asetelmassa tämä tasaus lopetettiin. Seinän yli ryömiäkseen madon on oltava terve ja vahva.

Kirjoittajat vertasivat matojen kuntoa ennen koetta ja sen jälkeen, eli ensimmäisen ja viidennenkymmenennen sukupolven yksilöiden kuntoa. Matoja C.elegans voidaan säilyttää pakastettuna pitkään. Tämä helpottaa suuresti tällaisia kokeita. Kokeen keston aikana näyte ensimmäisen sukupolven matoja makasi hiljaa pakastimessa. Kunto mitattiin seuraavasti. Madot sekoitettiin yhtä suurissa suhteissa kontrollimatojen kanssa, joiden genomiin valoproteiinigeeni liitettiin, ja istutettiin koejärjestelyyn. Eläimille annettiin aikaa esteen ylittämiseen ja lisääntymiseen, minkä jälkeen määritettiin ei-valoisten yksilöiden prosenttiosuus jälkeläisistä. Jos tämä prosenttiosuus nousi 50. sukupolvessa ensimmäiseen verrattuna, se tarkoittaa, että kokeen aikana kunto kasvoi, jos se laski, se tarkoittaa, että tapahtui rappeutumista.

Kokeen tulokset on esitetty kuvassa. Ne osoittavat selvästi, että ristiinhedelmöitys on tehokas keino käsitellä geneettistä kuormitusta. Mitä korkeampi ristihedelmöityksen tiheys, sitä parempi lopputulos (kaikki kuvan rivit kasvavat vasemmalta oikealle). Keinotekoisesti lisääntynyt mutaationopeus on johtanut kaikkien matorotujen rappeutumiseen (kuntokyvyn heikkenemiseen), paitsi OO:ssa - "pakolliset risteytykset".

Jopa niille roduille, joissa mutageneesiä ei kiihdytetty keinotekoisesti, suuri ristihedelmöitystaajuus antoi etua. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa tämä etu ei näy, koska matojen ei tarvitse kiivetä seinien yli päästäkseen ruuan luo.

Kummallista kyllä, toisessa kahdesta OS-kontrollirodusta ("pakolliset itselannoitteet"), jopa ilman mutaationopeuden kasvua, ristihedelmöityksen hylkääminen johti rappeutumiseen (vasen neliö kuvassa ylemmässä käyräparissa sijaitsee nollan alapuolella).

Kuvasta näkyy myös, että useimpien "villien" rotujen (WT) ristihedelmöitystaajuus oli kokeen aikana merkittävästi korkeampi kuin alkuperäinen 5 %. Tämä on ehkä tärkein tulos. Se tarkoittaa, että ankarissa olosuhteissa (mikä tarkoittaa sekä tarvetta kiivetä esteen yli että lisääntynyttä mutageneesinopeutta) luonnollinen valinta antaa selkeän edun yksilöille, jotka lisääntyvät ristihedelmöityksellä. Tällaisten yksilöiden jälkeläiset ovat elinkykyisempiä, ja siksi kokeen aikana tapahtuu valikointi taipumusta ristiinhedelmöitymiseen.

Näin ollen ensimmäinen koe vahvisti vakuuttavasti hypoteesin, että ristiinhedelmöitys auttaa väestöä pääsemään eroon haitallisista mutaatioista.

Toisessa sarjassa kokeissa testattiin, auttaako ristiinhedelmöitys kehittämään uusia mukautuksia keräämällä hyödyllisiä mutaatioita. Tällä kertaa matojen oli ylitettävä patogeenisten bakteerien asuttama alue päästäkseen ravintoon. Serratia. Nämä bakteerit pääsevät ruoansulatuskanavaan C.elegans, aiheuttavat matossa vaarallisen taudin, joka voi johtaa kuolemaan. Selviytyäkseen tässä tilanteessa matojen oli joko opittava olemaan syömättä haitallisia bakteereja tai kehitettävä niille vastustuskyky. Ei tiedetä, minkä vaihtoehdon kokeelliset matopopulaatiot valitsivat, mutta yli 40 sukupolven aikana OO-rodut sopeutuivat täydellisesti uusiin olosuhteisiin, WT-rodut sopeutuivat jonkin verran huonommin ja OS-rodut eivät sopeutuneet ollenkaan (selviytys vuonna ympäristö, jossa oli haitallisia bakteereja, pysyi alkuperäisellä alhaisella tasolla). Jälleen kerran kokeen aikana valinnan vaikutuksen alaiset WT-rodut lisäsivät dramaattisesti ristihedelmöityksen tiheyttä.

Siten ristiinhedelmöitys todella auttaa väestöä sopeutumaan muuttuviin olosuhteisiin, tässä tapauksessa patogeenisen mikrobin ilmestymiseen. Se tosiasia, että WT-rodut lisäsivät ristihedelmöittymistiheyttä kokeen aikana, tarkoittaa, että parittelu urosten kanssa (toisin kuin itsehedelmöityminen) antaa hermafrodiiteille välittömän sopeutumisedun, mikä selvästi ylittää "kaksinkertaisen hinnan", joka heidän on maksettava urosten tuottamisesta. .

On huomattava, että ristihedelmöitystä ei tapahdu vain kaksikotisissa organismeissa. Esimerkiksi monet selkärangattomat ovat hermafrodiitteja, jotka eivät lannoita itseään, vaan toisiaan - ristiin. Kasveissa biseksuaalisten ("hermafrodiittisten") yksilöiden ristipölytys ei ole myöskään lievästi sanottuna harvinaista. Molemmat tässä työssä testatut hypoteesit ovat varsin soveltuvia tällaisiin hermafrodiitteihin. Toisin sanoen tämä teos ei osoittanut, että "ristihermafroditismi" olisi jotenkin huonompi kuin kaksikotisuus. Mutta ensimmäisestä näistä kahdesta vaihtoehdosta sinun ei tarvitse maksaa pahamaineista "kaksinkertaista hintaa". Siksi ongelma on edelleen olemassa.

Suoritetut kokeet paljastivat itsehedelmöityksen haitat ristiinhedelmöitykseen verrattuna, mutta ne eivät selittäneet, miksi monet organismit pitivät kaksikotisuudesta parempana "ristihermafroditismin" sijaan. Avain tämän pulman ratkaisemiseen on todennäköisesti seksuaalinen valinta. Kaksikotisuus antaa naaraille mahdollisuuden valita kumppaninsa huolellisesti, ja tämä voi toimia lisäkeinona tehostaa haitallisten ja kasautuvien hyödyllisten mutaatioiden torjumista. Ehkä tämä hypoteesi saa joskus kokeellisen vahvistuksen.

ilmestyä.
Tunnettu evolutionisti John Maynard Smith kiinnitti huomion tämän ongelman vakavuuteen kirjassaan

hänen kirjansa The Evolution of Sex (1978). Maynard Smith pohti yksityiskohtaisesti paradoksia, jolle hän antoi nimen "kaksois".

seksin hinta” (seksin kaksinkertainen hinta). Sen olemus on, että muiden asioiden ollessa samat, aseksuaalinen lisääntyminen (tai

itsehedelmöitys) on täsmälleen kaksi kertaa tehokkaampi kuin uroksilla tapahtuva ristiinhedelmöitys (katso kuva).

Toisin sanoen miehet maksavat väestölle kohtuuttoman paljon. Niiden hylkääminen antaa välittömän ja erittäin merkittävän

lisääntymisnopeuden nousu. Tiedämme, että puhtaasti teknisesti on siirtymä kaksikotisuudesta ja risteykseen

hedelmöitys aseksuaaliseen lisääntymiseen tai itsehedelmöitys on täysin mahdollista, tästä on monia esimerkkejä

kasvit ja eläimet (katso esimerkiksi: Komodon jättiläisliskon naaraat lisääntyvät ilman urosten osallistumista,

"Elementit", 26.12.2006). Siitä huolimatta aseksuaaliset rodut ja itsehedelmöittyvien hermafrodiittipopulaatiot jostain syystä ennen

toistaiseksi ne eivät ole syrjäyttäneet niitä, jotka lisääntyvät "tavanomaisella" tavalla, urosten osallistuessa.
Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?
Siitä, mitä on sanottu, seuraa, että ristiinhedelmöityksen pitäisi antaa joitakin etuja, niin merkittäviä,

että ne painavat jopa kaksinkertaisen jalostustehokkuuden lisäyksen, joka johtuu urosten hylkäämisestä. Ja nämä

hyötyjen pitäisi näkyä välittömästi, ei joskus miljoonan vuoden kuluttua. Luonnonvalinta ei välitä

kaukaiset näkymät.
Näiden etujen luonteesta on olemassa monia hypoteeseja (katso: Seksuaalisen lisääntymisen kehitys). Tarkastellaan kahta niistä.

Ensimmäinen tunnetaan nimellä "Muller-räikkä" (katso: Mullerin räikkä). Räikkä on laite, jonka akseli

voi pyöriä vain yhteen suuntaan. Ajatuksen ydin on, että jos aseksuaalisessa organismissa tapahtuu haitallinen mutaatio,

hänen jälkeläisensä eivät voi enää päästä eroon siitä. Hän siirtyy perheen kirouksen tavoin kaikille hänen jälkeläisilleen ikuisesti.

(ellei tapahdu käänteistä mutaatiota, mikä on erittäin epätodennäköistä). Aseksuaalisissa organismeissa valinta voi

teurastetaan vain kokonaisia genomeja, ei yksittäisiä geenejä. Siksi useissa aseksuaalisten organismien sukupolvissa se voi (kanssa

tietyissä olosuhteissa) haitallisia mutaatioita kertyy jatkuvasti. Yksi näistä ehdoista on

melko suuri genomi. Sukkulamadoilla on muuten pienet genomit muihin verrattuna.

eläimet. Ehkä siksi heillä on varaa itsehedelmöitykseen.
Jos organismit lisääntyvät seksuaalisesti ja harjoittavat ristihedelmöitystä, niin yksittäiset genomit

murenevat ja sekoittuvat jatkuvasti, ja uusia genomeja muodostuu fragmenteista, jotka aiemmin kuuluivat eri

eliöt. Tämän seurauksena syntyy erityinen uusi kokonaisuus, jota aseksuaalisilla organismeilla ei ole - populaation geenipooli.

Geenit saavat mahdollisuuden lisääntyä tai lopettaa toisistaan riippumatta. Geeni, jossa on valitettava mutaatio, voi

hylätään valinnalla, ja tietyn emoorganismin jäljellä olevat ("hyvät") geenit voivat turvallisesti

lasti", eli se auttaa pääsemään eroon jatkuvasti esiin tulevista haitallisista mutaatioista ja ehkäisemään rappeutumista (vähennystä

väestön yleinen kunto).
Toinen ajatus on samanlainen kuin ensimmäinen: se viittaa siihen, että seksuaalinen lisääntyminen auttaa organismeja sopeutumaan tehokkaammin.

muuttuviin olosuhteisiin, jotka johtuvat tietyssä ympäristössä hyödyllisten mutaatioiden nopeutuneesta kertymisestä. Oletetaan yksi henkilö

yksi hyödyllinen mutaatio syntyi, toinen erilainen. Jos nämä organismit ovat aseksuaaleja, niillä ei ole käytännössä mitään mahdollisuuksia

Odota molempien mutaatioiden yhdistelmää yhdessä genomissa e. Seksuaalinen lisääntyminen tarjoaa tällaisen mahdollisuuden. Itse asiassa se

tekee kaikki hyödylliset mutaatiot, jotka ovat syntyneet populaatiossa "yhteisomaisuudessa". On selvää, että sopeutumisnopeus

muuttuvien olosuhteiden tulisi olla korkeampia sukupuolisesti lisääntyvissä organismeissa.
Kaikki nämä teoreettiset rakenteet perustuvat kuitenkin tiettyihin oletuksiin. Matemaattiset tulokset

simulaatiot osoittavat, että ristiinhedelmöityksen hyödyllisyyden tai haitallisuuden astetta verrattiin

suvuton lisääntyminen tai itsehedelmöitys riippuu useista parametreista. Näitä ovat väestön koko;

mutaationopeus; genomin koko a; mutaatioiden määrällinen jakautuminen niiden asteen mukaan

haitta / hyödyllisyys; yhden naaraan tuottamien jälkeläisten lukumäärä; valinnan tehokkuus (luvun riippuvuusaste

jälkeläisten jättäminen ei satunnaisista vaan geneettisistä tekijöistä) jne. Jotkut näistä parametreista ovat erittäin vaikeita

mitattu ei vain luonnollisissa vaan myös laboratoriopopulaatioissa.
Siksi kaikki tämän tyyppiset hypoteesit eivät tarvitse niinkään teoreettisia perusteluja ja matemaattisia malleja.

(kaikki tätä on jo runsaasti), kuinka paljon suorassa kokeellisessa verifioinnissa. Tällaisia kokeiluja on kuitenkin edelleen

ei ole tehty niin paljon (Colegrave, 2002. Sex releases the speed limit on evolution // Nature. V. 420. S. 664-

666; Goddard et al., 2005. Seksi lisää luonnollisen ionin tehokkuutta kokeellisissa hiivapopulaatioissa //

Luonto. V. 434. S. 636-640). Oregonin yliopiston biologien uusi tutkimus sukkulamatosta

Caenorhabditis elegans osoitti selvästi molempien harkittujen mekanismien tehokkuuden

etu niille populaatioille, jotka eivät hylkää miehiä "kaksinkertaisesta hinnastaan" huolimatta.
Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen
Caenorhabditis elegans -madot on tarkoituksella luotu yllä olevien hypoteesien kokeelliseen testaukseen. Nämä

ei ole naarasmatoja. Populaatiot koostuvat miehistä ja hermafrodiiteista, joista jälkimmäinen on numeerisesti hallitseva. klo

hermafrodiiteilla on kaksi X-kromosomia, kun taas miehillä on vain yksi (X0-sukupuolen määritysjärjestelmä, kuten Drosophila). Hermafrodiitit

tuottavat siittiöitä ja munasoluja ja voivat lisääntyä ilman itsehedelmöityksen apua. miehiä

tuottavat vain siittiöitä ja voivat hedelmöittää hermafrodiitteja. Seurauksena itsensä hedelmöittymisestä maailmaan

vain hermafrodiitit ilmestyvät. Ristihedelmöityksessä puolet jälkeläisistä on hermafrodiitteja,

puolet on miehiä. Tyypillisesti ristihedelmöityksen esiintymistiheys C. elegans -populaatioissa ei ylitä muutamaa

prosenttia. Tämän taajuuden määrittämiseksi ei ole tarpeen tarkkailla matojen intiimiä elämää - riittää, että tiedät

miesten prosenttiosuus väestöstä.
On syytä selventää, että itsehedelmöitys ei kuitenkaan ole täsmälleen sama kuin suvuton (klonaalinen) lisääntyminen

niiden väliset erot katoavat nopeasti sarjassa itsehedelmöittyviä sukupolvia. Itse hedelmöittyvät organismit

useiden sukupolvien aikana tulee homotsygoottiseksi kaikille lokuksille. Sen jälkeen jälkeläiset lakkaavat eroamasta

vanhemmat geneettisesti, samalla tavalla kuin kloonaalisessa lisääntymisessä.
C. elegansissa tunnetaan mutaatioita, jotka vaikuttavat ristihedelmöityksen tiheyteen. Yksi niistä, xol-1, on tappava

miehiä ja itse asiassa johtaa siihen, että populaatioon jäävät vain hermafrodiitit, jotka lisääntyvät

itsehedelmöitys. Toinen, sumu-2, riistää hermafrodiiteilta kyvyn tuottaa siittiöitä ja muuttaa ne itse asiassa

naaraat. Populaatiosta, jossa kaikilla yksilöillä on tämä mutaatio, tulee tavallinen kaksikotinen populaatio, kuten esim

lähes identtiset genomit, jotka eroavat vain xol-1- ja fog-2-mutaatioiden läsnäolosta. Ensimmäinen rotu jokaisessa parissa, kanssa

mutaatio xol-1, lisääntyy vain itsensä hedelmöityksellä (obligate selfing, OS). Toinen, jossa on sumu-2-mutaatio, voi

lisääntyvät vain ristikkäishedelmöityksellä (obligate outcrossing, OO). Jokainen rotupari oli mukana

kolmas, jolla on sama geneettinen "tausta", mutta vailla molempia mutaatioita (villityyppi, WT). Roduissa WT-taajuus

ristiinhedelmöitys normaaleissa laboratorio-olosuhteissa ei ylitä 5 %.
Näillä rotukolmoilla suoritettiin kaksi koesarjaa.
Ensimmäisessä sarjassa testattiin hypoteesia, että ristiinhedelmöitys auttaa pääsemään eroon "geneetistä".

lasti." Kokeilu jatkui 50 sukupolven ajan (madot tietenkin, eivät kokeilijoita). Jokainen

yksi sukupolvi matoja altistui kemialliselle mutageenille, etyylimetaanisulfonaatille. Tämä johti nousuun

mutaatiotaajuus on noin neljä kertaa. Nuoret eläimet asetettiin petrimaljaan, joka jaettiin kahtia seinämillä

vermikuliitti, ja madot istutettiin kupin toiseen puoliskoon ja niiden ruoka - E. coli -bakteeri - oli toisessa kupin puolikkaassa

puoli. Siirrettyjä matoja käsiteltiin antibiootilla vahingossa kiinnittyneiden bakteerien poistamiseksi. AT

Tämän seurauksena matojen oli päästävä ruokaan, mikä tarkoittaa, että he saisivat mahdollisuuden selviytyä ja jättää jälkeläisiä

voittaa este. Siten kokeilijat ovat lisänneet "puhdistusvalinnan" tehokkuutta, mikä seuloa pois

haitallisia mutaatioita. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa valintatehokkuus on erittäin alhainen, koska matot ovat ravinnon ympäröimiä.

kaikilta puolilta. Tällaisessa tilanteessa jopa erittäin heikot, haitallisilla mutaatioilla ylikuormitetut voivat selviytyä ja lisääntyä.

eläimet. Uudessa kokeellisessa asetelmassa tämä tasaus lopetettiin. Ryömiä seinän yli

viideskymmenes sukupolvi. C. elegansin matoja voidaan säilyttää pakastettuna pitkään. Tämä helpottaa suuresti sellaista

kokeiluja. Kokeen keston aikana näyte ensimmäisen sukupolven matoja makasi hiljaa pakastimessa.

Kunto mitattiin seuraavasti. Madot sekoitettiin genomissa yhtä suuressa suhteessa kontrollimatojen kanssa

johon valaiseva proteiinigeeni insertoitiin ja istutettiin kokeelliseen järjestelyyn. Eläimille annettiin aikaa

ylittää este ja lisääntyä, ja sitten määritettiin ei-valoisten yksilöiden prosenttiosuus jälkeläisissä. Jos tämä prosentti

lisääntynyt 50. sukupolvessa ensimmäiseen verrattuna, mikä tarkoittaa, että kokeen aikana kunto parani,

jos väheni, niin rappeutuminen tapahtui.
Kokeen tulokset on esitetty kuvassa. Ne osoittavat yksiselitteisesti, että ristiin hedelmöittyminen

on tehokas keino torjua geneettistä kuormitusta. Mitä korkeampi ristihedelmöitystaajuus, sitä parempi

lopputulos (kaikki kuvan rivit kasvavat vasemmalta oikealle). Keinotekoisesti lisääntynyt mutaationopeus

johti kaikkien matorotujen rappeutumiseen (kuntokyvyn laskuun), paitsi OO - "pakolliset risteytykset".
Jopa niillä roduilla, joissa mutageneesiä ei ole keinotekoisesti kiihdytetty, ristiinhedelmöityksen tiheys

antoi etua. Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa tämä etu ei näy, koska madot eivät tarvitse sitä

kiivetä seinien yli päästäksesi ruokaan.
On uteliasta, että toisessa kahdesta kontrollirodusta OS ("pakolliset itselannoitteet"), jopa lisäämättä nopeutta

mutaatioita, ristihedelmöityksen hylkääminen johti rappeutumiseen (vasen neliö ylemmässä käyräparissa

luku on alle nollan).
Kuva osoittaa myös, että taajuus ristiinhedelmöityksen useimmissa "villi" roduissa (WT) aikana

kokeilu osoittautui huomattavasti korkeammaksi kuin alkuperäinen 5%. Tämä on ehkä tärkein tulos. Se tarkoittaa, että kovassa

olosuhteet (tarkoittaen sekä tarvetta kiivetä esteen yli että lisääntynyttä mutageneesinopeutta) luonnolliset

valinta antaa selkeän edun yksilöille, jotka lisääntyvät ristihedelmöityksellä. Tällaisten yksilöiden jälkeläisiä

osoittautuu elinkelpoisemmaksi, ja siksi kokeen aikana on olemassa valinta, jolla on taipumus risteytyä

lannoitus.
Näin ollen ensimmäinen koe vahvisti vakuuttavasti hypoteesin, että ristiinhedelmöitys auttaa

populaatioita päästäkseen eroon haitallisista mutaatioista.
Toisessa koesarjassa testattiin, auttaako ristiinhedelmöitys kehittämään uusia mukautuksia.

keräämällä hyödyllisiä mutaatioita. Tällä kertaa matojen piti ylittää vyöhyke päästäkseen ruokaan,

Patogeenisten Serratia-bakteerien asuttama. Nämä bakteerit, jotka pääsevät C. elegansin ruoansulatuskanavaan, aiheuttavat

mato on vaarallinen sairaus, joka voi johtaa kuolemaan. Selviytyäkseen tässä tilanteessa matojen oli joko

oppia olemaan syömättä haitallisia bakteereja tai kehittämättä vastustuskykyä niille. Minkä vaihtoehdon aiheet valitsivat?

matopopulaatioita ei tunneta, mutta yli 40 sukupolven ajan OO-rodut ovat sopeutuneet täydellisesti uusiin olosuhteisiin, WT-rodut

sopeutuivat jonkin verran huonommin, ja OS-rodut eivät sopeutuneet ollenkaan (niiden selviytyminen ympäristössä, jossa on haitallisia bakteereja

pysyi alkuperäisellä alhaisella tasolla). Ja jälleen, kokeen aikana rotuissa WT kasvoi jyrkästi valinnan vaikutuksesta.

ristihedelmöityksen tiheys.
Siten ristiinhedelmöitys auttaa väestöä sopeutumaan muutokseen

olosuhteet, tässä tapauksessa - patogeenisen mikrobin ilmestymiseen. Se, että WT:n kokeen aikana

ristihedelmöityksen tiheys lisääntyi, mikä tarkoittaa, että pariutuminen urosten kanssa (toisin kuin

itsehedelmöitys) antaa hermafrodiiteille välittömän mukautumisedun, joka on ilmeisesti painavampi

"kaksinkertainen hinta", jonka he joutuvat maksamaan urosten tuottamisesta.
On huomattava, että ristihedelmöitystä ei tapahdu vain kaksikotisissa organismeissa. Esimerkiksi,

monet selkärangattomat ovat hermafrodiitteja, jotka eivät hedelmöitä itseään, vaan toisiaan - ristiin. klo

kasvien ristipölytys biseksuaalisten ("hermafrodiitti") yksilöiden välillä ei ole myöskään lievästi sanottuna harvinaista. Molemmat hypoteesit

tässä työssä testatut soveltuvat varsin sellaisiin hermafrodiitteihin. Toisin sanoen tämä työ ei todistanut sitä

"Ristinen hermafroditismi" on jonkin verran huonompi kuin kaksikkoisuus. Mutta ensimmäistä näistä kahdesta vaihtoehdosta et tarvitse

maksaa pahamaineisen "kaksinkertaisen hinnan". Siksi ongelma on edelleen olemassa.
Suoritetut kokeet paljastivat itsehedelmöityksen haitat ristiinhedelmöitykseen verrattuna, mutta ne eivät selittäneet

miksi monet organismit pitivät kaksikkoisuutta parempana "ristihermafroditismin" sijaan. Avain tämän arvoituksen ratkaisemiseen

todennäköisimmin seksuaalinen valinta. Kaksikotisuus antaa naisille mahdollisuuden valita huolellisesti kumppaninsa,

ja tämä voi toimia lisäkeinona lisätä haitallisen hylkäämisen ja hyödyllisen kertymisen tehokkuutta

mutaatioita. On mahdollista, että tämä hypoteesi saa joskus kokeellisen vahvistuksen.

Miten hermafrodiittimatojen jälkeläiset eroavat toisistaan. Lisää seksin eduista tai vähemmän on parempi. Miesten tuplahinta

Miesten tuplahinta

Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?

Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen

Miesten tuplahinta

Miksi niitä ylipäätään tarvitaan?

Ainutlaatuinen esine miesten roolin tutkimiseen

Miehiä kaivataan! Testattu kokeellisesti

Ilmoita kirjoitusvirheestä

Toimituksellemme lähetettävä teksti:

Kommenttisi (valinnainen):