ลูกหลานของหนอนกระเทยจะแตกต่างกันอย่างไร เพิ่มเติมเกี่ยวกับประโยชน์ของการมีเพศสัมพันธ์หรือน้อยกว่านั้นดีกว่า ผู้ชายราคาสองเท่า

สัตว์ที่ผสมพันธุ์ได้เองขยายพันธุ์ สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกัน เร็วกว่าสัตว์ที่ไม่แน่นอนสองเท่า ทำไม dioecy ถึงมีอิทธิพลเหนือธรรมชาติ? เพื่อตอบคำถามนี้ Caenorhabditis elegansบ้างก็ปฏิบัติแค่การผสมข้ามพันธุ์ บ้างก็การปฏิสนธิด้วยตนเอง การทดลองกับเวิร์มเหล่านี้สนับสนุนสมมติฐานสองข้อเกี่ยวกับประโยชน์ของการผสมข้ามพันธุ์ ข้อดีประการหนึ่งคือการทำความสะอาดแหล่งรวมยีนของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ประการที่สองคือการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป

ผู้ชายราคาสองเท่า

ทำไมเราถึงต้องการการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ทำไมเราถึงต้องการผู้ชาย? คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ไม่ชัดเจนเท่าที่ควร

นักวิวัฒนาการชื่อดัง จอห์น เมย์นาร์ด สมิธ ดึงความสนใจไปที่ความจริงจังของปัญหานี้ในหนังสือของเขา วิวัฒนาการของเพศ(1978). Maynard Smith ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับความขัดแย้งที่เขาเรียกว่า "ค่าใช้จ่ายในการมีเพศสัมพันธ์เป็นสองเท่า" สาระสำคัญของมันคือ สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (หรือการปฏิสนธิด้วยตนเอง) นั้นมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของการผสมข้ามพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับเพศชาย (ดูรูป) กล่าวอีกนัยหนึ่งผู้ชายต้องเสียค่าประชากรอย่างต้องห้าม การปฏิเสธของพวกเขาทำให้ได้รับอัตราการสืบพันธุ์ในทันทีและที่สำคัญมาก เรารู้ว่าในทางเทคนิคอย่างหมดจด การเปลี่ยนจากการไม่แน่นอนและการปฏิสนธิข้ามเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นเป็นไปได้ทีเดียว มีตัวอย่างมากมายทั้งในพืชและในสัตว์ (ดูตัวอย่าง: ตัวเมียของจอมอนิเตอร์โคโมโดยักษ์ จิ้งจกทำซ้ำโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเพศชาย "องค์ประกอบ" , 26.12.2006) อย่างไรก็ตาม เผ่าพันธุ์ที่ไม่อาศัยเพศและประชากรกระเทยที่ผสมพันธุ์ด้วยตนเอง ด้วยเหตุผลบางอย่าง ยังไม่ได้แทนที่ผู้ที่สืบพันธุ์ในลักษณะ "ปกติ" ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ชาย

ทำไมพวกเขาถึงต้องการอยู่แล้ว?

จากที่กล่าวไปแล้ว การผสมข้ามพันธุ์ควรให้ประโยชน์บางประการ ซึ่งมีความสำคัญมากจนเกินดุลถึงประสิทธิภาพในการผสมพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากการปฏิเสธเพศผู้ ยิ่งกว่านั้นข้อดีเหล่านี้ควรปรากฏขึ้นทันทีและไม่ใช่บางครั้งในล้านปี การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่สนใจโอกาสที่อยู่ห่างไกล

มีสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของผลประโยชน์เหล่านี้ (ดู: วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) เราจะดูพวกเขาสองคน วงล้อแรกเรียกว่า “วงล้อ Möller” (ดู: วงล้อของมุลเลอร์) วงล้อเป็นอุปกรณ์ที่แกนสามารถหมุนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น สาระสำคัญของแนวคิดคือหากการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ ลูกหลานของมันจะกำจัดมันออกไปไม่ได้แล้วและจะส่งต่อเหมือนคำสาปแช่งชั่วอายุคนตลอดไป ปฏิเสธทั้งจีโนม ไม่ใช่ยีน ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศสามารถสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายได้อย่างต่อเนื่อง (ภายใต้เงื่อนไขบางประการ) หนึ่งในเงื่อนไขเหล่านี้คือขนาดจีโนมที่ใหญ่เพียงพอ , อย่างไรก็ตาม จีโนมมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสัตว์อื่นๆ บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาสามารถหาเงินเลี้ยงตัวเองได้ (ดูด้านล่าง)

หากสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและฝึกการผสมข้ามพันธุ์ จีโนมแต่ละตัวจะกระจัดกระจายและผสมกันอย่างต่อเนื่อง และจีโนมใหม่จะก่อตัวขึ้นจากชิ้นส่วนที่เคยเป็นของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน เป็นผลให้สาระสำคัญใหม่เกิดขึ้นซึ่งสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศไม่มี - ยีนพูลประชากร ยีนได้รับโอกาสในการทวีคูณหรือคัดแยกอย่างเป็นอิสระจากกัน ยีนที่มีการกลายพันธุ์ที่ไม่ประสบความสำเร็จสามารถถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก และยีนที่เหลืออยู่ ("ดี") ของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพ่อแม่สามารถรักษาไว้อย่างปลอดภัยในประชากร

ดังนั้นแนวคิดแรกคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีส่วนทำให้จีโนมบริสุทธิ์จาก "ภาระทางพันธุกรรม" กล่าวคือช่วยกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องป้องกันการเสื่อมสภาพ (ลดลงในสมรรถภาพโดยรวมของประชากร)

แนวคิดที่สองคล้ายกับแนวคิดแรก นั่นคือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเร่งการสะสมของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่กำหนด สมมุติว่าบุคคลหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่ง อีกคนหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่ง หากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีเพศ พวกมันมีโอกาสน้อยที่จะรอให้การกลายพันธุ์ทั้งสองมารวมกันในจีโนมเดียวกัน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศให้โอกาสดังกล่าว มันทำให้การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นใน "สมบัติทั่วไป" ของประชากรอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไปในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะต้องสูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างทางทฤษฎีทั้งหมดนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานบางประการ ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระบุว่าระดับของประโยชน์หรือความเป็นอันตรายของการผสมข้ามพันธุ์เมื่อเปรียบเทียบกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงขนาดประชากร อัตราการกลายพันธุ์ ขนาดจีโนม; การกระจายเชิงปริมาณของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับของความเป็นอันตราย/ประโยชน์; จำนวนลูกหลานที่ผลิตโดยผู้หญิงหนึ่งคน ประสิทธิภาพการคัดเลือก (ระดับของการพึ่งพาอาศัยกันของจำนวนลูกหลานที่ไม่ได้สุ่ม แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางพันธุกรรม) ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้บางตัวยากที่จะวัดได้ไม่เพียง แต่ในธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในประชากรในห้องปฏิบัติการด้วย

ดังนั้น สมมติฐานในลักษณะนี้ทั้งหมดจึงไม่ต้องการการพิสูจน์เชิงทฤษฎีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มากนัก (ทั้งหมดนี้มีอยู่มากมายอยู่แล้ว) แต่ต้องมีการตรวจสอบการทดลองโดยตรง อย่างไรก็ตาม มีการทดลองดังกล่าวไม่มากนัก (Colegrave, 2002. Sex เผยแพร่ขีดจำกัดความเร็วของวิวัฒนาการ // ธรรมชาติ. V. 420. หน้า 664–666; Goddard et al., 2005. เพศเพิ่มประสิทธิภาพของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในประชากรยีสต์ทดลอง // ธรรมชาติ. V. 434. หน้า 636-640). การศึกษาใหม่โดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโอเรกอนเกี่ยวกับพยาธิตัวกลม Caenorhabditis elegansแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงประสิทธิผลของกลไกการพิจารณาทั้งสองที่ให้ข้อได้เปรียบแก่ประชากรที่ไม่ทอดทิ้งเพศชาย แม้ว่าจะมี "ราคาสองเท่า" ก็ตาม

วัตถุเฉพาะสำหรับศึกษาบทบาทของผู้ชาย

แสดงความคิดเห็น (22)

ยุบความคิดเห็น (22)

ฉันสงสัยว่าทำไมบทความนี้ไม่พิจารณาคำอธิบายที่ค่อนข้างง่ายสำหรับ "แรงผลักดัน" สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ: การอยู่รอดในสภาวะที่ยากลำบากกว่านั้นต้องการความเป็นชายมากกว่า (หรือ "ความเป็นชาย" หากคุณต้องการ) เหล่านั้น. กลยุทธ์แรกในการต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดคือการเพิ่มกิจกรรมและความแข็งแกร่งเพื่อให้สามารถทนต่อความทุกข์ยากได้

ที่. ยิ่งชีวิตยากขึ้น ผู้ชายก็จะยิ่งเป็น "ผู้ชาย" มากขึ้น ส่งผลให้ความแตกต่างทางเพศแข็งแกร่งขึ้น แน่นอนว่าผู้ชายที่กระตือรือร้นจะทำให้ผู้หญิงมีความกระตือรือร้นมากขึ้น ดังนั้น - และการเสริมความแข็งแกร่งของการแบ่งขั้ว, tk ทายาทของผู้ชายน่าจะเป็นผู้ชายเองมากที่สุด

อีกหนึ่งกลยุทธ์ในการจัดการกับความยากลำบากของชีวิตคือ "ผู้หญิง" กล่าวคือ การเพิ่มความสามารถในการปรับตัวให้สูงสุด "ความลื่นไหล" "ความคล่องตัวทางพันธุกรรม" วิธีนี้ช่วยให้คุณจัดการกับการโจมตีทางชีวภาพและทางเคมีได้ดียิ่งขึ้น

เนื่องจากกลยุทธ์เหล่านี้ตรงกันข้ามโดยเนื้อแท้ (การเผชิญปัญหาแบบแอคทีฟกับการพักแบบพาสซีฟ) การรวมพวกมันไว้ในสิ่งมีชีวิตเดียว (แต่เดิมคือกระเทย) นั้นไม่มีประโยชน์

ดังนั้น หากเรานำประชากรกระเทยเริ่มแรก โดยการบังคับให้สมาชิกของกลุ่มต่อสู้เพื่อชีวิตเป็นเวลานานพอสมควร ในที่สุด เราก็จะได้ประชากรเพศที่แยกจากกัน และกำไรทั้งหมดจากการสะสม/การกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายจะเป็นผลข้างเคียงเท่านั้น

นอกจากนี้ จากนี้ไปประชากรเพศเดียวกันควรประสบความสำเร็จมากขึ้นในสภาพการดำรงอยู่ที่มั่นคงเพียงพอหรือ "ไม่เครียด" ซึ่งเราสามารถปรับ "ครั้งแล้วครั้งเล่า" ได้ หากสภาวะต่างๆ มักเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะที่คาดเดาไม่ได้ และการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวส่งผลกระทบทั้งทางกายภาพ (อุณหภูมิ ความดัน การผลิตอาหาร) และพารามิเตอร์ทางชีวเคมี (องค์ประกอบอาหาร จุลินทรีย์) ย่อมเป็นประโยชน์มากกว่าที่จะมีพาหะที่มีความเชี่ยวชาญสูงของสองกลยุทธ์ที่แตกต่างจากประเภทเดียว ของผู้ให้บริการด้วย "สากล" แต่กลยุทธ์ที่ไม่มีประสิทธิภาพ

อเล็กซานเดอร์ ฉันสงสัยว่าคุณสามารถหักล้างการตีความการทดลองนี้ได้หรือไม่ เท่าที่ฉันเข้าใจ มันไม่ได้ขัดแย้งกับข้อมูลที่ได้รับ แต่แทนที่จะเป็นข้อโต้แย้งเชิงนามธรรมเกี่ยวกับ "ประโยชน์ทางพันธุกรรม" มันทำให้คุณสมบัติฟีโนไทป์ที่ง่ายและเข้าใจได้ของสิ่งมีชีวิตอยู่แถวหน้า ซึ่งแน่นอนว่าเกี่ยวข้องทางอ้อมกับ จีโนไทป์

ตอบกลับ

• อาจมีบางอย่างในเรื่องนี้ แต่ "กำไรจากการสะสม / การกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย" เป็นกลไกที่แท้จริงที่แสดงออกทันทีและโดยตรง แต่สิ่งที่คุณพูดมีแนวโน้มที่จะคาดหวังมากขึ้นว่ากำไรจะปรากฏ "ใน ไม่กี่ล้านปี" โดยเฉพาะสำหรับเรื่องนี้ ฉันได้กล่าวถึงล้านปีในบันทึกย่อ เพื่อที่จะทดสอบสมมติฐานของคุณ คุณต้องพัฒนามัน ทำให้มันเป็นทางการ หยิบยกสมมติฐานที่ทดสอบได้บางอย่างขึ้นมา ที่สำคัญจะทำงานที่นี่และตอนนี้อย่างไร?
  และเป็นเรื่องแปลกที่คุณเห็นในบันทึกย่อว่า "การให้เหตุผลเชิงนามธรรมเกี่ยวกับอรรถประโยชน์ทางพันธุกรรม": ฉันลองสิ่งที่ตรงกันข้าม - หลีกเลี่ยงการใช้เหตุผลเชิงนามธรรมอย่างเฉียบขาด กลไกเหล่านี้ ("การคัดแยก" การกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและเป็นประโยชน์) ใช้งานได้จริงที่นี่และเดี๋ยวนี้ เห็นได้ชัดว่ามีความเข้าใจผิดบางอย่างที่นี่

  ตอบกลับ

  • ดูเหมือนว่าฉันต้องชี้แจงถ้อยคำ

    1) สำหรับฉัน การให้เหตุผลเกี่ยวกับอรรถประโยชน์ทางพันธุกรรมเป็น "นามธรรม" ในความหมายที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด - การให้เหตุผลในลักษณะนี้ เราแยกจากกลไกทางกายภาพ/พฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจง กลไกเหล่านี้เกี่ยวข้องกับยีนอย่างแน่นอน แต่ความสัมพันธ์นี้ไม่เข้มงวดและไม่เชิงเส้น ดังนั้นเมื่อเราพูดถึงพฤติกรรม เราแทบไม่รู้เรื่องยีนเลย และในทางกลับกันด้วย ในแง่นี้ ความรู้เกี่ยวกับแง่มุมหนึ่งเป็น "นามธรรม" ที่เกี่ยวข้องกับความรู้ในอีกแง่มุมหนึ่ง ฉันหวังว่าถ้อยคำนี้จะไม่ทำให้คุณคัดค้าน

    2) ฉันไม่เห็นด้วยกับการตีความผลการทดสอบที่ชัดเจน

    ฉันเพิ่งอ่านบทความโดยตั้งใจอีกครั้ง และสำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าการแทนที่ "การผสมข้ามพันธุ์" ด้วย "กลยุทธ์การแยกทางเอาตัวรอด" จะไม่เปลี่ยนเนื้อหา อุดมการณ์ หรือข้อสรุปเลย ตามภาพประกอบ ต่อไปนี้คือคำพูดที่ "แก้ไข" จำนวนหนึ่ง:

    "ผลการทดลองแสดงในรูป แสดงให้เห็นชัดเจนว่า _การแยกกลยุทธ์การเอาตัวรอด_เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับภาระทางพันธุกรรม [อ่าน - การต่อสู้เพื่อประสิทธิภาพในการเอาชีวิตรอด] _การแยกกลยุทธ์การเอาตัวรอดให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น_ ยิ่งดี ผลลัพธ์สุดท้าย (ทุกบรรทัดในรูปเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา) อัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่เป็นธรรมนำไปสู่การเสื่อมสภาพ (ความฟิตลดลง) ของเวิร์มทุกสายพันธุ์ ยกเว้น _ผู้ที่ถูกบังคับให้ย้ายไปยังกลยุทธ์การเอาตัวรอดแบบไบนารี_ - " บังคับลูกผสม".

    "แม้แต่สำหรับสายพันธุ์เหล่านั้นที่การกลายพันธุ์ไม่ได้เร่งขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ _การทำให้เข้มข้นของการแยกกลยุทธ์การเอาชีวิตรอด_ยังให้ประโยชน์"

    "เป็นเรื่องแปลกที่ในหนึ่งในสองสายพันธุ์ควบคุม OS ("การใส่ปุ๋ยด้วยตนเอง") แม้จะไม่ได้เพิ่มอัตราการกลายพันธุ์ก็ตาม ความล้มเหลวในการ _separate กลยุทธ์การเอาชีวิตรอด หรือการไม่สามารถทำเช่นนั้น_ นำไปสู่การเสื่อมสภาพ (กล่องด้านซ้ายใน เส้นโค้งคู่บนในรูปอยู่ต่ำกว่าศูนย์)"

    ดังนั้น ฉันไม่ต้องรอถึงล้านปี การทดลองที่จำเป็นได้ดำเนินการแล้ว _แล้ว_ และอธิบายไว้ในบทความที่คุณอ้างถึง แค่เปลี่ยนสูตรดั้งเดิมของข้อความแจ้งปัญหาโดยเน้นที่กระบวนการเฉพาะของปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ("กลยุทธ์การเอาชีวิตรอด") และไม่ใช่กลไก "นามธรรม" (_with_to_this_interaction_) ของการข้าม - การปฏิสนธิ ส่วนที่เหลือสามารถปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง - บทความนี้จะแสดงความคิดของฉันได้อย่างสมบูรณ์แบบ ราวกับว่าฉันได้คิดค้นและดำเนินการทดลองทั้งหมดเหล่านี้ด้วยตัวเอง แต่ทำไมทำสิ่งเดียวกันสองครั้ง? :))

    ตามเหตุผลที่ฉันให้มา เราสามารถตั้งสมมติฐานที่เป็นรูปธรรม ตรวจสอบได้ และหักล้างได้ที่เกี่ยวข้องกับการทดลองชุดที่สอง: ในการต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร กลยุทธ์สองประการของการเอาตัวรอดควรนำไปสู่ การกระตุ้นกลยุทธ์ "ผู้หญิง" - ตัวอย่างเช่น "การย่อย" แบคทีเรียที่เป็นอันตราย, เปลี่ยนพวกมันให้เป็นอาหาร, แม้ว่าไม่ดี, หรือปรับตัวเข้ากับพวกมันและพัฒนาภูมิคุ้มกัน ดังนั้นจึงสามารถคาดได้ว่าภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว การเพิ่มขึ้นของการผสมข้ามพันธุ์จะไม่สัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของ "ความเป็นชาย" ของเพศชาย (ตามที่เป็นไปได้มากที่สุดในการทดลองครั้งแรก) แต่มีการเพิ่มขึ้นใน “ความเป็นผู้หญิง” ของผู้หญิง นี่คือคำตอบของคำถามที่ว่า "การทำงานที่นี่และตอนนี้เป็นอย่างไร" ในบทความ ช่วงเวลานี้ถูกข้ามไป ("ตัวเลือกใดที่เลือกโดยกลุ่มทดลองของเวิร์มไม่เป็นที่รู้จัก")

    ตอบกลับ

    • บางที อาจจะ แต่ปัญหาหลักที่นี่คือ "การผสมข้ามพันธุ์" เป็นความจริงที่สังเกตได้โดยตรง อัตราการปฏิสนธิข้ามเป็นปริมาณที่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ ในขณะที่คุณ "แยกกลยุทธ์การเอาตัวรอด" เป็นการตีความ สมมติฐานประเภทหนึ่งที่ต้องได้รับการทดสอบเป็นพิเศษ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครทดสอบหรือวัดขอบเขตที่เวิร์มใช้ (หรือไม่ได้ใช้) ความเป็นไปได้ของการแยกตัวดังกล่าว

      ตอบกลับ

      • ก่อนการทดลองที่อธิบายไว้ในบทความ สมมติฐานการปฏิสนธิข้ามพันธุ์ก็เป็นเพียงสมมติฐานเช่นกัน ในทางกลับกัน จากมุมมองของ "การแยกกลยุทธ์การเอาชีวิตรอด" การเปลี่ยนไปใช้การผสมข้ามพันธุ์เป็นผลที่ตามมาตามธรรมชาติ ดังนั้นการทดลองที่อธิบายไว้ในบทความจึงถือเป็นการยืนยันทางอ้อมของสมมติฐานที่ฉันอธิบาย

        และถ้าคุณไม่เสนอสมมติฐาน ก็จะไม่มีอะไรต้องตรวจสอบ

        ในกรณีนี้ คุณสามารถทำซ้ำการทดลองที่อธิบายไว้ในบทความได้ แต่อย่าเน้นที่พารามิเตอร์ที่สังเกตได้ทางกลไก (การผสมข้ามพันธุ์) แต่เน้นที่พลวัตของกระบวนการ (_ใครกันแน่_ - "เพศชาย" หรือ "เพศหญิง" เป็นผู้รับผิดชอบ ในบางสภาวะ) และชีวเคมี ซึ่งแน่นอนว่าจะต้องอาศัยการทดลองที่ใช้เวลานานและละเอียดอ่อนกว่ามาก แต่ดูเหมือนพวกเขาจะต้องรออีกเป็นล้านปี (หรือผู้ทดลองอีก 50 รุ่น) ...

        โดยหลักการแล้วองค์ประกอบทั้งหมดสำหรับการทดลองดังกล่าวมีอยู่แล้ว: คุณต้องแนบยีนสำหรับโปรตีนเรืองแสงหลากสีเข้ากับยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ไข่และสเปิร์มแล้วดูว่าสีใดจะเหนือกว่าใน สถานการณ์ที่กำหนด หากไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจน คุณสามารถยึดติดกับยีนที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์ฮอร์โมนเพศ (เช่น เทสโทสเตอโรนและเอสโตรเจนที่คล้ายคลึงกัน)

        อีกอย่าง ฉันเคยสนใจคำถามนี้มาตลอด เราจะรู้ได้อย่างไรว่าการเพิ่มยีนโปรตีนเรืองแสงไม่ได้เปลี่ยนการทำงานของยีนหลักหรือโมเลกุลที่ติดตาม ถึงกระนั้น สิ่งมีชีวิตเป็นระบบที่ค่อนข้างซับซ้อน และโดยการเพิ่มยีนสำหรับโปรตีนเรืองแสง โดยทั่วไปแล้วเราไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอนว่าสิ่งมีชีวิตใหม่นั้นคล้ายกับสิ่งมีชีวิตเดิมอย่างสิ้นเชิง

        ตอบกลับ

        • "... ก่อนการทดลองที่อธิบายไว้ในบทความและสมมติฐานของการผสมข้ามพันธุ์ก็เป็นเพียงสมมติฐาน ... " สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง: ระบบกำหนดเพศใน C. elegans นั้นห่างไกลจากที่รู้จักกันในบทความนี้ และเบรนเนอร์รู้จักเพียงเพศผู้เท่านั้นที่ให้การปฏิสนธิข้ามเพศเมื่อ "เปลี่ยน" เวิร์มเหล่านี้เป็นวัตถุแบบจำลอง ดูเช่น http://wormbook.org/toc_sexdetermination.html

          อย่าหลงไปกับ "การตีความ" นักวิจัยมีสมมติฐานบางอย่างอยู่ในหัวและนำไปทดสอบในการทดลอง หากผลลัพธ์ออกมาแตกต่างออกไป ก็ควรที่จะยอมรับว่าสมมติฐานนี้ใช้การได้ไม่ดี หากคุณมีสมมติฐานของคุณเอง - พัฒนาการออกแบบการทดลองและดำเนินการตามนั้น: สมมติฐานจะกำหนดการทดลองเพื่อล้มล้างการทดลองนั้นเอง ไม่ใช่ในทางกลับกัน

          "... เราจะรู้ได้อย่างไรว่าการเพิ่มยีนโปรตีนเรืองแสงไม่ได้เปลี่ยนการทำงานของยีนหลัก ... " สำหรับวัตถุแบบจำลอง เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าอิทธิพลของยีนโปรตีนเรืองแสงมีต่อการทำงานของเซลล์และการทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยรวม นอกจากนี้ ผลกระทบนี้ (เท่าที่ฉันรู้จากวรรณคดีแมลงหวี่) มีผลลบปานกลาง แต่เรากำลังพูดถึงวิธีที่สะดวกในการพิจารณาแบบรวมของญาติ (!) ฟิตเนส

          ตอบกลับ

          • 1) ฉันไม่ค่อยเข้าใจว่าทำไมคุณถึงตัดสินใจว่าอเล็กซานเดอร์กับฉันพูดถึงระบบการกำหนดเพศ การผสมข้ามพันธุ์ในการอภิปรายของเราถูกมองว่าเป็นลักษณะการปรับตัวที่ส่งเสริมการอยู่รอดอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

            ตำแหน่งของผู้เขียนบทความสรุปว่าเนื่องจากบุคคลที่ปรับตัวมากขึ้นมีการปฏิสนธิข้ามบ่อยครั้งมากขึ้น พูดคร่าวๆ บุคคลที่สามารถเอาชีวิตรอดในสภาวะที่ยากลำบากกว่า "ตระหนักดี" ว่าพวกเขาควรล้างกลุ่มยีนของพวกเขา ของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและสะสมสิ่งที่มีประโยชน์ , และย้ายไปยังการผสมข้ามพันธุ์อย่างรวดเร็ว

            ฉันชี้ให้เห็นว่าข้อเท็จจริงเดียวกันสามารถตีความได้แตกต่างกัน - หากมีกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่เชื่อมโยงกับเพศสองแผน ความจำเป็นในการต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดทำให้เกิดการกระตุ้นกลยุทธ์เหล่านี้และเป็นผลให้ความแตกต่างระหว่างเพศแข็งแกร่งขึ้น อันที่จริงนำไปสู่การปฏิสนธิข้าม.

            จากมุมมองนี้ ความจริงที่ว่าแนวโน้มของการปฏิสนธิข้ามมีเพิ่มขึ้นไม่ได้ทำให้สมมติฐานข้อใดข้อหนึ่งมีความได้เปรียบ ซึ่งได้รับการพิสูจน์อย่างชัดเจนด้วยความช่วยเหลือของใบเสนอราคาที่ "ดัดแปลง" เหล่านั้น. สมมติฐานที่ว่า "อยู่ในหัว" ของนักวิจัยในความเป็นจริงไม่ได้รับการพิสูจน์ - มันไม่ได้ถูกหักล้าง ที่จริงแล้ว ถ้ามันถูกหักล้าง ก็ไม่น่าจะมีการตีพิมพ์ - ในมนุษยศาสตร์พวกเขาไม่ชอบผลลัพธ์เชิงลบ ขออภัย ฉันไม่สามารถให้ลิงก์โดยตรงได้ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้มีรายงานในข่าวเกี่ยวกับการทดลองในหัวข้อการเผยแพร่การศึกษาที่ "เชิงลบ"

            2) "การตีความ" (เช่น การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี) เป็นสิ่งที่แยกความแตกต่างระหว่างวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และวิทยาศาสตร์วิศวกรรมศาสตร์จากมนุษยศาสตร์ (ซึ่งรวมถึงชีววิทยา) ได้อย่างแม่นยำ เพราะ ฉันเป็นวิศวกรโดยการศึกษา ดังนั้นฉันจึงพยายามดูแบบจำลองทางทฤษฎีที่เข้มงวดเบื้องหลังปรากฏการณ์นี้ ไม่ใช่การให้เหตุผลทั่วไป แม้ว่าพวกเขาจะอยู่ภายใต้การทดลองที่ประสบความสำเร็จก็ตาม

            3) ฉันเสนอการออกแบบการทดลองที่จะอนุญาตให้ฉันทดสอบสมมติฐานของฉัน (บ่งชี้กิจกรรมของสถานะ "ชาย" / "หญิง" โดยใช้โปรตีนเรืองแสง) แต่เพราะว่า ฉันเป็นวิศวกร ไม่ใช่นักชีววิทยา ฉันไม่สามารถทำการทดลองนี้ได้ ดังนั้น แม้ว่าสมมติฐานของฉันจะถูกต้อง และด้วยเหตุนี้ จะช่วยให้เข้าใจกลไกการวิวัฒนาการได้ลึกซึ้งขึ้นมาก มันจะยังคง "ลงน้ำ" เป็นเวลานานมาก - จนกว่านักชีววิทยาคนใดคนหนึ่งจะผ่าน 50-100 ปี ไม่คิดเหมือนกันกับตัวเอง น่ารำคาญ...

            ตอบกลับ

            • มันไม่เกี่ยวกับการตีความ มีสมมติฐานและมีการทดสอบ นอกจากนี้ยังมีความพยายามที่จะอธิบายความคลาดเคลื่อนระหว่างผลลัพธ์กับความคาดหวัง และข้อเสนอต่อไปนี้สำหรับการตั้งค่าการทดสอบใหม่ การทดลองไม่ได้เกิดขึ้นเอง - วิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ (ซึ่งรวมถึงชีววิทยา) ไม่ได้สร้างขึ้นบนแนวทางอุปนัย (โปรดอธิบายด้วยคำสั้นๆ ว่าทำไมคุณถึงถือว่าชีววิทยามาจากมนุษยศาสตร์ และคุณจะทิ้งอะไรไว้ในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในตอนนั้น)
              ความคิดเห็นของฉันเกี่ยวกับการผสมข้ามพันธุ์ (นอกเหนือจากคำพูดของ Alexander) มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นว่านี่คือค่าที่วัดได้ "โดยตรง" ไม่ใช่สมมติฐาน แต่เป็นปัจจัย ฉันไม่เถียงว่า _ศักยภาพ_ "การทำให้กลยุทธ์การเอาตัวรอดที่เข้มข้นขึ้น" ของคุณเชื่อมโยงกับปัจจัยนี้ ในแง่หนึ่ง สมมติฐานของคุณอาจกลายเป็นวิทยาศาสตร์มากกว่า เท็จมากขึ้นและให้ข้อมูลมากขึ้น โปรดกำหนดไว้อย่างเฉพาะเจาะจงมากขึ้น สำหรับฉันดูเหมือนว่า 50-100 ปีจะไม่ต้องรอ Geodakyan แสดงบางสิ่งที่ใกล้เคียงหรือไม่?
              เกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่ผลลัพธ์เชิงลบไม่ได้รับการเผยแพร่ ฉันแนะนำคุณถึงบทความนี้: http://site/news/431169 แนวคิดดั้งเดิม (และแพร่หลาย) คือฟีโรโมนเพศหญิงมีบทบาทในการดึงดูดเฉพาะสปีชีส์ สมมติฐานนี้ (ในการกำหนดโดยตรง) ถูกปฏิเสธ เนื่องจากบุคคลที่ไม่มี "กลิ่น" เป็นพันธมิตรที่น่าดึงดูดยิ่งกว่าสำหรับผู้ชาย แม้แต่ในสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน หลังจากนี้ มีการกำหนดสมมติฐานทางเลือก (และให้ข้อมูลมากขึ้น) และการทดลองใหม่มุ่งเป้าไปที่การทดสอบ อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเริ่มต้นอื่น ๆ - เกี่ยวกับบทบาทของ enocytes ในการผลิตฟีโรโมนและบทบาทของฟีโรโมนชายในการป้องกันการติดต่อกับเพศเดียวกันและดึงดูดผู้หญิง - ไม่ได้ถูกหักล้างและได้รับการเสริมแรงอย่างมากเนื่องจากการทดลองมุ่งเป้าไปที่ ผลลัพธ์ที่ลึกซึ้งที่สุดของสมมติฐานเหล่านี้

              ตอบกลับ

              • 1) ฉันดีใจที่บทสนทนาของเรากำลัง "นำพา" ไปสู่การอภิปรายทางวิทยาศาสตร์ที่สงบ

                ความก้าวหน้าของสมมติฐานและการตรวจสอบการทดลองเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในวิทยาศาสตร์ใดๆ คำถามทั้งหมดคือจะตีความผลลัพธ์ที่ได้รับอย่างไรและจะนำไปรวมกับผลรวมของความรู้ที่ทราบอยู่แล้วได้อย่างไร ดังนั้น สำหรับตัวฉันเอง ฉันคิดว่าเป็นวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่มีวิธีการสร้างสมมติฐานที่มีพลังการทำนายที่ค่อนข้างจริงจัง และการไม่ยืนยันเชิงทดลอง (เช่น การไม่มีผลกระทบกับพารามิเตอร์อุปกรณ์ที่มีอยู่) หรือผลลัพธ์เชิงลบของ การทดลองนี้ทำให้คุณสามารถคาดการณ์ใหม่ที่แคบลงหรือขยายช่วงการค้นหาในทางกลับกัน ฟิสิกส์เป็นของวิทยาศาสตร์อย่างแน่นอน เมื่อเร็ว ๆ นี้ เท่าที่ฉันเข้าใจ เคมีได้เริ่มเข้าเกณฑ์นี้แล้ว

                ในทางชีววิทยา (ต่างจากอณูชีววิทยา) อนิจจาจนถึงตอนนี้ อุดมการณ์ยังค่อนข้างใกล้เคียงกับระดับของศตวรรษที่ 19 - ที่นี่ฉันไม่เห็นวิธีการสำหรับการตีความ UNIQUE และการจัดระบบทั้งอาร์เรย์ข้อมูลที่มีอยู่แล้วและการสร้าง สมมติฐานที่มีกำลังการทำนายสูง (เช่น กฎของโอห์มหรือกฎของนิวตัน) นั่นคือเหตุผลที่ฉันอ้างถึงมนุษยศาสตร์ซึ่งมีวิธีที่ค่อนข้างพัฒนามาอย่างดีในการรวบรวมข้อมูล แต่ยังไม่ได้พัฒนาวิธีการทำงานที่เชื่อถือได้ในการระบุกฎพื้นฐานของธรรมชาติตามข้อมูลเหล่านี้ แม้แต่กฎพื้นฐานของชีววิทยา - กฎวิวัฒนาการ - ยังเป็นคำอธิบายและไม่มีอำนาจในการทำนาย ซึ่งทำให้ "การตีความ" เช่นเนรมิตนิยมและการสร้างสรรค์ที่ชาญฉลาดมีอยู่ เห็นได้ชัดว่า "การตีความ" ดังกล่าวจะหายไปนานแล้วหากกฎวิวัฒนาการมีพลังทำนายเช่นเดียวกับกฎของโอห์ม

                2) "ในแง่หนึ่ง สมมติฐานของคุณอาจกลายเป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น กล่าวคือ เป็นเท็จมากขึ้นและให้ข้อมูลมากขึ้น โปรดกำหนดให้เฉพาะเจาะจงมากขึ้น สำหรับฉันแล้ว ดูเหมือนว่าคุณจะไม่ต้องรออีก 50-100 ปี: ทำ Geodakyan พูดอะไรใกล้ ๆ "

                ตัดสินจากข้อความในบทความของ Geodakyan (http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC30W.HTM) ตำแหน่งของเขาค่อนข้างใกล้เคียงกับที่ฉันแสดงออกมา แต่ก็มีประเด็นสำคัญจากฉันด้วย มุมมอง วิสัยทัศน์ ความแตกต่าง สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ Geodakyan "แนบ" แนวคิดของเขากับสภาพแวดล้อมภายนอก ในขณะที่ฉันพยายามหารูปแบบเดียวกันจากกลไกระดับโมเลกุลและชีวเคมีของการทำงานของร่างกาย อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ประชากรที่มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม (เว้นแต่เรากำลังพูดถึงร่างกายที่ออกผลซึ่งเกิดจากกลุ่มแบคทีเรีย) แต่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด "โดยตัวมันเอง" และทฤษฎีที่ "จริง" ควรได้มาจากกระบวนการที่สังเกตได้ (พลวัตของประชากรขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อม) อย่างแม่นยำจากคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน (ไม่ว่าจะเป็นเพศชาย เพศหญิง หรือกระเทย) ซึ่งไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่น

                ดังนั้นฉันจึงพยายามตอบคำถาม: "กระบวนการทางอณูพันธุศาสตร์และชีวเคมีคืออะไรอันเป็นผลมาจากการที่ภายใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อมในกระเทยหรือสิ่งมีชีวิต parthenogenetic ในระยะแรกแนวโน้มต่อพฟิสซึ่มทางเพศเพิ่มขึ้น"

                ในการพยายามตอบคำถามนี้ ข้าพเจ้าเสนอสมมติฐานว่าในการเปลี่ยนจากสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวไปเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ "แนวคิด" ประการแรกของการสืบพันธุ์คือการใช้กลไกเดียวกันกับสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียว - การแบ่งหรือการแตกหน่อ (เช่นเดียวกับวิศวกรทั่วไป ธรรมชาติค่อนข้างอนุรักษ์นิยมและจะไม่เกิดสิ่งใหม่โดยไม่มีเหตุผลร้ายแรง :)))

                ตามตรรกะนี้ สามารถสันนิษฐานได้ว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์แรกสุด หลังจากที่ย้ายออกจากการแตกหน่อ/การแบ่งตัว การเกิดพาร์ธีโนเจเนซิสที่ "ประดิษฐ์ขึ้น" กล่าวคือ "แก้ไข" หน้าที่ของการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมที่อยู่เบื้องหลังโครงสร้างพิเศษ - อวัยวะสืบพันธุ์ เป็นไปได้มากว่านี่เป็นช่วงก่อนการแบ่งตัวเป็นสัตว์และพืช ดังนั้นการเกิด parthenogenesis "ในปัจจุบัน" เป็นเพียงการรำลึกถึงกลไกแบบโบราณ เป็นไปได้ว่า "การเกิด parthenogenesis หลัก" เกี่ยวข้องกับเซลล์สืบพันธุ์ที่ "เท่าเทียมกัน" สองเซลล์ซึ่งแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยในการทำงาน

                ในเวลาเดียวกัน กลยุทธ์หลักของการปรับตัว/การเอาตัวรอด - "การต่อสู้" และ "การปรับตัว" - มีแนวโน้มมากที่สุดว่า "ประดิษฐ์" โดยเซลล์เดียวที่ยังคงมีเซลล์เดียว แต่แน่นอน อยู่ในรูปแบบทั่วไปที่สุด ค่อนข้างจะเรียกว่า "ความคิดทั่วไป" มากกว่ากลยุทธ์ที่จริงจัง ในอีกทางหนึ่ง เป็นที่ชัดเจนว่า ในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวทุกเซลล์ถูกบังคับให้เป็นผู้ถือกลยุทธ์ทั้งสองนี้

                อย่างไรก็ตาม ความจุของหน่วยความจำและความซับซ้อนของการจัดระเบียบในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์นั้นสูงกว่าในเซลล์เดียว ดังนั้นเมื่อย้ายไปที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ประการแรก ความซับซ้อนและพัฒนากลยุทธ์เหล่านี้ และประการที่สอง เพื่อจัดสรร "หน่วยความจำธนาคาร" เฉพาะทาง สำหรับการจัดเก็บของพวกเขา เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญพื้นฐานของกลยุทธ์เหล่านี้เพื่อความอยู่รอด จึงไม่น่าแปลกใจที่ในท้ายที่สุด ธนาคารหน่วยความจำเหล่านี้ "ถูกวาง" ไว้ในที่ที่น่าเชื่อถือที่สุด จากมุมมองของการส่งยีน อวัยวะสืบพันธุ์: "คุณ อาจไม่ฉลาดหรือสวยงาม แต่คุณต้องสามารถอยู่รอดได้ในทุกสถานการณ์"

                ขั้นตอนต่อไปคือการกระเทยเช่น ความพยายามที่จะเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของกลยุทธ์ทั้งสองภายในสิ่งมีชีวิตเดียว ในขั้นตอนนี้ มีความแตกต่างเพิ่มขึ้นระหว่างเซลล์สืบพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการปฏิสนธิ ซึ่งเกิดจากการสะสมของความแตกต่างในกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่ตรึงไว้ที่อวัยวะเพศ ในท้ายที่สุด "การเพิ่มประสิทธิภาพทางพันธุกรรม" นำไปสู่การปรากฏตัวของไข่และตัวอสุจิที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนทั้งในโครงสร้างและการทำงาน

                และขั้นตอนสุดท้ายคือการตรึงเพศพฟิสซึ่ม (และด้วยเหตุนี้การแยกฟีโนไทป์ของกลยุทธ์การเอาชีวิตรอด) เริ่มแรกผ่านการเพิ่มความเข้มข้นของการปฏิสนธิข้ามพันธุ์และจากนั้นในรูปแบบของการแบ่งแยกประชากรเป็นชายและหญิง .

                ข้อดีของแบบจำลองนี้คือ จากมุมมองของฉัน สามารถทำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการวิวัฒนาการการแบ่งแยกทางเพศทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น (เริ่มจากเซลล์เดียว) โดยวางในแบบจำลองเพียงไม่กี่สูตรที่เรียบง่ายและชัดเจน หลักการ

                ในทางกลับกัน ตามแบบจำลองนี้ เป็นไปได้ที่จะทำการคาดคะเนที่ตรวจสอบได้และหักล้างได้ ทั้งเกี่ยวกับขั้นตอนหลักของวิวัฒนาการ (ซึ่งสามารถตรวจสอบได้บนพื้นฐานของข้อมูลซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบแล้ว) และเกี่ยวกับสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ที่ถูกบังคับให้ต่อสู้ เพื่อความอยู่รอด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตามที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ หนึ่งในการคาดการณ์ก็คือเมื่อมีภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมต่างๆ กลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่ต่างกันควรเกี่ยวข้อง ซึ่งควรแสดงออกในการกระตุ้นกลไกทางพันธุกรรมต่างๆ ที่เชื่อมโยงกับการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ และในทางกลับกันควรนำไปสู่ ​​(อย่างน้อยในระดับชีวเคมี) เพื่อเพิ่มความแตกต่างทางเพศ (ในสิ่งมีชีวิตกระเทยในขั้นต้น) และเป็นผลให้มีการปฏิสนธิข้ามเพิ่มขึ้น

                ฉันคาดหวังว่าหากกำหนดสูตรอย่างถูกต้อง โมเดลเดียวกันนี้จะอนุญาตให้เปลี่ยนจากการปฏิสนธิข้ามเป็น parthenogenesis/hermaphroditism ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เอื้ออำนวยในระยะยาว จากนี้ไปเราสามารถสรุปข้อสรุปเกี่ยวกับความซบเซาและความเสื่อมโทรมของสังคมที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในกรณีที่ความเป็นอยู่ที่ดีเป็นเวลานานเกินไปอันเป็นผลมาจากการเสริมความแข็งแกร่งขององค์ประกอบ "ผู้หญิง" ในประชากร .

                3) "เกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่ผลลัพธ์เชิงลบไม่ได้รับการเผยแพร่"
                ตัวอย่างของคุณไม่ประสบความสำเร็จ - นี่เป็นเพียงตัวอย่างของผลลัพธ์ที่ "เป็นบวก" เช่น DENIALS (ไม่ยืนยันผลลัพธ์ที่คาดหวังอย่างสูง) บวกกับการระบุกลไกใหม่

                ผลลัพธ์เชิงลบคือเมื่อคุณตั้งสมมติฐานที่สามารถยืนยันได้ หรือไม่ได้รับการยืนยัน และไม่ได้รับการยืนยัน ในกรณีนี้ ผลลัพธ์จะเป็นลบหากการผสมข้ามพันธุ์ไม่เพิ่มขึ้น (และไม่มีใครคาดหวังว่าจะต้องเพิ่มขึ้น _under_the_conditions_ เนื่องจากไม่มีข้อกำหนดเบื้องต้นในการทดลองสำหรับสิ่งนี้ ซึ่งแตกต่างจากการทดลองกับฟีโรโมน)

                ตอบกลับ

              • ขออภัยในความล่าช้า ไม่มีเวลาตอบนาน...

                1.1) ฉันดีใจที่ความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับตรรกะของวิทยาศาสตร์อยู่ใกล้คุณและฉันมาก อย่างไรก็ตาม การตัดสินเกี่ยวกับคำถามที่ว่า "จะตีความผลลัพธ์ที่ได้รับและจะรวมเข้ากับผลรวมของความรู้ที่รู้อยู่แล้วได้อย่างไร" ดูเหมือนจะแปลกสำหรับฉัน ไม่ชัดเจนว่า "ผลรวมของความรู้" คืออะไร? คุณหมายถึง "ความคิดของเราเกี่ยวกับ ... " หรือ "พื้นฐานทางทฤษฎี" หรือไม่? มีคำถามเกี่ยวกับการตีความหรือไม่? จะบอกว่าเกิดเฉพาะช่วงเปลี่ยนกระบวนทัศน์เท่านั้น ในช่วงเวลาที่เหลือ คำตอบจะได้รับจากกระบวนทัศน์ที่มีอยู่ ซึ่งให้สมมติฐาน เพื่อทดสอบว่าการทดลองเหล่านี้มุ่งเป้าไปที่ใด หากได้รับการหักล้างของสมมติฐานดั้งเดิมดังที่คุณสังเกตเห็น สิ่งนี้จะกระตุ้นการค้นหาใหม่ (ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในยามวิกฤต นั่นคือ ความขัดแย้งที่เพิ่มขึ้นของกระบวนทัศน์และ "ความเป็นจริง" ตามที่ปรากฏในการทดลอง)

                1.2) "ในทางชีววิทยา ... อนิจจาจนถึงตอนนี้อุดมการณ์ยังค่อนข้างใกล้เคียงกับระดับของศตวรรษที่ 19 - ที่นี่ฉันไม่เห็นวิธีการตีความ UNIVERSAL และการจัดระบบทั้งอาร์เรย์ข้อมูลที่มีอยู่และการตั้งสมมติฐานด้วย พลังทำนายอันยิ่งใหญ่ ... "
                ฉันเห็นด้วยอย่างยิ่งกับคุณและเสียใจกับคุณ: บางสาขาวิชาชีววิทยาอยู่ไกลจาก "อุดมคติ" ของวิทยาศาสตร์ของ Popper แต่ไม่ทั้งหมด นอกเหนือจากอณูชีววิทยาและส่วนอื่น ๆ ของชีววิทยาเซลล์แล้ว วิทยาศาสตร์ของนิเวศวิทยาในรูปแบบที่ทันสมัย ​​ภูมิคุ้มกันวิทยา จุลชีววิทยา ส่วนของสรีรวิทยา พันธุศาสตร์ และอื่นๆ ยังคงดำเนินชีวิตตามหลักการของลัทธิหลังโพสิทีฟ ช่องว่างที่สำคัญที่เห็นได้ชัดมีอยู่ในส่วนวิวัฒนาการหลายส่วน นอกจากนี้ ตัวอย่างเช่น ในเชิงพรรณนาเชิงระบบ สมมติฐานไม่ได้ถูกกำหนดขึ้นเลย (ซึ่งไม่มีทางเบี่ยงเบนจากงานของการอธิบายความหลากหลายทางชีวภาพ)
                อย่างไรก็ตาม มนุษยศาสตร์เรียกว่า "สาขาวิชาที่ศึกษาบุคคลในขอบเขตของกิจกรรมทางจิตวิญญาณ จิตใจ คุณธรรม วัฒนธรรมและสังคมของเขา" ซึ่งรวมถึงบางพื้นที่ที่ทำงานตามกฎหมายของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังรวมถึงสาขาวิชาอภิปรัชญาที่สำคัญหลายอย่างด้วย ดังนั้น การระบุแหล่งที่มาทางชีววิทยาของมนุษยศาสตร์จึงเป็นที่น่าสงสัย

                2) "และทฤษฎีที่ "จริง" ควรได้รับกระบวนการที่สังเกตได้... จากคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันอย่างแม่นยำ...

                ประโยคนี้ไม่ชัดเจนสำหรับฉัน:
                ทฤษฎี "ความจริง" หมายถึงอะไร?
                - แล้วหลักการของระบบล่ะ?

                คำถามการวิจัยทั่วไปของคุณเข้าใจได้ แต่สิ่งที่ตามมาคือชุดของข้อโต้แย้งที่ฉันไม่เห็นความเชื่อมโยงเชิงตรรกะกับคำถามเดิม คำถามเกี่ยวกับกลไก ข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับวิวัฒนาการของกลยุทธ์การผสมพันธุ์
                ในย่อหน้าแรกของสมมติฐาน: ไม่ชัดเจนว่าคุณจะทดสอบสมมติฐานของคุณเกี่ยวกับกลยุทธ์การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในอดีตอันไกลโพ้นได้อย่างไร (วัสดุสมัยใหม่ไม่น่าจะช่วยที่นี่ ยกเว้นว่าสาหร่ายจะอนุญาตให้ "จำลอง" กระบวนการแยกเพศเหล่านี้)
                รูปแบบของข้อความต่อไปนี้ไม่อนุญาตให้มีการปลอมแปลง โปรดอธิบายว่าพวกเขาสามารถปฏิเสธได้อย่างไร นอกจากนี้ "ความคิดทั่วไป", "ความจุหน่วยความจำ" คืออะไร?
                ความคิดเห็นทั่วไป: คุณได้กำหนดแนวความคิดของ "การเกิดพาร์ทิโนเจเนซิส" และ "การกระเทย" ใหม่อย่างชัดเจนสำหรับตัวคุณเอง ด้วย parthenogenesis (ในความหมายปกติ) จำเป็นต้องมีเซลล์สืบพันธุ์เพียงเซลล์เดียว Hermaphrodites (ในความหมายปกติ) มีอวัยวะสืบพันธุ์สองประเภทและผลิตทั้งตัวอสุจิและเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง การกระเทยสามารถเกิดขึ้นก่อนการเกิดขึ้นของ gametes (แตกต่าง) ได้อย่างไร?
                ย่อหน้าเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองกระบวนการวิวัฒนาการไม่ชัดเจน ทำไมการสร้างแบบจำลองจึงจำเป็น? อะไรกันแน่ที่จะถูกสร้างแบบจำลอง?
                ย่อหน้าเกี่ยวกับ "การคาดคะเนที่ทดสอบได้และหักล้างได้" ดูเหมือนว่าสำหรับฉันจะมีเฉพาะข้อความที่ทดสอบได้

                3) ความคาดหวัง "ผู้หญิงไม่มีกลิ่นสำหรับผู้ชายไม่เป็นที่สนใจ" ไม่ได้รับการยืนยัน นักวิจัยรู้สึกประหลาดใจ พวกเขาต้องเปลี่ยนการกำหนดคำถามทั่วไปและทดสอบสมมติฐาน

                ตอบกลับ

                • ขอบคุณสำหรับคำถามที่น่าสนใจ คำตอบกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นต้องใช้เวลาในการกำหนด

                  1) เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้าใจผิดในอนาคต ฉันต้องการเน้นว่าฉันแสดงมุมมองส่วนตัวของฉันที่นี่ ซึ่งอาจไม่ตรงกับมุมมองที่ยอมรับโดยทั่วไป หากเราปฏิบัติตามรูปแบบที่เข้มงวด ในแต่ละกรณีของความคลาดเคลื่อนดังกล่าว ควรให้คำอธิบายข้อกำหนดและคำจำกัดความ ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณข้อความและความสามารถในการอ่านข้อความที่แย่ลง ถึงกระนั้น บทสนทนาของเราก็ใกล้เคียงกับการสนทนาฟรี (แม้ว่าจะถูกต้องตามหลักวิทยาศาสตร์) มากกว่า และไม่ใช่การตีพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด

                  จากสิ่งนี้ ฉันจงใจละเว้นคำอธิบายดังกล่าว โดยหวังว่าคู่สนทนาจะสามารถเข้าใจอย่างอิสระจากบริบทว่าทำไมฉันถึงทำเช่นนี้ หรือจะถามคำถามเฉพาะ คำตอบที่จะใช้ พื้นที่น้อยกว่า "คำอธิบายเบื้องต้น"

                  ดังนั้นข้อความของฉันเกี่ยวกับ "มนุษยชาติ" ของชีววิทยาหมายถึงการจำแนกวิทยาศาสตร์ "ภายใน" ของฉันตาม "ประสิทธิผล" ของกระบวนทัศน์ของพวกเขามากกว่าตามวัตถุประสงค์ของการศึกษา รถม้าทั่วไปแบ่งวิทยาศาสตร์ออกเป็นธรรมชาติ ผิดธรรมชาติ และผิดธรรมชาติเท่านั้น :))

                  2) "ยังไม่ชัดเจนว่า "ผลรวมของความรู้" คืออะไร?

                  สำหรับฉัน มันคือการรวบรวมข้อเท็จจริงที่ทราบ (อย่างแรกคือ เป็นที่ยอมรับในทางวิทยาศาสตร์ หากเราพูดถึง "จำนวนความรู้ทางวิทยาศาสตร์") ตลอดจนวิธีการที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการประมวลผลข้อเท็จจริงเหล่านี้ ("ตรรกะ") และการคาดคะเนที่เกิดขึ้นบน พื้นฐานของข้อเท็จจริงและตรรกะเหล่านี้ เห็นได้ชัดว่าคำจำกัดความนี้มีทั้ง "ความคิดของเราเกี่ยวกับ ... " และ "พื้นฐานทางทฤษฎี" ตั้งแต่ มีหลายทฤษฎีที่มีพื้นฐานมาจาก "ความคิดเกี่ยวกับ..."

                  ในทางกลับกัน ฉันเชื่อมั่นอย่างสุดซึ้งว่าเราอยู่ในขั้นตอนของการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ไม่น้อยไปกว่าความตกใจที่เกิดจากการถือกำเนิดของกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ การเปลี่ยนแปลงนี้จะเชื่อมโยงกับคำอธิบายของชีวิตและจิตสำนึกเป็นกระบวนการทางกายภาพ กล่าวคือ "การขยาย" ของฟิสิกส์ไปสู่สาขาชีววิทยาและจิตใจ

                  บางทีฉันอาจจะก้าวไปข้างหน้ามากเกินไป แรงกดดันของข้อเท็จจริงที่สะสมและปัญหาที่ยังไม่ได้แก้ไขนั้น อันที่จริง ถูกปิดกั้นโดย "ขอบเขตของร้านค้า" (อย่างน้อยก็ในคำศัพท์เดียวกัน) ซึ่งปกป้องชีววิทยาจากผู้ที่ไม่ใช่นักชีววิทยาได้อย่างน่าเชื่อถือ แต่สำหรับฉัน ความจำเป็นในการปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์นี้ชัดเจน สำหรับผม เห็นได้ชัดว่ากระบวนการนี้ _ควร_ ถูกกระตุ้นโดยข้อมูลที่มาจากวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาชีวิตและปรากฏการณ์ของจิตสำนึก ดังนั้น สำหรับฉัน คำถามในการตีความข้อมูลที่ได้รับจากวิทยาศาสตร์เหล่านี้จึงค่อนข้างเกี่ยวข้อง เช่นเดียวกับข้อสงสัยเกี่ยวกับความจริงอย่างไม่มีเงื่อนไขของคำตอบที่เสนอโดยกระบวนทัศน์ที่มีอยู่ของวิทยาศาสตร์เหล่านี้ และตามจริงแล้วคำตอบเหล่านี้ไม่ได้มีให้บ่อยนัก ...

                  3) "- ทฤษฎี "จริง" หมายถึงอะไร?

                  เห็นด้วยควรใช้ "ความจริง" กำหนดความหมายให้ชัดเจน ในกรณีนี้ ด้วยข้อจำกัดของความรู้และความคิดของเรา ข้าพเจ้าขอเสนอให้พิจารณาทฤษฎีที่ "จริง" (แม่นยำกว่านั้นคือ "จริงที่สุด") ซึ่งก) มีพลังการทำนายสูงสุด และข) ไม่สามารถปลอมแปลงได้บนพื้นฐาน ของความรู้และความสามารถทางเทคนิคที่มีอยู่ทั้งหมดในขณะนี้ ในที่นี้ คำว่า "ทั้งหมด" มีความสำคัญโดยพื้นฐาน - ทฤษฎีที่ไม่สามารถปลอมแปลงบนพื้นฐานของกระบวนทัศน์ของวิทยาศาสตร์ส่วนนั้นซึ่งได้กำหนดขึ้น (เช่น ชีววิทยา) อาจขัดแย้งกับตรรกะหรือข้อเท็จจริงของวิทยาศาสตร์อื่น ๆ (สำหรับ เช่น ฟิสิกส์ หรือ ไซเบอร์เนติกส์)

                  4) คำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการปลอมแปลงสมมติฐาน "วิวัฒนาการ" ที่เสนอโดยฉันน่าจะเป็นสิ่งที่น่าสนใจที่สุด ที่นี่เราจะพบความแตกต่างเป็นระยะในแนวทางของ "วิศวกร" และ "นักชีววิทยา" เป็นระยะ และจะต้องใช้เวลาสักระยะกว่าวิธีการเหล่านี้จึงจะถูกนำมาใช้เป็นตัวส่วนร่วม

                  คำอธิบายของฉันเกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการของความแตกต่างทางเพศคือแทนที่จะเป็นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่า "ฉันจะไปทำอะไรในที่ของ Geodakyan" เพราะในตอนแรกเราได้สัมผัสกับงานของเขาแล้วและประการที่สองเขาได้รวบรวมที่น่าสนใจทีเดียว วัสดุ ซึ่งอย่างไรก็ตามจากมุมมองของฉันยังไม่ได้ข้อสรุปที่สมบูรณ์เพียงพอ

                  ในฐานะวิศวกร เมื่อพยายามทำความเข้าใจการทำงานของฟังก์ชันเฉพาะในระบบที่สังเกตได้ ฉันพยายามติดตามวิวัฒนาการของฟังก์ชันนั้นจากการใช้งานที่ง่ายที่สุดไปจนถึงฟังก์ชันปัจจุบัน เช่นเดียวกับที่สังเกตได้ ตัวอย่างเช่น ในวิวัฒนาการของ รถยนต์ คอมพิวเตอร์ และโปรแกรมต่างๆ ถ้าฉันจัดการเพื่อสร้างแบบจำลองของการพัฒนาฟังก์ชันที่จะอธิบายการมีอยู่ของมันในระบบ "ตั้งแต่เริ่มต้น" จนถึงปัจจุบัน ฉันจะเข้าใจตรรกะของการปรากฎในปัจจุบันได้ดีขึ้นมาก และบางทีอาจคาดการณ์ได้ เกี่ยวกับการสำแดงในสภาวะต่างๆ ดังนั้นฉันจึงพยายามติดตามกระบวนการทั้งหมด โดยเริ่มจากเซลล์เดียว หากฉันสามารถหาแบบจำลองที่ใช้งานได้จริงสำหรับวิวัฒนาการของ "กลยุทธ์" เชิงสมมุติฐานของการปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ฉันก็สามารถทำการคาดการณ์ตามแบบจำลองนี้และทดสอบพวกมันในเชิงทดลอง

                  เห็นได้ชัดว่า การตรวจสอบการทดลองของแบบจำลอง "วิวัฒนาการ" "ตั้งแต่เริ่มต้น" นั้นเป็นไปไม่ได้โดยพื้นฐาน - ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตเดียวที่ลงมาสู่ยุคของเราที่สามารถนำมาเป็นอะนาล็อกของ "สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวหลัก" ดังนั้น การตรวจสอบการทดลองจึงทำได้โดยเริ่มจากขั้นตอนวิวัฒนาการบางช่วงเท่านั้น แต่ไม่ใช่ "ตั้งแต่เริ่มต้น" ในบางแง่ สิ่งนี้คล้ายคลึงกับการไม่สามารถเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นทันทีหลังจากการเริ่มต้นของบิกแบง แต่ด้วยการระบุขั้นตอนของวิวัฒนาการซึ่งเราสามารถพยายามปลอมแปลงแบบจำลองได้ เราจะมีรากฐานที่มั่นคงภายใต้เท้าของเรา

                  ในท้ายที่สุด แบบจำลองที่ฉันเสนอเกี่ยวกับวิวัฒนาการของพฟิสซึ่มทางเพศค่อนข้างเป็นพันธุกรรมของประชากร เหล่านั้น. เราสามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของประชากรซึ่งแสดงโดยเซลล์ออโตมาตาที่เลียนแบบพฤติกรรมของ "เซลล์เดียวหลัก" จากนั้นจึงพยายามติดตามวิวัฒนาการของเซลล์เดียวไปยังหลายเซลล์ ในขณะเดียวกันก็ศึกษาความแตกต่างทางเพศ ในความเป็นจริง ในรูปแบบดังกล่าว เราจะสนใจพลวัตของการเปลี่ยนแปลงของยีนในประชากรและปฏิสัมพันธ์ของพาหะของยีนเหล่านี้กับสิ่งแวดล้อม

                  แบบจำลองดังกล่าวจะไม่เหมาะสำหรับการเปรียบเทียบกับข้อมูลทางบรรพชีวินวิทยาหรือข้อมูลทางชีววิทยาที่เฉพาะเจาะจง (กล่าวคือ เป็นไปไม่ได้ที่จะปลอมแปลง อย่างน้อยก็บนพื้นฐานของข้อมูลเหล่านี้) แต่การสังเกตพฤติกรรมสามารถให้ข้อมูลสำหรับการสร้างสมมติฐานที่ปลอมแปลงได้ซึ่งเชื่อมโยงกับ "ความเป็นจริงทางชีวภาพ" และการตรวจสอบการทดลองของพวกเขา

                  โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจาก "สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ทันสมัยทั้งหมด ในระหว่างการพัฒนา ไม่ช้าก็เร็วจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนกำเนิด (เซลล์เพศ) และส่วนร่างกาย ซึ่งอวัยวะอื่น ๆ ทั้งหมดพัฒนา (http://ru.wikipedia) .org/wiki/Gonotsit) " เราสามารถคาดหวังได้ว่าไม่ช้าก็เร็วกลไกที่คล้ายกันจะปรากฏในรูปแบบอัตโนมัติของเซลลูล่าร์ที่ "ถูกต้อง" เนื่องจาก มันเป็นธรรมชาติที่สุดจากมุมมองทางวิศวกรรม: ในตอนแรก "กลุ่มเซลล์" ควรได้รับความสามารถในการทำซ้ำโดยรวมแล้วจึงเป็นไปได้ที่จะคิดเกี่ยวกับวิธีการทำให้สมบูรณ์และสร้างสิ่งนี้ "รวมเป็นหนึ่งเดียว".

                  "แนวคิดทั่วไป" -- คำอธิบายเชิงเปรียบเทียบของอัลกอริธึม ซึ่งกำหนดขึ้นในรูปแบบทั่วไปและดั้งเดิมที่สุด ตัวอย่างเช่น "หลีกเลี่ยงความรู้สึกไม่พึงประสงค์" หรือ "พยายามไปยังที่ที่ถูกใจ" สูตรนี้ไม่ได้กำหนดว่า "หลีกเลี่ยง" หรือ "พยายาม" คืออะไร และถือว่า "ความรู้สึก" เป็นสิ่งที่แน่นอน แต่ไม่ได้ทำให้เป็นทางการ อย่าลืมว่าในที่นี้เรากำลังพูดถึง "เซลล์เดียวหลัก" และการใช้ถ้อยคำของอัลกอริทึมนั้น "ปรับ" ให้เข้ากับ "สถานะภายใน"

                  ตัวอย่างเช่น "แนวคิดทั่วไป" ของ phototropism ที่ระดับ "primary unicellular" สามารถกำหนดเป็น "ยิ่งเบายิ่งดี" ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การเกิด phototropism ทำให้เกิดลำดับของกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งแต่ละขั้นตอนอธิบายด้วยอัลกอริธึมของมันเอง ดังนั้น "ความจุหน่วยความจำ" คือความสามารถของร่างกายในการจัดเก็บ "แผนปฏิบัติการ" ที่มีรายละเอียดเพียงพอ

                  5) ฉันเห็นด้วย ฉันพูดไม่ค่อยถูกเกี่ยวกับการเกิด parthenogenesis เมื่อพูดถึง "เซลล์สองเซลล์" ฉันมีอยู่แล้วในใจขั้นตอนของการเปลี่ยนไปสู่การสืบพันธุ์แบบกะเทย ในขั้นตอนแรกสุด กระบวนการต้องเริ่มต้นด้วยการแบ่งเซลล์หนึ่งเซลล์ นั่นคือ "ใกล้เคียงที่สุด" กับสิ่งที่ต้นกำเนิดเซลล์เดียวมี

                  แนวคิดของเซลล์ที่ "เกือบจะเหมือนกัน" สองเซลล์มีพื้นฐานมาจากข้อมูลต่อไปนี้: "การเกิดพาร์เธโนเจเนซิสในโคโมโด กิ้งก่าเฝ้าสังเกตเป็นไปได้เพราะการสร้างไข่จะมาพร้อมกับการพัฒนาของโปโลไซต์ (ตัวขั้ว) ที่มีสำเนาดีเอ็นเอของไข่ที่ซ้ำกัน ; โปโลไซต์ไม่ตายและทำหน้าที่เป็นสเปิร์ม ทำให้ไข่กลายเป็นตัวอ่อน (http://ru.wikipedia.org/wiki/Parthenogenesis)"

                  เหล่านั้น. สามารถสันนิษฐานได้ว่าในช่วงการเปลี่ยนผ่านไปสู่กระเทย การเกิด parthenogenesis ในขั้นต้นนั้นเป็น "เซลล์เดียว" อย่างสมบูรณ์จากนั้นในบางจุดอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ที่ระยะของส่วนที่หนึ่งหรือสอง ความแตกต่างในการทำงานเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ลูกสาวหนึ่ง ซึ่งเป็น "ผู้หญิง" มากกว่า และอีก - - "เป็นผู้ชาย" มากกว่า จากนั้นความแตกต่างนี้ได้รับการแก้ไขทางพันธุกรรมจนถึงระดับที่ "การเปิดตัว" ของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นไปไม่ได้หากไม่มี "การกระตุ้นซึ่งกันและกัน" ของเซลล์สืบพันธุ์ เป็นไปได้มากว่าในระหว่างกระบวนการเดียวกันกลไกของไมโอซิสก็เกิดขึ้น

                  พูดตามตรง ฉันไม่ค่อยรู้วิธีนำเสนอข้างต้นว่าเป็นสมมติฐาน _biologically_ ที่ปลอมแปลงได้ ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าจะสามารถสร้างอัลกอริธึมเซลลูลาร์ดังกล่าวได้...

                  
                  b) เราจะพบว่าวิธีการของใครบางคน (ของคุณหรือของฉัน) นั้นกว้างกว่าและ "ดูดซับ" แนวทางของคู่ต่อสู้ จากนั้น ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ เราจะต้องยอมรับแนวทางที่กว้างขึ้นและละทิ้งแนวทางที่แคบกว่า หรือระบุให้ชัดเจนว่าเหตุใดจึงไม่จำเป็นต้องใช้แนวทางที่กว้างขึ้น (เช่น ซ้ำซ้อน) ในบริบทเฉพาะ ตัวอย่างเช่น มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะถือว่าโลกเป็นระบบที่ซับซ้อน หากเรากำลังศึกษาการเคลื่อนที่ของมันในวงโคจร ก็เพียงพอที่จะแสดงเป็นจุดสำคัญ

                  ค) เราจะพบว่าแนวทางต่าง ๆ เติมเต็มซึ่งกันและกัน จากนั้น ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ เราจะต้องกำหนดวิธีการสรุป (กว้างกว่า) อย่างชัดเจน ซึ่งจะรวมเอาทั้งสองอย่างของเราและยอมรับมัน

                  จากมุมมองนี้ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการวิพากษ์วิจารณ์อย่างมีเหตุผลว่า "สิ่งที่คุณไม่ชอบ" จะช่วยให้คุณเข้าใจได้อย่างรวดเร็วว่าสถานการณ์ใดที่เรากำลังเผชิญอยู่

                  2) Alexander มีข้อความที่ค่อนข้างใหญ่ ฉันต้องใช้เวลาพอสมควรกว่าจะเข้าใจ ขอบคุณสำหรับลิงค์

                  ตอบกลับ

                  ตอนนี้ฉันรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าจดหมายฉบับก่อนของฉันประมาณครึ่งหนึ่งถูกตัดออกไป ดูเหมือนว่ามีการจำกัดความยาวของข้อความที่ฉันไม่ทราบ ดังนั้นฉันจึงส่งข้อความในช่วงครึ่งหลัง

                  =============================
                  พูดตามตรง ฉันไม่ค่อยรู้วิธีนำเสนอข้างต้นว่าเป็นสมมติฐาน _biologically_ ที่ปลอมแปลงได้ ฉันเกือบจะแน่ใจว่าจะสามารถสร้างอัลกอริธึมออโตมาตันของเซลลูลาร์ที่จะแสดงขั้นตอนของวิวัฒนาการที่อธิบายไว้ข้างต้นได้ แต่สำหรับนักชีววิทยา นี่จะไม่ใช่ข้อพิสูจน์ แต่เป็นภาพประกอบ แม้ว่าจากมุมมองของอัลกอริธึม สิ่งนี้จะเป็นข้อพิสูจน์โดยตรงถึงความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของกระบวนการวิวัฒนาการดังกล่าว (อย่างน้อยก็ในสภาพแวดล้อมของออโตมาตาเซลลูลาร์)

                  ที่นี่เรากำลังเผชิญกับปัญหาพื้นฐานของชีววิทยาวิวัฒนาการ - มันเกี่ยวข้องกับระบบพื้นฐานที่วุ่นวาย (ในความหมายทางคณิตศาสตร์) (จากเซลล์เดียวไปจนถึงชีวมณฑล) และสำหรับระบบดังกล่าวไม่มี "ความเป็นเอกลักษณ์ของการทำงาน" และ "เอกลักษณ์" ของวิวัฒนาการตามไปด้วย ดังนั้น จากมุมมองของฉัน นักชีววิทยายึดถือสถิติไว้มาก - ช่วยให้พวกเขาพูดอย่างมั่นใจมากขึ้นหรือน้อยลงเกี่ยวกับ "อะไรคือ" เพราะ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพูดถึงสิ่งที่ "สามารถเป็นได้" ในระบบที่วุ่นวายซึ่งมีระดับความเป็นอิสระจำนวนมาก - "ทุกสิ่งสามารถเป็นได้" อยู่ที่นั่น

                  ปัญหาอีกประการหนึ่งคือ เท่าที่ฉันจำได้ สถานะปัจจุบันของระบบที่โกลาหลแทบไม่ขึ้นกับประวัติศาสตร์ก่อนประวัติศาสตร์ เหล่านั้น. มีหลายวิธีที่ระบบสามารถเข้าสู่สถานะที่กำหนดได้ไม่จำกัด และการพัฒนาเพิ่มเติมไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีที่ระบบจะเข้าสู่สถานะนี้ ดังนั้นในชีววิทยาวิวัฒนาการ ทั้ง "การทำนายอดีต" และ "การทำนายอนาคต" จึงเป็นไปไม่ได้ แต่มีเพียงการคาดการณ์เชิงเส้นในระยะสั้นเท่านั้น

                  6) "กระเทยสามารถเกิดขึ้นก่อนการปรากฏตัวของ gametes (แตกต่าง) ได้อย่างไร"

                  ฉันขอแนะนำว่าอาจเป็นผลแรกสุดของความแตกต่างนี้ หรือเกิดขึ้นพร้อมกันก็ได้

                  ตรรกะในที่นี้มีดังนี้ โครงสร้างใหม่ปรากฏขึ้นเนื่องจาก "การออกแบบ" ของฟังก์ชันใหม่ นอกจากนี้ ในขั้นต้น ฟังก์ชัน "ใหม่" นี้จะดำเนินการบนพื้นฐานของโครงสร้างที่มีอยู่ก่อนแล้ว เหล่านั้น. ขั้นแรก หน้าที่ของการแยกแยะองค์ประกอบทางเคมีของสิ่งแวดล้อมปรากฏขึ้น (ตัวอย่างเช่น บนพื้นฐานของโปรตีนเซลล์เมมเบรนที่สามารถทำหน้าที่ของมอเตอร์ได้) และจากนั้นก็จะมีโปรตีนตัวรับพิเศษปรากฏขึ้นและ (ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์) โครงสร้างที่ เล่นบทบาทของ "ลิ้น" และ "จมูก" "

                  ดังนั้น เมื่อพูดถึงกระบวนการของการก่อตัวของพฟิสซึ่ม สันนิษฐานได้ว่าในสิ่งมีชีวิต parthenogenetic เดิม การแบ่งเซลล์สืบพันธุ์ออกเป็น "ส่วน" ที่แตกต่างกันสองส่วนตามหน้าที่ได้ปรากฏตัวครั้งแรกและได้รับการแก้ไข (ซึ่งไม่ต้องการ "การสนับสนุน" จากพิเศษ โครงสร้าง) และเมื่อความต้องการเกิดขึ้นสำหรับ "รุ่น" ของ "ส่วน" เหล่านี้ในลักษณะที่เป็นอิสระ ก็ปรากฏโครงสร้างที่ "เชี่ยวชาญ" ในยุคนั้น

                  นอกจากนี้ยังอาจกลายเป็นว่าแท้จริงแล้วกระเทยที่ "แรกสุด" เป็นเพียงการกลายพันธุ์ของพาร์เธโนเจเนติกส์ที่มีอวัยวะสืบพันธุ์ที่เหมือนกันสองอันในตอนแรก - บางอย่างเช่นสองหัว เนื่องจากลักษณะทางพันธุกรรมของเขา ลูกหลานของเขาทั้งหมดจึงมีโครงสร้างร่างกายที่คล้ายคลึงกัน และเมื่อมีทายาทเหล่านี้มากพอที่จะเริ่มกระบวนการวิวัฒนาการ "ความเชี่ยวชาญ" ของอวัยวะสืบพันธุ์ก็เริ่มขึ้น อันเป็นผลมาจากการที่เซลล์สืบพันธุ์และกระเทยที่ "เต็มเปี่ยม" ปรากฏขึ้น

                  อีกครั้ง ฉันไม่เห็นว่าสมมติฐานข้างต้นสามารถปลอมแปลงได้อย่างไร วิธีที่ง่ายและรวดเร็วที่สุดคือการให้ข้อเท็จจริงที่ไม่สอดคล้องกับสมมติฐาน พูดตามตรง ฉันคาดหวังให้คุณ (ฉันคิดว่าเป็นนักชีววิทยามืออาชีพ) ที่จะมีฐานความรู้เพียงพอที่จะชี้ให้เห็นถึงความไม่ถูกต้องของสมมติฐานเหล่านี้ในทันที (เช่นในกรณีของการเกิด parthenogenesis) หรืออย่างน้อยก็อธิบายสั้นๆ ว่าทำไมการปลอมแปลง "ทางชีวภาพ" ของข้อความเหล่านี้เป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ จากนั้นเราอาจพยายามจำกัดหรือเปลี่ยนถ้อยคำเพื่อให้เกิดการปลอมแปลงได้ ในฐานะวิศวกรและโปรแกรมเมอร์ วิธีเดียวที่ฉัน "จำไว้" คือการสร้างแบบจำลองในรูปแบบของเซลลูลาร์ออโตมาตาตามหลักการที่กำหนดไว้อย่างดี ซึ่งจะแสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมที่คาดหวัง แต่สำหรับนักชีววิทยา นี่อาจไม่มีความหมายอะไรเลย

                  การปลอมแปลงอย่างชัดแจ้งของโมเดล "อัตโนมัติ" ดังกล่าวจะเป็นข้อพิสูจน์ที่เข้มงวดถึงความเป็นไปไม่ได้ในการสร้างอัลกอริธึมดังกล่าว (ด้วยหลักการพื้นฐานที่ตายตัว) เหล่านั้น. อย่างเป็นทางการมันเป็นสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงลักษณะการเรียนรู้แบบสำนึกพื้นฐานของตัวแบบแล้ว เรื่องนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ความไม่สามารถดำเนินการได้ของแบบจำลองเฉพาะที่ใช้ในการทดสอบไม่สามารถเป็นเครื่องพิสูจน์การปลอมแปลงที่เข้มงวดได้ - เราสามารถพูดได้เสมอว่าเงื่อนไขเริ่มต้นของการทดสอบนั้นเลือกได้ไม่ดีหรืออัลกอริธึมไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ

                  อันที่จริง ยิ่งฉันคิดเกี่ยวกับหัวข้อนี้มากเท่าใด ฉันก็ยิ่งสรุปได้ว่าเกณฑ์ความเท็จในวิวัฒนาการไม่น่าจะนำไปใช้ เหล่านั้น. ปรากฎว่าในที่นี้ การพิสูจน์สมมติฐานเชิงทดลองทำได้ง่ายกว่าการเสนอวิธีปลอมแปลงอย่างชัดเจน ฉันจะเรียกมันว่า "คำสาปของระบบที่วุ่นวาย" โดยการเปรียบเทียบกับ "คำสาปแห่งมิติ" ที่เกิดขึ้นในการวิเคราะห์และการสร้างแบบจำลองของปัญหาที่ค่อนข้างซับซ้อน

                  7) สำหรับการทดสอบงานของ "กลยุทธ์เชิงพฤติกรรม" ที่เกี่ยวข้องกับเพศนั้น ตั้งแต่เริ่มแรก ฉันได้เสนอการทดลองเพื่อยืนยันหรือพิสูจน์หักล้างมัน (การแสดงภาพการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีในร่างกายของหนอนที่ต่อสู้เพื่อความอยู่รอด)

                  สมมติฐานเบื้องต้นคือในหมู่เวิร์มที่เอาชนะอุปสรรค ในตอนแรกมีเปอร์เซ็นต์ที่มากพอของบุคคล "ชาย" หรือการเปลี่ยนไปใช้ด้าน "ชาย" ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการเอาชนะสิ่งกีดขวาง ในกรณีแรก เราจะเห็นได้ทันทีว่านักปีนเขามีเปอร์เซ็นต์ "ผู้ชาย" ค่อนข้างสูง หรือเราจะเห็นว่า "ความเป็นชาย" เพิ่มขึ้นหลังจาก "มาราธอน" ในทางกลับกัน สันนิษฐานว่าสภาวะที่เกี่ยวข้องกับการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมจะมีการเปลี่ยนแปลงไปทางด้าน "ผู้หญิง" อีกทางเลือกหนึ่ง คาดว่าการทดลองหนึ่งหรือทั้งสองครั้งจะเพิ่มแนวโน้มทั้งสองพร้อมกัน ("ชาย" และ "หญิง")

                  หากการทดลองยืนยันการคาดการณ์เหล่านี้ สมมติฐาน "สองกลยุทธ์" ก็สามารถได้รับการพิสูจน์ได้ หากไม่มีข้อใดที่สมเหตุสมผล ก็ถือว่าสมมติฐานนี้ผิด หากในทั้งสองกรณีมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางเดียว ("ชาย" หรือ "หญิง") ก็จะเป็นการปลอมแปลงสมมติฐานเดิม แต่จะทำให้เราตั้งสมมติฐานใหม่ได้

                  บางทีนี่อาจเป็นข้อสันนิษฐานที่เป็นรูปธรรมและปลอมแปลงได้มากที่สุด แต่ฉันยังไม่เข้าใจว่าคุณกำลังวิพากษ์วิจารณ์เขาเพื่ออะไร จากมุมมองของฉัน ทุกอย่างชัดเจนค่อนข้างชัดเจน

                  ตอบกลับ

                  ฉันดูบันทึกของอเล็กซานเดอร์

                  แน่นอนว่าข้อมูลที่ให้มานั้นน่าสนใจ ไม่ทราบว่ามีเซลล์เดียวที่มีคุณสมบัติพิเศษเช่นนี้

                  สำหรับฉัน Protozoon เป็นตัวอย่างคลาสสิกของแบบจำลองหุ่นยนต์ ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายได้ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของกฎเริ่มต้นง่ายๆ ฉันได้แต่ดีใจที่นักชีววิทยามี "หุ่นยนต์เคลื่อนที่" ที่พวกเขาสามารถเล่น "ชีวิต" (เกมของออโตมาตาเซลลูลาร์) แบบสดๆ ได้ ปุนที่น่าสนใจเปิดออก :)

                  ตอนนี้ เมื่อทราบกฎการทำงานของหุ่นยนต์นี้แล้ว คุณสามารถเสริมและขยายกฎเหล่านี้ได้ ดังนั้นจึงมีตัวเลือกอื่นๆ ที่เป็นไปได้มากมายสำหรับรูปแบบชีวิต ยิ่งกว่านั้น ไม่จำเป็นต้องทำเช่นนี้ในหลอดทดลอง เพราะความเรียบง่ายของกฎเกณฑ์ ทุกสิ่งสามารถทำได้บนเครื่อง

                  แต่นี่ไม่ใช่สิ่งที่เรากำลังพูดถึง ใช่ แบบจำลองดังกล่าวอาจเหมาะสำหรับการอธิบายการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์เดียวเป็นหลายเซลล์ (และจากนั้น หากกฎเกณฑ์ที่สมเหตุสมผลสำหรับการแยกเนื้อเยื่อถูกสร้างขึ้น!) แต่จากมุมมองของฉัน มันไม่เกี่ยวอะไรกับหัวข้อบทสนทนาของเรา - การเกิดขึ้นของพฟิสซึ่มทางเพศ

                  อย่างไรก็ตาม ฉันยังไม่ชัดเจนนักว่าการรวมเซลล์สืบพันธุ์ในโปรโตซูนเป็นอย่างไร กระบวนการนี้มีประโยชน์เฉพาะภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย เมื่อมีเซลล์สืบพันธุ์จำนวนมาก และความน่าจะเป็นของการรวมกันระหว่างการตั้งถิ่นฐานนั้นค่อนข้างสูง การแบ่งตามไมโอซิสภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยมักเป็นผลมาจากความดั้งเดิม (เอกลักษณ์) ของอัลกอริทึม

                  ในทางกลับกัน เซลล์เดี่ยวนี้มีกลไกแบบไมโอซิสอยู่แล้ว เป็นเรื่องยากสำหรับฉันที่จะพูดอะไร แต่จากมุมมองของฉัน กลไกนี้ "ก้าวหน้าเกินไป" สำหรับเซลล์ที่มีเซลล์เดียวหลัก แม้ว่าจะเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวแรกสุดมีโครโมโซมชุดเดียวและจากนั้นไมโอซิสก็ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการรวมตัวของเซลล์ดังกล่าวและหลังจากนั้น - ไมโทซิสในฐานะ "การแบ่งส่วนร่วม" โดยไม่ต้อง "ลดลงครึ่งหนึ่ง" วัสดุโครโมโซม

                  ไม่ว่าใครจะพูดอะไร แต่ถ้าเราพูดถึง "สองกลยุทธ์" ที่บทสนทนาของเราเริ่มต้นขึ้น ฉันจะต้องยอมรับว่ากลไกของไมโอซิสควรสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพวกเขา ดังนั้นจึงค่อนข้างเป็นไปได้ที่ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับ "การแยกกลยุทธ์" ปรากฏในสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวในสมัยโบราณ

                  อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณดู "แผนงานของออนโทจีนี" ของฉันเกี่ยวกับพฟิสซึ่มทางเพศ คุณมักจะเห็นว่าเนื้อหาของอเล็กซานเดอร์ไม่ขัดแย้งหรือ "ทับซ้อน" กับเนื้อหานั้น หมายถึงขั้นตอนของการเปลี่ยนจากเซลล์เดียวไปเป็นหลายเซลล์เท่านั้น และช่วยให้เรานำเสนอขั้นตอนนี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม คำถามเริ่มต้น - ความจำเป็นในการต่อสู้เพื่อความอยู่รอดนั้นสัมพันธ์กับกลไกทางพันธุกรรมและชีวเคมีที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมทางเพศหรือไม่ ยังคงเปิดอยู่

                  ตอบกลับ

ด้วยการสืบพันธุ์แบบกะเทย ผู้ชายมีข้อได้เปรียบเหนือผู้หญิงและกระเทยอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น หากเกิดการกลายพันธุ์ดังกล่าว ก็มีแนวโน้มที่จะตั้งหลักในประชากร
บางทีเมื่ออยู่ต่อหน้าผู้ชายที่อยู่โดดเดี่ยว การเป็นผู้หญิงก็ทำกำไรได้มากกว่ากะเทย

ตอบกลับ

เขียนความคิดเห็น

เฉพาะการเปลี่ยนผ่านไปสู่การแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมร่วมกันทั่วทั้งจีโนมเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดการรวมตัวระหว่างสิ่งมีชีวิตอย่างเข้มข้น มั่นคงทางวิวัฒนาการ, คือ ป้องกันจากอัลลีลที่เห็นแก่ตัว เช่น tr−. นี่คือสิ่งที่เราคิดว่าเกิดขึ้นในยูคาริโอตโบราณ

ลิงค์กลางระหว่างทางจาก HGT ไปยัง amphimixis อาจเป็น การผันคำกริยาร่วมกันด้วยการก่อตัวของสะพานไซโตพลาสซึมและการรวมตัวใหม่ของจีโนม DNA ของสองเซลล์ ( Gross, Bhattacharya, 2010). สิ่งที่คล้ายกันกับสื่อกลางดังกล่าว กล่าวคือ การคอนจูเกตกับการก่อตัวของสะพานไซโตพลาสซึม การถ่ายโอนของจีโนม DNA และมีความเป็นไปได้ของแต่ละเซลล์ที่จะเป็นทั้งผู้บริจาคและผู้รับ ถูกพบในอาร์เคียที่ชอบกินเกลือแบบฮาโลฟิลิก Haloferax (Halobacterium) volcanii (Rosenshine และคณะ, 1989; Ortenberg et al., 1998).

ดังนั้นการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของยูคาริโอตอาจไม่ใช่แค่อะนาล็อก แต่เป็นทายาทโดยตรงของเพศโปรคาริโอต

เราพบว่าเซ็กส์มีประโยชน์อย่างมากต่อชีวิต พระองค์ทรงเป็นหลักประกันความมั่นคงในโลกที่ไม่มั่นคงของเรา แต่อย่างที่คุณทราบชีสฟรีอยู่ในกับดักหนูเท่านั้น สิ่งมีชีวิตจ่ายสำหรับความสามารถในการปรับตัวอย่างรวดเร็วได้อย่างไร?

จุลินทรีย์ที่เปลี่ยนยีนบางตัวเป็นครั้งคราวสำหรับสำเนาที่ยืมมาจากเพื่อนบ้านอาจจ่ายเพียงเล็กน้อยสำหรับการมีเพศสัมพันธ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณพิจารณาว่ากลไกของการรวมตัวใหม่ที่คล้ายคลึงกันโดยอาศัยการเติมเต็มจะช่วยลดความเสี่ยงของบางสิ่งที่ไม่เหมาะสมอย่างสมบูรณ์เข้าสู่จีโนมและความสามารถในการใช้ DNA ของคนอื่นเพียงเพราะอาหารเป็นโบนัสเพิ่มเติม ราคาต่ำ แต่กำไรจากเพศดังกล่าวมีน้อย จะสูงกว่าในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสิ่งมีชีวิตที่ไม่แน่นอน แต่พวกเขายังจ่ายมากขึ้นสำหรับการมีเพศสัมพันธ์ คุณต้องจ่ายสำหรับผู้ชายและราคาเป็นสองเท่า

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (หรือการปฏิสนธิด้วยตนเอง) นั้นมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของการผสมข้ามพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับเพศชาย (ดูรูป) ปัญหานี้ได้รับการพิจารณาโดยนักวิวัฒนาการที่มีชื่อเสียง John Maynard Smith (2463-2547) ในหนังสือของเขา วิวัฒนาการของเพศ (1978).

แผนภาพแสดง "ราคาสองเท่าของเพศชาย" ในสิ่งมีชีวิตต่างหาก ลูกหลานครึ่งหนึ่งของผู้หญิงแต่ละคนเป็นผู้ชาย ซึ่งตัวมันเองไม่สามารถให้กำเนิดลูกหลานได้ ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ลูกหลานทั้งหมดประกอบด้วยเพศหญิง (ในกรณีของการปฏิสนธิด้วยตนเอง ดังนั้น ceteris paribus การสืบพันธุ์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเพศชายจึงมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของเพศชาย รูปแสดงสถานการณ์ที่ผู้หญิงแต่ละคนให้กำเนิดลูกสองคนพอดี

ปรากฎว่าผู้ชายเสียค่าใช้จ่ายประชากรแพงมาก การปฏิเสธของพวกเขาทำให้ได้รับอัตราการสืบพันธุ์อย่างมีนัยสำคัญ เรารู้อยู่แล้วว่าการเปลี่ยนจากการไม่แบ่งแยกและการปฏิสนธิข้ามเพศเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นเป็นไปได้ในทางเทคนิค มีตัวอย่างมากมายทั้งในพืชและสัตว์ อย่างไรก็ตาม เผ่าพันธุ์ที่ไม่อาศัยเพศและประชากรกระเทยที่ผสมพันธุ์ด้วยตนเอง ด้วยเหตุผลบางอย่าง ยังไม่ได้แทนที่ผู้ที่สืบพันธุ์ในลักษณะ "ปกติ" ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ชาย

จากนี้ไปการมีเพศสัมพันธ์โดยทั่วไป (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีเพศสัมพันธ์กับเพศตรงข้าม) ควรให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญดังกล่าวซึ่งครอบคลุมถึงการสูญเสียประสิทธิภาพการสืบพันธุ์สองเท่า นอกจากนี้ ข้อดีเหล่านี้ควรปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็ว และไม่ใช่บางครั้งในหนึ่งล้านปี อีกครั้งที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่สนใจโอกาสในระยะยาว

ขอ​พิจารณา​ตัว​อย่าง​ที่​แสดง​ว่า​ผล​ประโยชน์​จาก​การ​มี​เพศ​สัมพันธ์​ใน​สิ่ง​มี​ชีวิต​ที่​แตก​ต่าง​กัน​ยัง​มี​ค่า​มาก​กว่า​การ​สูญ​เสีย​ทวี​คูณ​ใน​จำนวน​บุตร. ตัวอย่างดังกล่าวต้องเลือกด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษเพราะดี การควบคุม. ในกรณีนี้ สิ่งมีชีวิตสองกลุ่ม (ประชากรสองกลุ่ม) มีความจำเป็นที่เหมือนกันในทุกสิ่ง ยกเว้นกลุ่มเดียว - ความสามารถในการมีเพศสัมพันธ์ และนักชีววิทยาสามารถสร้างประชากรดังกล่าวได้

นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโอเรกอน ( Morran et al., 2552) ทำงานร่วมกับเวิร์มที่เราคุ้นเคยกันดีอยู่แล้ว ค.เอเลแกนส์. สัตว์ที่สวยงามเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับประโยชน์ของเซ็กส์ราวกับว่าตั้งใจ อย่างที่เราจำได้ พวกเขาไม่มีผู้หญิง ประชากรประกอบด้วยเพศชายและกระเทย โดยหลังมีจำนวนมากขึ้น พวกกระเทยผลิตสเปิร์มและไข่ และสามารถสืบพันธุ์ได้โดยลำพังโดยการปฏิสนธิด้วยตนเอง เพศผู้จะผลิตอสุจิเท่านั้นและสามารถปฏิสนธิกับกระเทยได้ อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิในตนเองจึงเกิดเพียงกระเทยเท่านั้น ด้วยการผสมข้ามพันธุ์ลูกหลานครึ่งหนึ่งเป็นกระเทยครึ่งหนึ่งเป็นเพศชาย ความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในประชากร ค.เอเลแกนส์มักจะไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์ เพื่อตรวจสอบความถี่นี้ คุณไม่จำเป็นต้องตรวจสอบชีวิตที่ใกล้ชิดของเวิร์ม - เพียงพอที่จะทราบเปอร์เซ็นต์ของเพศชายในประชากร

ในพยาธิตัวกลม Caenorhabditis elegans ไม่ใช่ผู้หญิง ผู้ชายเท่านั้น(ขึ้น) และกระเทย(ข้างล่าง) . Hermaphrodites สามารถแยกแยะได้ด้วยหางยาวบาง ๆ

ควรชี้แจงว่าการปฏิสนธิด้วยตนเองไม่เหมือนกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (โคลนอล) ทุกประการ แต่ความแตกต่างระหว่างพวกเขาจะหายไปอย่างรวดเร็วในชุดของการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง หลังจากนั้นลูกหลานก็จะหยุดความแตกต่างทางพันธุกรรมจากพ่อแม่เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์แบบโคลน

ที่ ค.เอเลแกนส์เป็นที่ทราบกันดีว่าการกลายพันธุ์ส่งผลต่อความถี่ของการปฏิสนธิข้าม หนึ่งในนั้น, xol-1เป็นอันตรายต่อเพศชายและนำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียงกระเทยเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในประชากร อื่น หมอก-2ทำให้กระเทยขาดความสามารถในการผลิตสเปิร์มและแปลงเป็นเพศหญิง ประชากรที่บุคคลทั้งหมดมีการกลายพันธุ์นี้จะกลายเป็นประชากรที่แยกจากกันตามปกติ เช่นเดียวกับในสัตว์ส่วนใหญ่

แบบแผนของการตั้งค่าการทดลอง หนอนตัวอ่อนของคนรุ่นใหม่แต่ละคนจะถูกวางไว้ที่ครึ่งซ้ายของถ้วย(วงกลมสีขาว) . ไปหาของกิน(วงรีสีเทา) พวกเขาจะต้องเอาชนะอุปสรรค บุคคลที่อ่อนแอซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไป อย่ารับมือกับงานนี้ จากมอร์แรนและคณะ, 2552.

ผู้เขียนใช้วิธีการแบบคลาสสิก (โดยการผสมข้ามพันธุ์ไม่ใช่พันธุวิศวกรรม) ได้เพาะพันธุ์หนอนสองสายพันธุ์ที่มีจีโนมที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด แตกต่างกันเฉพาะเมื่อมีการกลายพันธุ์ xol-1และ หมอก-2. สายพันธุ์แรกมีการกลายพันธุ์ xol-1และไส้เดือนฝอยขยายพันธุ์โดยการปฏิสนธิด้วยตนเองเท่านั้น ครั้งที่สองมีการกลายพันธุ์ หมอก-2ดังนั้น เวิร์มเหล่านี้จะสืบพันธุ์โดยการปฏิสนธิข้ามพันธุ์เท่านั้น แต่ละสายพันธุ์มาพร้อมกับหนึ่งในสาม ไม่มีการกลายพันธุ์ทั้งสอง (ชนิดป่า, DT) ใน DT ความถี่ของการปฏิสนธิข้ามคือประมาณ 5% ทำการทดลองสองชุดต่อไปนี้กับแฝดสามเหล่านี้

ในชุดแรกทดสอบสมมติฐานที่ว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย การทดลองกินเวลา 50 รุ่น (แน่นอนว่าเวิร์มไม่ใช่ผู้ทดลอง) เวิร์มแต่ละรุ่นต้องสัมผัสกับสารเคมีก่อกลายพันธุ์ เอทิล มีเทนซัลโฟเนต สิ่งนี้ทำให้อัตราการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นสี่เท่า วางสัตว์เล็กในจานเพาะเชื้อ แบ่งครึ่งด้วยอิฐเล็กๆ กั้น (ดูรูป) โดยมีหนอนวางอยู่ในจานครึ่งหนึ่ง และอาหารของพวกมัน (แบคทีเรีย อี. โคไล) อยู่ในอีกครึ่งหนึ่ง ดังนั้นเพื่อที่จะได้รับอาหารและมีโอกาสที่จะอยู่รอดและปล่อยให้ลูกหลานหนอนต้องเอาชนะอุปสรรค ดังนั้น ผู้ทำการทดลองจึงเพิ่มประสิทธิภาพในการคัดเลือกการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายออกไป ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพในการคัดเลือกต่ำเนื่องจากตัวหนอนรายล้อมไปด้วยอาหารทุกด้าน วิธีนี้ช่วยให้แม้แต่สัตว์ที่อ่อนแอมากซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไปก็สามารถเอาชีวิตรอดได้ ในการตั้งค่าการทดลองใหม่ การปรับสมดุลนี้สิ้นสุดลง เพื่อที่จะเอาชนะกำแพง ตัวหนอนจะต้องแข็งแรงและแข็งแรง

การทดลองกับเวิร์มได้พิสูจน์แล้วว่าตัวผู้เป็นสิ่งที่มีประโยชน์

Caenorhabditis elegans พยาธิตัวกลมไม่มีตัวเมีย มีเพียงตัวผู้ (ซ้าย) และกระเทย (ขวา) Hermaphrodites สามารถแยกแยะได้ด้วยหางยาวบาง ๆ ภาพจาก www.nematodes.org - บ้านของไส้เดือนฝอยและพันธุกรรมที่ถูกละเลยใน Blaxter Lab และ KiwiCrossing

สัตว์ที่ผสมพันธุ์ได้เองขยายพันธุ์ สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกัน เร็วกว่าสัตว์ที่ไม่แน่นอนสองเท่า ทำไม dioecy ถึงมีอิทธิพลเหนือธรรมชาติ? เพื่อตอบคำถามนี้ สายพันธุ์ของพยาธิตัวกลม Caenorhabditis elegans ได้รับการผสมพันธุ์แบบเทียมซึ่งบางสายพันธุ์ใช้เฉพาะการผสมข้ามพันธุ์เท่านั้นส่วนอื่น ๆ มีเพียงการปฏิสนธิด้วยตนเอง การทดลองกับเวิร์มเหล่านี้สนับสนุนสมมติฐานสองข้อเกี่ยวกับประโยชน์ของการผสมข้ามพันธุ์ ข้อดีประการหนึ่งคือการทำความสะอาดแหล่งรวมยีนของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ประการที่สองคือการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป

ผู้ชายราคาสองเท่า

ทำไมเราถึงต้องการการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ทำไมเราถึงต้องการผู้ชาย? คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ไม่ชัดเจนเท่าที่ควร

แผนภาพแสดง "ราคาสองเท่าของเพศ" (หรือ "ราคาสองเท่าของเพศชาย") ในสิ่งมีชีวิตต่างหาก ลูกหลานครึ่งหนึ่งของผู้หญิงแต่ละคนเป็นผู้ชาย ซึ่งตัวมันเองไม่สามารถให้กำเนิดลูกหลานได้ ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ลูกหลานทั้งหมดประกอบด้วยเพศหญิง (ในกรณีของการปฏิสนธิด้วยตนเอง ดังนั้น ceteris paribus การสืบพันธุ์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเพศชายจึงมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของเพศชาย รูปแสดงสถานการณ์ที่ผู้หญิงแต่ละคนให้กำเนิดลูกสองคนพอดี รูปจาก en.wikipedia.org

นักวิวัฒนาการชื่อดัง จอห์น เมย์นาร์ด สมิธ ดึงความสนใจไปที่ความจริงจังของปัญหานี้ในหนังสือของเขาเรื่อง วิวัฒนาการของเพศ (1978) Maynard Smith ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับความขัดแย้งที่เขาเรียกว่า "ค่าใช้จ่ายในการมีเพศสัมพันธ์เป็นสองเท่า" สาระสำคัญของมันคือ สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (หรือการปฏิสนธิด้วยตนเอง) นั้นมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของการผสมข้ามพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับเพศชาย (ดูรูป) กล่าวอีกนัยหนึ่งผู้ชายต้องเสียค่าประชากรอย่างต้องห้าม การปฏิเสธของพวกเขาทำให้ได้รับอัตราการสืบพันธุ์ในทันทีและที่สำคัญมาก เราทราบดีว่าในทางเทคนิคแล้ว การเปลี่ยนจากความซ้ำซากจำเจและการปฏิสนธิข้ามเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นเป็นไปได้ทีเดียว มีหลายตัวอย่างในเรื่องนี้ทั้งในพืชและในสัตว์ อย่างไรก็ตาม เผ่าพันธุ์ที่ไม่อาศัยเพศและประชากรกระเทยที่ผสมพันธุ์ด้วยตนเอง ด้วยเหตุผลบางอย่าง ยังไม่ได้แทนที่ผู้ที่สืบพันธุ์ในลักษณะ "ปกติ" ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ชาย

ทำไมพวกเขาถึงต้องการอยู่แล้ว?

จากที่กล่าวไปแล้ว การผสมข้ามพันธุ์ควรให้ประโยชน์บางประการ ซึ่งมีความสำคัญมากจนเกินดุลถึงประสิทธิภาพในการผสมพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากการปฏิเสธเพศผู้ ยิ่งกว่านั้นข้อดีเหล่านี้ควรปรากฏขึ้นทันทีและไม่ใช่บางครั้งในล้านปี การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่สนใจโอกาสที่อยู่ห่างไกล

มีสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของผลประโยชน์เหล่านี้ (ดู: วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) เราจะดูพวกเขาสองคน วงล้อแรกเรียกว่าวงล้อของมุลเลอร์ (ดู: วงล้อของมุลเลอร์) วงล้อเป็นอุปกรณ์ที่แกนสามารถหมุนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น สาระสำคัญของแนวคิดคือถ้าการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศลูกหลานของมันจะ กำจัดไม่ได้แล้ว มันจะถูกส่งต่อเหมือนคำสาปแช่งในรุ่นลูกหลานตลอดไป (เว้นแต่จะมีการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับและความน่าจะเป็นของสิ่งนี้จะน้อยมาก) ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ การคัดเลือกสามารถปฏิเสธได้เฉพาะจีโนมทั้งหมดเท่านั้น ไม่ใช่ยีนเฉพาะ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศสามารถสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายได้อย่างต่อเนื่อง (ภายใต้เงื่อนไขบางประการ) หนึ่งในเงื่อนไขเหล่านี้คือขนาดของจีโนมที่ใหญ่พอ อย่างไรก็ตาม พยาธิตัวกลมมีจีโนมขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสัตว์อื่น ๆ . บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงยอมให้ปุ๋ยได้เอง (ดูด้านล่าง)

หากสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและฝึกการผสมข้ามพันธุ์ จีโนมแต่ละตัวจะกระจัดกระจายและผสมกันอย่างต่อเนื่อง และจีโนมใหม่จะก่อตัวขึ้นจากชิ้นส่วนที่เคยเป็นของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน เป็นผลให้เกิดเอนทิตีใหม่พิเศษซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ - กลุ่มยีนของประชากร ยีนได้รับโอกาสในการทวีคูณหรือคัดแยกอย่างเป็นอิสระจากกัน ยีนที่มีการกลายพันธุ์ที่ไม่ประสบความสำเร็จสามารถถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก และยีนที่เหลืออยู่ ("ดี") ของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพ่อแม่สามารถรักษาไว้อย่างปลอดภัยในประชากร

ดังนั้นแนวคิดแรกคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีส่วนทำให้จีโนมบริสุทธิ์จาก "ภาระทางพันธุกรรม" กล่าวคือช่วยกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องป้องกันการเสื่อมสภาพ (ลดลงในสมรรถภาพโดยรวมของประชากร)

แนวคิดที่สองคล้ายกับแนวคิดแรก นั่นคือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเร่งการสะสมของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่กำหนด สมมุติว่าบุคคลหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่ง อีกคนหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่ง หากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีเพศ พวกมันมีโอกาสน้อยที่จะรอให้การกลายพันธุ์ทั้งสองมารวมกันในจีโนมเดียวกัน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศให้โอกาสดังกล่าว มันทำให้การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นใน "สมบัติทั่วไป" ของประชากรอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไปในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะต้องสูงขึ้น

แผนภาพแสดงให้เห็นว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศสามารถเร่งการแพร่กระจายของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในประชากรได้อย่างไร ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (รูปบน) อัลลีลที่เป็นประโยชน์ใหม่สองอัลลีล (A และ B) จะถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการผสมข้ามบุคคล ซึ่งแต่ละอัลลีลมีเพียงหนึ่งในอัลลีลเหล่านี้ ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (รูปล่าง) คุณต้องรอจนกว่าการกลายพันธุ์ทั้งสองจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญในโคลนเดียวกัน รูปจาก en.wikipedia.org

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างทางทฤษฎีทั้งหมดนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานบางประการ ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระบุว่าระดับของประโยชน์หรือความเป็นอันตรายของการผสมข้ามพันธุ์เมื่อเปรียบเทียบกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงขนาดประชากร อัตราการกลายพันธุ์ ขนาดจีโนม; การกระจายเชิงปริมาณของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับของความเป็นอันตราย/ประโยชน์; จำนวนลูกหลานที่ผลิตโดยผู้หญิงหนึ่งคน ประสิทธิภาพการคัดเลือก (ระดับของการพึ่งพาอาศัยกันของจำนวนลูกหลานที่ไม่ได้สุ่ม แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางพันธุกรรม) ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้บางตัวยากที่จะวัดได้ไม่เพียง แต่ในธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในประชากรในห้องปฏิบัติการด้วย

ดังนั้น สมมติฐานในลักษณะนี้ทั้งหมดจึงไม่ต้องการการพิสูจน์เชิงทฤษฎีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มากนัก (ทั้งหมดนี้มีอยู่มากมายอยู่แล้ว) แต่ต้องมีการตรวจสอบการทดลองโดยตรง อย่างไรก็ตาม มีการทดลองดังกล่าวไม่มากนัก (Colegrave, 2002. Sex เผยแพร่การจำกัดความเร็วของวิวัฒนาการ // Nature. V. 420. P. 664–666; Goddard et al., 2005. เพศช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ การคัดเลือกโดยธรรมชาติในประชากรยีสต์ทดลอง Nature V. 434, pp. 636–640 การศึกษาใหม่โดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโอเรกอนเกี่ยวกับพยาธิตัวกลม Caenorhabditis elegans แสดงให้เห็นภาพที่ชัดเจนของพลังของกลไกทั้งสองนี้ เพื่อสร้างข้อได้เปรียบให้กับประชากรที่ไม่ทอดทิ้งตัวผู้แม้ว่าจะมี "ต้นทุนสองเท่า"

วัตถุเฉพาะสำหรับศึกษาบทบาทของผู้ชาย

เวิร์ม Caenorhabditis elegans ดูเหมือนจะถูกสร้างขึ้นโดยเจตนาเพื่อทดสอบสมมติฐานข้างต้นในเชิงทดลอง เวิร์มเหล่านี้ไม่มีตัวเมีย ประชากรประกอบด้วยเพศชายและกระเทยโดยหลังมีอิทธิพลเหนือตัวเลข Hermaphrodites มีโครโมโซม X สองอัน ในขณะที่เพศชายมีเพียงหนึ่งโครโมโซม (ระบบกำหนดเพศ X0 เช่น Drosophila) พวกกระเทยผลิตสเปิร์มและไข่ และสามารถสืบพันธุ์ได้โดยลำพังโดยการปฏิสนธิด้วยตนเอง เพศผู้จะผลิตอสุจิเท่านั้นและสามารถปฏิสนธิกับกระเทยได้ อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิในตนเองจึงเกิดเพียงกระเทยเท่านั้น ด้วยการผสมข้ามพันธุ์ลูกหลานครึ่งหนึ่งเป็นกระเทยครึ่งหนึ่งเป็นเพศชาย โดยปกติ ความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในประชากร C. elegans ไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์ เพื่อตรวจสอบความถี่นี้ไม่จำเป็นต้องสังเกตชีวิตที่ใกล้ชิดของเวิร์ม - เพียงพอที่จะทราบเปอร์เซ็นต์ของเพศชายในประชากร

ควรชี้แจงว่าการปฏิสนธิด้วยตนเองไม่เหมือนกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (โคลนอล) ทุกประการ แต่ความแตกต่างระหว่างพวกเขาจะหายไปอย่างรวดเร็วในชุดของการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตที่ให้ปุ๋ยด้วยตนเองจะกลายเป็นโฮโมไซกัสสำหรับ loci ทั้งหมดในหลายชั่วอายุคน หลังจากนั้นลูกหลานก็จะหยุดความแตกต่างทางพันธุกรรมจากพ่อแม่เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์แบบโคลน

การกลายพันธุ์เป็นที่รู้จักใน C. elegans ที่ส่งผลต่อความถี่ของการปฏิสนธิข้าม หนึ่งในนั้นคือ xol-1 เป็นอันตรายต่อผู้ชายและนำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียงกระเทยเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในประชากรซึ่งทำซ้ำโดยการปฏิสนธิด้วยตนเอง อีกอันหนึ่งคือ fog-2 ทำให้กระเทยขาดความสามารถในการผลิตสเปิร์มและเปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นตัวเมียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประชากรที่บุคคลทั้งหมดมีการกลายพันธุ์นี้จะกลายเป็นประชากรที่แยกจากกันตามปกติ เช่นเดียวกับในสัตว์ส่วนใหญ่

ผู้เขียนใช้วิธีการแบบคลาสสิก (โดยการผสมข้ามพันธุ์ ไม่ใช่พันธุวิศวกรรม) ได้ผสมพันธุ์หนอนสองคู่ที่มีจีโนมที่เกือบจะเหมือนกัน ต่างกันเฉพาะเมื่อมี xol-1 และ fog-2 กลายพันธุ์เท่านั้น สายพันธุ์แรกในแต่ละคู่ที่มีการกลายพันธุ์ xol-1 จะสืบพันธุ์ได้โดยการปฏิสนธิด้วยตนเองเท่านั้น (ภาระผูกพัน selfing, OS) ประการที่สอง ด้วยการกลายพันธุ์ของ fog-2 สามารถทำซ้ำได้โดยการบังคับเอาท์ครอส (OO) แต่ละคู่ของสายพันธุ์มาพร้อมกับหนึ่งในสาม โดยมี "ภูมิหลัง" ทางพันธุกรรมเหมือนกัน แต่ไม่มีการกลายพันธุ์ทั้งสอง (ชนิดป่า, WT) ในสายพันธุ์ WT ความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการมาตรฐานไม่เกิน 5%

ผู้ชายจำเป็น! ทดลองแล้ว

มีการทดลองสองชุดกับแฝดสามสายพันธุ์นี้

ชุดแรกทดสอบสมมติฐานที่ว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยกำจัด "ภาระทางพันธุกรรม" การทดลองดำเนินไปเป็นเวลา 50 รุ่น (แน่นอนว่าเวิร์มไม่ใช่ผู้ทดลอง) เวิร์มแต่ละรุ่นสัมผัสกับสารก่อกลายพันธุ์ - เอทิลมีเทนซัลโฟเนต ส่งผลให้อัตราการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นประมาณสี่เท่า สัตว์เล็กถูกวางไว้ในจานเพาะเชื้อโดยแบ่งครึ่งด้วยผนังเวอร์มิคูไลต์ (ดูรูป) โดยมีหนอนวางไว้ในจานครึ่งหนึ่งและอาหารของพวกมัน - แบคทีเรียอีโคไล - ในอีกครึ่งหนึ่ง หนอนที่ปลูกถ่ายได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะเพื่อล้างแบคทีเรียที่บังเอิญติด เป็นผลให้เพื่อที่จะได้รับอาหารและมีโอกาสที่จะอยู่รอดและปล่อยให้ลูกหลานหนอนต้องเอาชนะอุปสรรค ดังนั้น ผู้ทดลองจึงเพิ่มประสิทธิภาพของการเลือก "ล้างข้อมูล" ซึ่งกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายออกไป ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพในการคัดเลือกต่ำมาก เนื่องจากตัวหนอนรายล้อมไปด้วยอาหารทุกด้าน ในสถานการณ์เช่นนี้ แม้แต่สัตว์ที่อ่อนแอมากซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไปก็สามารถอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้ ในการตั้งค่าการทดลองใหม่ การปรับสมดุลนี้สิ้นสุดลง การจะคลานข้ามกำแพงนั้น ตัวหนอนจะต้องแข็งแรงและแข็งแรง

แบบแผนของการตั้งค่าการทดลอง หนอนตัวเล็กของคนรุ่นใหม่แต่ละรุ่นจะวางไว้ที่ครึ่งซ้ายของจาน (วงกลมสีน้ำเงิน) เพื่อจะได้อาหาร (วงรีสีเหลือง) พวกเขาต้องเอาชนะอุปสรรคเวอร์มิคูไลต์ บุคคลที่อ่อนแอซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไป ไม่ค่อยรับมือกับงานนี้ ข้าว. จากเนื้อหาเพิ่มเติมไปยังบทความภายใต้การสนทนาใน Nature

ผู้เขียนเปรียบเทียบความฟิตของเวิร์มก่อนและหลังการทดลอง กล่าวคือ ในบุคคลในรุ่นแรกและรุ่นที่ห้าสิบ หนอน C. elegans สามารถเก็บแช่แข็งได้เป็นเวลานาน สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการทดลองอย่างมาก ในขณะที่การทดลองดำเนินไป ตัวอย่างเวิร์มของรุ่นที่ 1 ก็นอนเงียบๆ ในช่องแช่แข็ง วัดความฟิตได้ดังนี้ เวิร์มถูกผสมในสัดส่วนที่เท่ากันกับเวิร์มควบคุม โดยมีการแทรกจีโนมของยีนโปรตีนเรืองแสง และปลูกในการตั้งค่าการทดลอง สัตว์จะได้รับเวลาเพื่อเอาชนะอุปสรรคและขยายพันธุ์ จากนั้นจึงกำหนดเปอร์เซ็นต์ของบุคคลที่ไม่ส่องสว่างในลูกหลาน หากเปอร์เซ็นต์นี้เพิ่มขึ้นในรุ่นที่ห้าสิบเมื่อเทียบกับรุ่นแรก แสดงว่าในระหว่างการทดลอง ความฟิตเพิ่มขึ้น หากลดลง แสดงว่าเกิดการเสื่อมสภาพขึ้น

ผลการทดลองแสดงในรูป พวกเขาแสดงให้เห็นชัดเจนว่าการผสมข้ามพันธุ์เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการจัดการกับภาระทางพันธุกรรม ยิ่งความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์สูงเท่าไร ผลลัพธ์สุดท้ายก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น (เส้นทั้งหมดในรูปเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา) อัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเกินจริงได้นำไปสู่การเสื่อมสภาพ (ความฟิตลดลง) ของเวิร์มทุกสายพันธุ์ ยกเว้น OO - "ลูกผสมบังคับ"

แม้แต่สำหรับสายพันธุ์ที่ไม่ได้เร่งให้เกิดการกลายพันธุ์ ความถี่สูงของการปฏิสนธิข้ามก็ให้ข้อได้เปรียบ ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ข้อได้เปรียบนี้ไม่ปรากฏขึ้นเนื่องจากตัวหนอนไม่จำเป็นต้องปีนข้ามกำแพงเพื่อไปหาอาหาร

น่าแปลกที่ในหนึ่งในสองสายพันธุ์ควบคุม OS (“ จำเป็นต้องใส่ปุ๋ยด้วยตนเอง”) แม้จะไม่มีอัตราการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นการปฏิเสธการผสมข้ามพันธุ์ก็นำไปสู่การเสื่อมสภาพ (สี่เหลี่ยมด้านซ้ายในคู่บนของเส้นโค้งในรูป อยู่ต่ำกว่าศูนย์)

ผลการทดลองครั้งแรก บนแกนนอน - ความถี่ของการปฏิสนธิข้าม. ตำแหน่งซ้ายสุดถูกครอบครองโดยจุดที่สอดคล้องกับสายพันธุ์เวิร์ม OS ตำแหน่งขวาสุดถูกครอบครองโดย OO ตำแหน่งตรงกลางถูกครอบครองโดยจุดที่สอดคล้องกับหิน WT รูปสามเหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสสอดคล้องกับเวิร์มแฝดสามตัวที่มีภูมิหลังทางพันธุกรรมเหมือนกัน บนแกนตั้ง - การเปลี่ยนแปลงความฟิตระหว่างการทดลอง ค่าบวกหมายถึงความฟิตที่เพิ่มขึ้นค่าลบหมายถึงความเสื่อม เส้นทึบเชื่อมต่อจุดที่สอดคล้องกับสายพันธุ์ของเวิร์มซึ่งอัตราการกลายพันธุ์ไม่เพิ่มขึ้น เส้นประ - หินที่สัมผัสกับสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี ข้าว. จากบทความที่เป็นปัญหาใน Nature

ตัวเลขนี้ยังแสดงให้เห็นว่าความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในสายพันธุ์ "ป่า" (WT) ส่วนใหญ่ในระหว่างการทดลองนั้นสูงกว่า 5% ดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ นี่อาจเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุด หมายความว่าภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย (หมายถึงทั้งความจำเป็นในการปีนข้ามสิ่งกีดขวางและอัตราการทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้น) การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนแก่บุคคลที่สืบพันธุ์โดยการปฏิสนธิข้าม ลูกหลานของบุคคลดังกล่าวมีศักยภาพมากขึ้น ดังนั้นในระหว่างการทดลอง การคัดเลือกจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการผสมข้ามพันธุ์

ดังนั้นการทดลองครั้งแรกจึงยืนยันสมมติฐานได้อย่างน่าเชื่อถือว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยให้ประชากรกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย

ในชุดที่สองการทดลองทดสอบว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยพัฒนาการปรับตัวใหม่โดยการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์หรือไม่ คราวนี้ เวิร์มต้องเดินทางผ่านพื้นที่ที่มีแบคทีเรีย Serratia ก่อโรคเป็นที่อยู่อาศัยเพื่อไปหาอาหารของพวกมัน แบคทีเรียเหล่านี้เข้าสู่ทางเดินอาหารของ C. elegans และทำให้เกิดโรคที่เป็นอันตรายในหนอนซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้ เพื่อที่จะอยู่รอดในสถานการณ์นี้ เวิร์มต้องเรียนรู้ที่จะไม่กินแบคทีเรียที่เป็นอันตรายหรือพัฒนาความต้านทานต่อพวกมัน ไม่มีใครรู้ว่าตัวเลือกใดที่ประชากรหนอนทดลองเลือก แต่กว่า 40 รุ่น OO สายพันธุ์ปรับให้เข้ากับสภาพใหม่อย่างสมบูรณ์แบบ สายพันธุ์ WT ปรับตัวค่อนข้างแย่ และสายพันธุ์ OS ไม่ปรับตัวเลย (การอยู่รอดของพวกเขาใน สภาพแวดล้อมที่มีแบคทีเรียที่เป็นอันตรายอยู่ในระดับต่ำเริ่มต้น) อีกครั้งในระหว่างการทดลอง WT ผสมพันธุ์ภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกเพิ่มความถี่ของการปฏิสนธิข้ามพันธุ์อย่างมาก

ดังนั้น การผสมข้ามพันธุ์ช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้ การเกิดขึ้นของจุลชีพที่ก่อให้เกิดโรค ความจริงที่ว่า WT ผสมพันธุ์เพิ่มความถี่ของการปฏิสนธิข้ามระหว่างการทดลองหมายความว่าการผสมพันธุ์กับเพศผู้ (เมื่อเทียบกับการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง) ทำให้กระเทยมีข้อได้เปรียบในการปรับตัวในทันที ซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีค่ามากกว่า "ราคาสองเท่า" ที่พวกเขาต้องจ่ายโดยการผลิตตัวผู้ .

ควรสังเกตว่าการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นไม่เฉพาะในสิ่งมีชีวิตต่างหาก ตัวอย่างเช่นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิดเป็นกระเทยโดยไม่ได้ให้ปุ๋ยตัวเอง แต่ให้ปุ๋ยซึ่งกันและกัน ในพืช การผสมเกสรข้ามเพศของบุคคลไบเซ็กชวล ("พวกกระเทย") ก็เป็นการกล่าวอย่างอ่อนโยนไม่ใช่เรื่องแปลก สมมติฐานทั้งสองที่ทดสอบในงานนี้ค่อนข้างใช้ได้กับกระเทย กล่าวอีกนัยหนึ่ง งานนี้ไม่ได้พิสูจน์ว่า "การกระเทยข้าม" นั้นด้อยกว่าความแปลกแยก แต่สำหรับสองตัวเลือกแรกนี้ คุณไม่จำเป็นต้องจ่าย "ราคาสองเท่า" ที่มีชื่อเสียง ดังนั้นปัญหายังคงอยู่

การทดลองที่ดำเนินการเผยให้เห็นข้อเสียของการปฏิสนธิด้วยตนเองเมื่อเทียบกับการผสมข้ามพันธุ์ แต่ไม่ได้อธิบายว่าทำไมสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงชอบความแตกต่างกันมากกว่า กุญแจสำคัญในการไขปริศนานี้น่าจะเป็นการเลือกทางเพศ ความหลากหลายช่วยให้ผู้หญิงเลือกคู่ของพวกเขาอย่างพิถีพิถัน และนี่สามารถใช้เป็นวิธีเพิ่มเติมในการเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิเสธการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและสะสมที่เป็นประโยชน์ บางทีสมมติฐานนี้สักวันจะได้รับการยืนยันจากการทดลอง

สัตว์ที่ผสมพันธุ์ได้เองขยายพันธุ์ สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกัน เร็วกว่าสัตว์ที่ไม่แน่นอนสองเท่า ทำไม dioecy ถึงมีอิทธิพลเหนือธรรมชาติ? เพื่อตอบคำถามนี้ Caenorhabditis elegansบ้างก็ปฏิบัติแค่การผสมข้ามพันธุ์ บ้างก็การปฏิสนธิด้วยตนเอง การทดลองกับเวิร์มเหล่านี้สนับสนุนสมมติฐานสองข้อเกี่ยวกับประโยชน์ของการผสมข้ามพันธุ์ ข้อดีประการหนึ่งคือการทำความสะอาดแหล่งรวมยีนของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ประการที่สองคือการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป

ผู้ชายราคาสองเท่า

ทำไมเราถึงต้องการการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ทำไมเราถึงต้องการผู้ชาย? คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ไม่ชัดเจนเท่าที่ควร

นักวิวัฒนาการชื่อดัง จอห์น เมย์นาร์ด สมิธ ดึงความสนใจไปที่ความจริงจังของปัญหานี้ในหนังสือของเขา วิวัฒนาการของเพศ(1978). Maynard Smith ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับความขัดแย้งที่เขาเรียกว่า "ค่าใช้จ่ายในการมีเพศสัมพันธ์เป็นสองเท่า" สาระสำคัญของมันคือ สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (หรือการปฏิสนธิด้วยตนเอง) นั้นมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของการผสมข้ามพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับเพศชาย (ดูรูป) กล่าวอีกนัยหนึ่งผู้ชายต้องเสียค่าประชากรอย่างต้องห้าม การปฏิเสธของพวกเขาทำให้ได้รับอัตราการสืบพันธุ์ในทันทีและที่สำคัญมาก เรารู้ว่าในทางเทคนิคอย่างหมดจด การเปลี่ยนจากการไม่แน่นอนและการปฏิสนธิข้ามเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นเป็นไปได้ทีเดียว มีตัวอย่างมากมายทั้งในพืชและในสัตว์ (ดูตัวอย่าง: ตัวเมียของจอมอนิเตอร์โคโมโดยักษ์ จิ้งจกทำซ้ำโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเพศชาย "องค์ประกอบ" , 26.12.2006) อย่างไรก็ตาม เผ่าพันธุ์ที่ไม่อาศัยเพศและประชากรกระเทยที่ผสมพันธุ์ด้วยตนเอง ด้วยเหตุผลบางอย่าง ยังไม่ได้แทนที่ผู้ที่สืบพันธุ์ในลักษณะ "ปกติ" ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ชาย

ทำไมพวกเขาถึงต้องการอยู่แล้ว?

จากที่กล่าวไปแล้ว การผสมข้ามพันธุ์ควรให้ประโยชน์บางประการ ซึ่งมีความสำคัญมากจนเกินดุลถึงประสิทธิภาพในการผสมพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากการปฏิเสธเพศผู้ ยิ่งกว่านั้นข้อดีเหล่านี้ควรปรากฏขึ้นทันทีและไม่ใช่บางครั้งในล้านปี การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่สนใจโอกาสที่อยู่ห่างไกล

มีสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของผลประโยชน์เหล่านี้ (ดู: วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) เราจะดูพวกเขาสองคน วงล้อแรกเรียกว่าวงล้อของมุลเลอร์ (ดู: วงล้อของมุลเลอร์) วงล้อเป็นอุปกรณ์ที่แกนสามารถหมุนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น สาระสำคัญของแนวคิดคือถ้าการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศลูกหลานของมันจะ กำจัดไม่ได้แล้ว มันจะถูกส่งต่อเหมือนคำสาปแช่งในรุ่นลูกหลานตลอดไป (เว้นแต่จะมีการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับและความน่าจะเป็นของสิ่งนี้จะน้อยมาก) ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ การคัดเลือกสามารถปฏิเสธได้เฉพาะจีโนมทั้งหมดเท่านั้น ไม่ใช่ยีนเฉพาะ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศสามารถสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายได้อย่างต่อเนื่อง (ภายใต้เงื่อนไขบางประการ) หนึ่งในเงื่อนไขเหล่านี้คือขนาดของจีโนมที่ใหญ่เพียงพอ , อย่างไรก็ตาม จีโนมมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสัตว์อื่นๆ บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาสามารถหาเงินเลี้ยงตัวเองได้ (ดูด้านล่าง)

หากสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและฝึกการผสมข้ามพันธุ์ จีโนมแต่ละตัวจะกระจัดกระจายและผสมกันอย่างต่อเนื่อง และจีโนมใหม่จะก่อตัวขึ้นจากชิ้นส่วนที่เคยเป็นของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน เป็นผลให้สาระสำคัญใหม่เกิดขึ้นซึ่งสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศไม่มี - ยีนพูลประชากร ยีนได้รับโอกาสในการทวีคูณหรือคัดแยกอย่างเป็นอิสระจากกัน ยีนที่มีการกลายพันธุ์ที่ไม่ประสบความสำเร็จสามารถถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก และยีนที่เหลืออยู่ ("ดี") ของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพ่อแม่สามารถรักษาไว้อย่างปลอดภัยในประชากร

ดังนั้นแนวคิดแรกคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีส่วนทำให้จีโนมบริสุทธิ์จาก "ภาระทางพันธุกรรม" กล่าวคือช่วยกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องป้องกันการเสื่อมสภาพ (ลดลงในสมรรถภาพโดยรวมของประชากร)

แนวคิดที่สองคล้ายกับแนวคิดแรก นั่นคือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเร่งการสะสมของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่กำหนด สมมุติว่าบุคคลหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่ง อีกคนหนึ่งมีการกลายพันธุ์ที่มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่ง หากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีเพศ พวกมันมีโอกาสน้อยที่จะรอให้การกลายพันธุ์ทั้งสองมารวมกันในจีโนมเดียวกัน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศให้โอกาสดังกล่าว มันทำให้การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นใน "สมบัติทั่วไป" ของประชากรอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไปในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะต้องสูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างทางทฤษฎีทั้งหมดนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานบางประการ ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระบุว่าระดับของประโยชน์หรือความเป็นอันตรายของการผสมข้ามพันธุ์เมื่อเปรียบเทียบกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงขนาดประชากร อัตราการกลายพันธุ์ ขนาดจีโนม; การกระจายเชิงปริมาณของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับของความเป็นอันตราย/ประโยชน์; จำนวนลูกหลานที่ผลิตโดยผู้หญิงหนึ่งคน ประสิทธิภาพการคัดเลือก (ระดับของการพึ่งพาอาศัยกันของจำนวนลูกหลานที่ไม่ได้สุ่ม แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางพันธุกรรม) ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้บางตัวยากที่จะวัดได้ไม่เพียง แต่ในธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในประชากรในห้องปฏิบัติการด้วย

ดังนั้น สมมติฐานในลักษณะนี้ทั้งหมดจึงไม่ต้องการการพิสูจน์เชิงทฤษฎีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มากนัก (ทั้งหมดนี้มีอยู่มากมายอยู่แล้ว) แต่ต้องมีการตรวจสอบการทดลองโดยตรง อย่างไรก็ตาม มีการทดลองดังกล่าวไม่มากนัก (Colegrave, 2002. Sex เผยแพร่ขีดจำกัดความเร็วของวิวัฒนาการ // ธรรมชาติ. V. 420. หน้า 664-666; Goddard et al., 2005. เพศเพิ่มประสิทธิภาพของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในประชากรยีสต์ทดลอง // ธรรมชาติ. V. 434. หน้า 636-640). การศึกษาใหม่โดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโอเรกอนเกี่ยวกับพยาธิตัวกลม Caenorhabditis elegansแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงประสิทธิผลของกลไกการพิจารณาทั้งสองที่ให้ข้อได้เปรียบแก่ประชากรที่ไม่ทอดทิ้งเพศชาย แม้ว่าจะมี "ราคาสองเท่า" ก็ตาม

วัตถุเฉพาะสำหรับศึกษาบทบาทของผู้ชาย

หนอน Caenorhabditis elegansราวกับว่าตั้งใจสร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบการทดลองของสมมติฐานข้างต้น เวิร์มเหล่านี้ไม่มีตัวเมีย ประชากรประกอบด้วยเพศชายและกระเทยโดยหลังมีอิทธิพลเหนือตัวเลข Hermaphrodites มีโครโมโซม X สองอัน ในขณะที่เพศชายมีเพียงหนึ่งโครโมโซม (ระบบกำหนดเพศ X0 เช่น Drosophila) พวกกระเทยผลิตสเปิร์มและไข่ และสามารถสืบพันธุ์ได้โดยลำพังโดยการปฏิสนธิด้วยตนเอง เพศผู้จะผลิตอสุจิเท่านั้นและสามารถปฏิสนธิกับกระเทยได้ อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิในตนเองจึงเกิดเพียงกระเทยเท่านั้น ด้วยการผสมข้ามพันธุ์ลูกหลานครึ่งหนึ่งเป็นกระเทยครึ่งหนึ่งเป็นเพศชาย โดยปกติความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในประชากร ค.เอเลแกนส์ไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์ เพื่อตรวจสอบความถี่นี้ไม่จำเป็นต้องสังเกตชีวิตที่ใกล้ชิดของเวิร์ม - เพียงพอที่จะทราบเปอร์เซ็นต์ของเพศชายในประชากร

ควรชี้แจงว่าการปฏิสนธิด้วยตนเองไม่เหมือนกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (โคลนอล) ทุกประการ แต่ความแตกต่างระหว่างพวกเขาจะหายไปอย่างรวดเร็วในชุดของการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตที่ให้ปุ๋ยด้วยตนเองจะกลายเป็นโฮโมไซกัสสำหรับ loci ทั้งหมดในหลายชั่วอายุคน หลังจากนั้นลูกหลานก็จะหยุดความแตกต่างทางพันธุกรรมจากพ่อแม่เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์แบบโคลน

ที่ ค.เอเลแกนส์เป็นที่ทราบกันดีว่าการกลายพันธุ์ส่งผลต่อความถี่ของการปฏิสนธิข้าม หนึ่งในนั้น, xol-1เป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับผู้ชายและนำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียงกระเทยเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในประชากร สืบพันธุ์โดยการปฏิสนธิด้วยตนเอง อื่น หมอก-2ทำให้กระเทยขาดความสามารถในการผลิตสเปิร์มและแปลงเป็นเพศหญิง ประชากรที่บุคคลทั้งหมดมีการกลายพันธุ์นี้จะกลายเป็นประชากรที่แยกจากกันตามปกติ เช่นเดียวกับในสัตว์ส่วนใหญ่

ผู้เขียนใช้วิธีการแบบคลาสสิก (โดยการผสมข้ามพันธุ์ ไม่ใช่พันธุวิศวกรรม) ได้ผสมพันธุ์หนอนสองคู่ที่มีจีโนมที่เหมือนกันเกือบเท่ากัน แตกต่างกันเฉพาะเมื่อมีการกลายพันธุ์ xol-1และ หมอก-2. สายพันธุ์แรกในแต่ละคู่ที่มีการกลายพันธุ์ โซล-1,สืบพันธุ์โดยการปฏิสนธิด้วยตนเองเท่านั้น (บังคับตนเอง, OS) ประการที่สองด้วยการกลายพันธุ์ หมอก 2,สามารถสืบพันธุ์ได้โดยการบังคับเอาท์ครอส (OO) แต่ละคู่ของสายพันธุ์มาพร้อมกับหนึ่งในสาม โดยมี "ภูมิหลัง" ทางพันธุกรรมเหมือนกัน แต่ไม่มีการกลายพันธุ์ทั้งสอง (ชนิดป่า, WT) ในสายพันธุ์ WT ความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการมาตรฐานไม่เกิน 5%

ผู้ชายจำเป็น! ทดลองแล้ว

มีการทดลองสองชุดกับแฝดสามสายพันธุ์นี้

ในชุดแรกทดสอบสมมติฐานที่ว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยกำจัด "ภาระทางพันธุกรรม" การทดลองดำเนินไปเป็นเวลา 50 รุ่น (แน่นอนว่าเวิร์มไม่ใช่ผู้ทดลอง) เวิร์มแต่ละรุ่นต้องสัมผัสกับสารเคมีก่อกลายพันธุ์ เอทิล มีเทนซัลโฟเนต ส่งผลให้อัตราการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นประมาณสี่เท่า สัตว์เล็กถูกวางลงในจานเพาะเชื้อ แบ่งครึ่งด้วยผนังเวอร์มิคูไลต์ (ดูรูป) โดยมีหนอนวางอยู่ในจานครึ่งหนึ่ง และอาหารของพวกมันคือแบคทีเรีย อี. โคไลอยู่ในอีกครึ่งหนึ่ง หนอนที่ปลูกถ่ายได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะเพื่อล้างแบคทีเรียที่บังเอิญติด เป็นผลให้เพื่อที่จะได้รับอาหารและมีโอกาสที่จะอยู่รอดและปล่อยให้ลูกหลานหนอนต้องเอาชนะอุปสรรค ดังนั้น ผู้ทดลองจึงเพิ่มประสิทธิภาพของการเลือก "ล้างข้อมูล" ซึ่งกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายออกไป ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพในการคัดเลือกต่ำมาก เนื่องจากตัวหนอนรายล้อมไปด้วยอาหารทุกด้าน ในสถานการณ์เช่นนี้ แม้แต่สัตว์ที่อ่อนแอมากที่มีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไปก็สามารถอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้ ในการตั้งค่าการทดลองใหม่ การปรับสมดุลนี้สิ้นสุดลง การจะคลานข้ามกำแพงนั้น ตัวหนอนจะต้องแข็งแรงและแข็งแรง

ผู้เขียนเปรียบเทียบความฟิตของเวิร์มก่อนและหลังการทดลอง กล่าวคือ ในบุคคลในรุ่นแรกและรุ่นที่ห้าสิบ หนอน ค.เอเลแกนส์สามารถเก็บแช่แข็งไว้ได้นาน สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการทดลองอย่างมาก ในขณะที่การทดลองดำเนินไป ตัวอย่างเวิร์มของรุ่นที่ 1 ก็นอนเงียบๆ ในช่องแช่แข็ง วัดความฟิตได้ดังนี้ เวิร์มถูกผสมในสัดส่วนที่เท่ากันกับเวิร์มควบคุม โดยมีการแทรกจีโนมของยีนโปรตีนเรืองแสง และปลูกในการตั้งค่าการทดลอง สัตว์จะได้รับเวลาเพื่อเอาชนะอุปสรรคและขยายพันธุ์ จากนั้นจึงกำหนดเปอร์เซ็นต์ของบุคคลที่ไม่ส่องสว่างในลูกหลาน หากเปอร์เซ็นต์นี้เพิ่มขึ้นในรุ่นที่ห้าสิบเมื่อเทียบกับรุ่นแรก แสดงว่าในระหว่างการทดลอง ความฟิตเพิ่มขึ้น หากลดลง แสดงว่าเกิดการเสื่อมสภาพขึ้น

ผลการทดลองแสดงในรูป พวกเขาแสดงให้เห็นชัดเจนว่าการผสมข้ามพันธุ์เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการจัดการกับภาระทางพันธุกรรม ยิ่งความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์สูงเท่าไร ผลลัพธ์สุดท้ายก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น (เส้นทั้งหมดในรูปเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา) อัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเกินจริงได้นำไปสู่การเสื่อมสภาพ (ความฟิตลดลง) ของเวิร์มทุกสายพันธุ์ ยกเว้น OO - "ลูกผสมบังคับ"

แม้แต่สำหรับสายพันธุ์ที่ไม่ได้เร่งให้เกิดการกลายพันธุ์ ความถี่สูงของการปฏิสนธิข้ามก็ให้ข้อได้เปรียบ ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ข้อได้เปรียบนี้ไม่ปรากฏขึ้นเนื่องจากตัวหนอนไม่จำเป็นต้องปีนข้ามกำแพงเพื่อไปหาอาหาร

น่าแปลกที่ในหนึ่งในสองสายพันธุ์ควบคุม OS (“ จำเป็นต้องใส่ปุ๋ยด้วยตนเอง”) แม้จะไม่มีอัตราการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นการปฏิเสธการผสมข้ามพันธุ์ก็นำไปสู่การเสื่อมสภาพ (สี่เหลี่ยมด้านซ้ายในคู่บนของเส้นโค้งในรูป อยู่ต่ำกว่าศูนย์)

ตัวเลขนี้ยังแสดงให้เห็นว่าความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในสายพันธุ์ "ป่า" (WT) ส่วนใหญ่ในระหว่างการทดลองนั้นสูงกว่า 5% ดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ นี่อาจเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุด หมายความว่าภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย (หมายถึงทั้งความจำเป็นในการปีนข้ามสิ่งกีดขวางและอัตราการทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้น) การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนแก่บุคคลที่สืบพันธุ์โดยการปฏิสนธิข้าม ลูกหลานของบุคคลดังกล่าวมีศักยภาพมากขึ้น ดังนั้นในระหว่างการทดลอง การคัดเลือกจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการผสมข้ามพันธุ์

ดังนั้นการทดลองครั้งแรกจึงยืนยันสมมติฐานได้อย่างน่าเชื่อถือว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยให้ประชากรกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย

ในชุดที่สองการทดลองทดสอบว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยพัฒนาการปรับตัวใหม่โดยการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์หรือไม่ คราวนี้หนอนต้องเอาชนะพื้นที่ที่อาศัยอยู่โดยแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคเพื่อให้ได้อาหาร Serratia. แบคทีเรียเหล่านี้เข้าสู่ทางเดินอาหาร ค.เอเลแกนส์ทำให้เกิดโรคร้ายในหนอนซึ่งอาจถึงตายได้ เพื่อที่จะอยู่รอดในสถานการณ์นี้ เวิร์มต้องเรียนรู้ที่จะไม่กินแบคทีเรียที่เป็นอันตรายหรือพัฒนาความต้านทานต่อพวกมัน ไม่มีใครรู้ว่าตัวเลือกใดที่ประชากรหนอนทดลองเลือก แต่กว่า 40 ชั่วอายุคน OO สายพันธุ์ปรับให้เข้ากับสภาพใหม่อย่างสมบูรณ์แบบ สายพันธุ์ WT ปรับตัวค่อนข้างแย่ และสายพันธุ์ OS ไม่ปรับตัวเลย (การอยู่รอดของพวกเขาใน สภาพแวดล้อมที่มีแบคทีเรียที่เป็นอันตรายยังคงอยู่ที่ระดับต่ำเริ่มต้น) อีกครั้งในระหว่างการทดลอง WT ผสมพันธุ์ภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกเพิ่มความถี่ของการปฏิสนธิข้ามพันธุ์อย่างมาก

ดังนั้นการผสมข้ามพันธุ์ช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้ ในกรณีนี้ ให้เข้ากับลักษณะของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ความจริงที่ว่า WT ผสมพันธุ์เพิ่มความถี่ของการปฏิสนธิข้ามระหว่างการทดลองหมายความว่าการผสมพันธุ์กับเพศผู้ (เมื่อเทียบกับการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง) ทำให้กระเทยมีข้อได้เปรียบในการปรับตัวในทันที ซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีค่ามากกว่า "ราคาสองเท่า" ที่พวกเขาต้องจ่ายโดยการผลิตตัวผู้ .

ควรสังเกตว่าการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นไม่เฉพาะในสิ่งมีชีวิตต่างหาก ตัวอย่างเช่นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิดเป็นกระเทยโดยไม่ได้ให้ปุ๋ยกับตัวมันเอง แต่ให้ข้ามซึ่งกันและกัน ในพืช การผสมเกสรข้ามเพศของบุคคลไบเซ็กชวล ("พวกกระเทย") ก็เป็นการกล่าวอย่างอ่อนโยนไม่ใช่เรื่องแปลก สมมติฐานทั้งสองที่ทดสอบในงานนี้ค่อนข้างใช้ได้กับกระเทย กล่าวอีกนัยหนึ่ง งานนี้ไม่ได้พิสูจน์ว่า "การกระเทยข้าม" นั้นด้อยกว่าความแปลกแยก แต่สำหรับสองตัวเลือกแรกนี้ คุณไม่จำเป็นต้องจ่าย "ราคาสองเท่า" ที่มีชื่อเสียง ดังนั้นปัญหายังคงอยู่

การทดลองที่ดำเนินการเผยให้เห็นข้อเสียของการปฏิสนธิด้วยตนเองเมื่อเทียบกับการผสมข้ามพันธุ์ แต่ไม่ได้อธิบายว่าทำไมสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงชอบความแตกต่างกันมากกว่า กุญแจสำคัญในการไขปริศนานี้น่าจะเป็นการเลือกทางเพศ ความหลากหลายช่วยให้ผู้หญิงเลือกคู่ของพวกเขาอย่างพิถีพิถัน และนี่สามารถใช้เป็นวิธีเพิ่มเติมในการเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิเสธการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและสะสมที่เป็นประโยชน์ บางทีสมมติฐานนี้สักวันจะได้รับการยืนยันจากการทดลอง

ที่จะปรากฏ
นักวิวัฒนาการที่มีชื่อเสียง จอห์น เมย์นาร์ด สมิธ ดึงความสนใจไปที่ความร้ายแรงของปัญหานี้ใน

หนังสือของเขา The Evolution of Sex (1978) Maynard Smith พิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับความขัดแย้งซึ่งเขาให้ชื่อ "double

ราคาของเซ็กส์” (ค่าเซ็กส์สองเท่า) สาระสำคัญของมันคือสิ่งอื่นที่เท่าเทียมกันการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (หรือ

การปฏิสนธิด้วยตนเอง) มีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของการผสมข้ามพันธุ์ของเพศชาย (ดูรูป)

กล่าวอีกนัยหนึ่งผู้ชายต้องเสียค่าประชากรอย่างต้องห้าม การปฏิเสธของพวกเขาทำให้ทันทีและสำคัญมาก

ได้รับอัตราการสืบพันธุ์ เราทราบดีว่าในทางเทคนิคแล้ว การเปลี่ยนผ่านจากความแตกต่างและความแตกต่าง

การปฏิสนธิเพื่อการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองค่อนข้างเป็นไปได้ มีตัวอย่างมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้

พืชและสัตว์ (ดูตัวอย่าง: ตัวเมียของโคโมโดยักษ์เฝ้าติดตามการสืบพันธุ์ของจิ้งจกโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้ชาย

"องค์ประกอบ", 26.12.2006) อย่างไรก็ตาม เผ่าพันธุ์ที่ไม่อาศัยเพศและประชากรของกระเทยที่ผสมพันธุ์ด้วยตนเองด้วยเหตุผลบางอย่างมาก่อน

จนถึงตอนนี้พวกเขายังไม่ได้ย้ายผู้ที่ผสมพันธุ์ด้วยวิธี "ปกติ" ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ชาย
ทำไมพวกเขาถึงต้องการอยู่แล้ว?
จากที่กล่าวไปนั้น การผสมข้ามพันธุ์ควรให้ประโยชน์บางประการที่สำคัญมาก

ว่าพวกมันมีค่ามากกว่าประสิทธิภาพการเพาะพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นสองเท่าที่มาจากการปฏิเสธตัวผู้ และสิ่งเหล่านี้

ผลประโยชน์ควรปรากฏขึ้นทันที ไม่ใช่บางครั้งในล้านปี การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่สนใจ

โอกาสที่ห่างไกล
มีสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของผลประโยชน์เหล่านี้ (ดู: วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) เราจะดูพวกเขาสองคน

วงแรกเรียกว่า "วงล้อมุลเลอร์" (ดู: วงล้อมุลเลอร์) วงล้อเป็นอุปกรณ์ที่แกน

สามารถหมุนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น แก่นแท้ของแนวคิดก็คือ หากการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ

ลูกหลานของเขาไม่สามารถกำจัดมันได้อีกต่อไป เธอจะเหมือนกับคำสาปของครอบครัวที่จะส่งต่อไปยังลูกหลานของเขาตลอดไป

(เว้นแต่จะมีการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับซึ่งไม่น่าเป็นไปได้มาก) ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ การคัดเลือกสามารถ

คัดเฉพาะจีโนมทั้งหมด ไม่ใช่เฉพาะยีน ดังนั้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศหลายชั่วอายุคน มันสามารถ (ด้วย

เงื่อนไขบางอย่าง) มีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายสะสมอย่างต่อเนื่อง หนึ่งในเงื่อนไขเหล่านี้คือ

จีโนมที่ค่อนข้างใหญ่ พยาธิตัวกลมมีจีโนมเล็กเมื่อเทียบกับคนอื่น

สัตว์. บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาสามารถหาเงินเลี้ยงตัวเองได้
หากสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและฝึกการผสมข้ามพันธุ์ แสดงว่าจีโนมแต่ละตัว

แตกสลายและผสมกันอย่างต่อเนื่องและจีโนมใหม่ก็ถูกสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนที่เคยเป็นของที่แตกต่างกัน

สิ่งมีชีวิต เป็นผลให้เกิดเอนทิตีใหม่พิเศษที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ - กลุ่มยีนของประชากร

ยีนได้รับโอกาสในการทวีคูณหรือคัดแยกอย่างเป็นอิสระจากกัน ยีนที่มีการกลายพันธุ์ที่โชคร้ายสามารถ

ถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก และยีนที่เหลืออยู่ ("ดี") ของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพ่อแม่ให้มานั้นปลอดภัย

สินค้า" กล่าวคือช่วยกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องป้องกันการเสื่อมสภาพ (ลดลง

สมรรถภาพทั่วไปของประชากร)
แนวคิดที่สองคล้ายกับแนวคิดแรก นั่นคือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ไปสู่สภาวะที่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการเร่งการสะสมของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่กำหนด สมมติบุคคลหนึ่ง

การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์เกิดขึ้น หากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีเพศ พวกมันแทบไม่มีโอกาสเลย

รอการรวมกันของการกลายพันธุ์ทั้งสองในจีโนมเดียว e การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศให้โอกาสดังกล่าว จริงๆแล้ว

ทำให้การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นใน "สมบัติทั่วไป" ของประชากร เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการปรับตัวเข้ากับ

สภาพการเปลี่ยนแปลงในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศควรจะสูงขึ้น
อย่างไรก็ตาม โครงสร้างทางทฤษฎีทั้งหมดนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานบางประการ ผลทางคณิตศาสตร์

การจำลองแสดงให้เห็นว่าระดับของประโยชน์หรือความเป็นอันตรายของการปฏิสนธิข้ามเมื่อเปรียบเทียบ

ด้วยการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการปฏิสนธิด้วยตนเองขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงขนาดประชากร

อัตราการกลายพันธุ์ ขนาดจีโนม a; การกระจายเชิงปริมาณของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับของพวกมัน

อันตราย / ประโยชน์; จำนวนลูกหลานที่ผลิตโดยผู้หญิงหนึ่งคน ประสิทธิภาพการเลือก (ระดับการพึ่งพาของตัวเลข

ปล่อยให้ลูกหลานไม่ได้มาจากการสุ่ม แต่จากปัจจัยทางพันธุกรรม) ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้บางตัวยากมาก

วัดไม่เพียงแต่ในธรรมชาติแต่ยังในประชากรห้องทดลองด้วย
ดังนั้น สมมติฐานประเภทนี้ทั้งหมดจึงไม่จำเป็นต้องมีเหตุผลทางทฤษฎีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มากนัก

(ทั้งหมดนี้มีอยู่แล้วอย่างมากมาย) เท่าไหร่ในการตรวจสอบการทดลองโดยตรง อย่างไรก็ตาม การทดลองดังกล่าวยังคง

ยังไม่ได้ทำมากนัก (Colegrave, 2002. Sex เผยแพร่ขีด จำกัด ความเร็วในการวิวัฒนาการ // Nature. V. 420. P. 664-

666; Goddard et al., 2005. เพศเพิ่มประสิทธิภาพของไอออนธรรมชาติในประชากรยีสต์ทดลอง //

ธรรมชาติ. V. 434. หน้า 636-640). การศึกษาใหม่โดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโอเรกอนเกี่ยวกับพยาธิตัวกลม

Caenorhabditis elegans แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงประสิทธิผลของกลไกการพิจารณาทั้งสองที่ให้

ข้อได้เปรียบสำหรับประชากรที่ไม่ทอดทิ้งเพศชาย แม้จะมี "ราคาสองเท่า"
วัตถุเฉพาะสำหรับศึกษาบทบาทของผู้ชาย
เวิร์ม Caenorhabditis elegans ถูกสร้างขึ้นโดยเจตนาสำหรับการทดสอบทดลองของสมมติฐานข้างต้น เหล่านี้

ไม่มีหนอนตัวเมีย ประชากรประกอบด้วยเพศชายและกระเทยโดยหลังมีอิทธิพลเหนือตัวเลข ที่

กระเทยมีโครโมโซม X สองตัว ในขณะที่ผู้ชายมีโครโมโซมเพียงตัวเดียว (ระบบกำหนดเพศ X0 เช่น Drosophila) กระเทย

ผลิตสเปิร์มและไข่และสามารถสืบพันธุ์ได้โดยไม่ต้องใช้ปุ๋ยด้วยตนเอง ผู้ชาย

ผลิตอสุจิเท่านั้นและสามารถปฏิสนธิกับกระเทย เป็นผลจากการปฏิสนธิตนเองสู่โลก

มีเพียงกระเทยเท่านั้นที่ปรากฏขึ้น ในการปฏิสนธิข้ามพันธุ์ลูกหลานครึ่งหนึ่งเป็นกระเทย

ครึ่งหนึ่งเป็นเพศชาย โดยปกติความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในประชากร C. elegans ไม่เกินสองสาม

เปอร์เซ็นต์ เพื่อตรวจสอบความถี่นี้ไม่จำเป็นต้องสังเกตชีวิตที่ใกล้ชิดของเวิร์ม - ก็เพียงพอแล้วที่จะรู้

เปอร์เซ็นต์ของผู้ชายในประชากร
ควรชี้แจงว่าการปฏิสนธิด้วยตนเองไม่เหมือนกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (โคลน) ทุกประการ

ความแตกต่างระหว่างพวกเขาหายไปอย่างรวดเร็วในชุดของการผสมพันธุ์ด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตที่ให้ปุ๋ยตัวเอง

หลายชั่วอายุคนกลายเป็น homozygous สำหรับ loci ทั้งหมด หลังจากนั้นลูกหลานก็หมดสิ้นไปจาก

พ่อแม่พันธุ์ในลักษณะเดียวกับการสืบพันธุ์แบบโคลน
การกลายพันธุ์เป็นที่รู้จักใน C. elegans ที่ส่งผลต่อความถี่ของการปฏิสนธิข้าม หนึ่งในนั้น xol-1 เป็นอันตรายต่อ

ตัวผู้และนำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียงกระเทยเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในประชากร ผสมพันธุ์โดย

การปฏิสนธิด้วยตนเอง อีกคนหนึ่งคือ หมอก-2 ทำให้กระเทยขาดความสามารถในการผลิตสเปิร์มและเปลี่ยนให้เป็น

ผู้หญิง ประชากรที่บุคคลทั้งหมดมีการกลายพันธุ์นี้จะกลายเป็นประชากรที่ไม่ธรรมดา ดังเช่นใน

จีโนมเกือบเหมือนกัน แตกต่างกันเฉพาะเมื่อมี xol-1 และ fog-2 กลายพันธุ์ สายพันธุ์แรกในแต่ละคู่กับ

การกลายพันธุ์ xol-1 ทำซ้ำโดยการปฏิสนธิด้วยตนเองเท่านั้น (บังคับตนเอง, OS) ประการที่สองด้วยการกลายพันธุ์ของ fog-2 can

สืบพันธุ์โดยการผสมข้ามพันธุ์เท่านั้น (ภาระผูกพัน outcrossing, OO) แต่ละคู่มาพร้อมกับ

ที่สาม มี "พื้นหลัง" ทางพันธุกรรมเหมือนกัน แต่ไม่มีการกลายพันธุ์ทั้งสองแบบ (ชนิดป่า, WT) ในสายพันธุ์ WT ความถี่

การผสมข้ามพันธุ์ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการมาตรฐานไม่เกิน 5%
มีการทดลองสองชุดกับแฝดสามสายพันธุ์นี้
ชุดแรกทดสอบสมมติฐานที่ว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยกำจัด "พันธุกรรม

สินค้า" การทดลองดำเนินไปเป็นเวลา 50 รุ่น (แน่นอนว่าเวิร์มไม่ใช่ผู้ทดลอง) แต่ละ

รุ่นของเวิร์มได้สัมผัสกับสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี เอทิล มีเทนซัลโฟเนต สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้น

ความถี่การกลายพันธุ์ประมาณสี่ครั้ง สัตว์เล็กถูกวางในจานเพาะเชื้อ แบ่งครึ่งด้วยกำแพงของ

เวอร์มิคูไลต์และตัวหนอนถูกปลูกในถ้วยครึ่งหนึ่งและอาหารของพวกมัน - แบคทีเรีย E. coli - ในอีกทางหนึ่ง

ครึ่ง. หนอนที่ปลูกถ่ายได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะเพื่อล้างแบคทีเรียที่บังเอิญติด ที่

ส่งผลให้การได้รับอาหารซึ่งหมายถึงการได้รับโอกาสรอดและทิ้งลูกหลานนั้นตัวหนอนจึงต้อง

เอาชนะอุปสรรค ดังนั้น ผู้ทดลองจึงเพิ่มประสิทธิภาพของการเลือก "การทำความสะอาด" ซึ่งคัดกรองออก

การกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพในการคัดเลือกต่ำมากเพราะตัวหนอนรายล้อมไปด้วยอาหาร

จากทุกด้าน ในสถานการณ์เช่นนี้ แม้แต่คนที่อ่อนแอมาก ซึ่งเต็มไปด้วยการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายมากเกินไป ก็สามารถอยู่รอดและเพิ่มจำนวนขึ้นได้

สัตว์. ในการตั้งค่าการทดลองใหม่ การปรับสมดุลนี้สิ้นสุดลง คลานข้ามกำแพง

รุ่นที่ห้าสิบ หนอน C. elegans สามารถเก็บแช่แข็งได้เป็นเวลานาน สิ่งนี้อำนวยความสะดวกอย่างมากเช่น

การทดลอง ในขณะที่การทดลองดำเนินไป ตัวอย่างเวิร์มของรุ่นที่ 1 ก็นอนเงียบๆ ในช่องแช่แข็ง

วัดความฟิตได้ดังนี้ เวิร์มถูกผสมในสัดส่วนที่เท่ากันกับหนอนควบคุมในจีโนม

ซึ่งแทรกยีนโปรตีนเรืองแสงและปลูกในการตั้งค่าทดลอง สัตว์ได้รับเวลาเพื่อ

เอาชนะสิ่งกีดขวางและทวีคูณจากนั้นจึงกำหนดเปอร์เซ็นต์ของบุคคลที่ไม่ส่องสว่างในลูกหลาน ถ้าเปอร์เซ็นนี้

เพิ่มขึ้นในรุ่นที่ห้าสิบเมื่อเทียบกับรุ่นแรกซึ่งหมายความว่าในระหว่างการทดลองความฟิตเพิ่มขึ้น

ถ้าลดลง ความเสื่อมก็เกิดขึ้น
ผลการทดลองแสดงในรูป พวกเขาระบุอย่างชัดเจนว่าการผสมข้ามพันธุ์

เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับภาระทางพันธุกรรม ยิ่งความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์สูงเท่าไหร่ก็ยิ่งดี

ผลลัพธ์สุดท้าย (ทุกบรรทัดในภาพเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา) อัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเทียม

นำไปสู่ความเสื่อม (ความฟิตลดลง) ของเวิร์มทุกสายพันธุ์ยกเว้น OO - "ลูกผสมบังคับ"
แม้แต่ในสายพันธุ์ที่ไม่มีการเร่งการกลายพันธุ์ของการกลายพันธุ์ ความถี่สูงของการปฏิสนธิข้าม

ได้เปรียบ ภายใต้สภาวะปกติของห้องปฏิบัติการ ข้อดีนี้ไม่ปรากฏขึ้นเนื่องจากตัวหนอนไม่ต้องการ

ปีนข้ามกำแพงไปหาอาหาร
อยากรู้ว่าในหนึ่งในสองกลุ่มควบคุมนั้น OS ("การใส่ปุ๋ยด้วยตนเอง") แม้จะไม่ได้เพิ่มความเร็วก็ตาม

การกลายพันธุ์ การปฏิเสธการผสมข้ามพันธุ์ทำให้เกิดความเสื่อม (สี่เหลี่ยมด้านซ้ายในคู่บนของเส้นโค้งบน

ตัวเลขต่ำกว่าศูนย์)
ตัวเลขยังแสดงให้เห็นว่าความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์ในพันธุ์ "ป่า" ส่วนใหญ่ (WT) ในช่วง

การทดลองปรากฏว่าสูงกว่า 5% เริ่มต้นอย่างเห็นได้ชัด นี่อาจเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุด แปลว่า ลำบาก

เงื่อนไข (หมายถึงทั้งความจำเป็นในการปีนข้ามสิ่งกีดขวางและอัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้น) โดยธรรมชาติ

การคัดเลือกให้ประโยชน์ที่ชัดเจนแก่บุคคลที่สืบพันธุ์โดยการผสมข้ามพันธุ์ ลูกหลานของบุคคลดังกล่าว

กลับกลายเป็นว่าเป็นไปได้มากกว่า ดังนั้น ในระหว่างการทดลอง มีตัวเลือกสำหรับแนวโน้มที่จะข้าม

การปฏิสนธิ
ดังนั้นการทดลองแรกจึงยืนยันสมมติฐานที่ว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยได้

ประชากรเพื่อกำจัดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย
ในการทดลองชุดที่สอง มีการทดสอบว่าการผสมข้ามพันธุ์ช่วยพัฒนาการปรับตัวใหม่หรือไม่

โดยการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ คราวนี้หนอนต้องข้ามโซนไปหาอาหาร

อาศัยโดยแบคทีเรีย Serratia ที่ทำให้เกิดโรค แบคทีเรียเหล่านี้เข้าสู่ทางเดินอาหารของ C. elegans สาเหตุ

หนอนเป็นโรคอันตรายที่อาจทำให้เสียชีวิตได้ เพื่อเอาตัวรอดในสถานการณ์นี้ พวกหนอนต้องอย่างใดอย่างหนึ่ง

เรียนรู้ที่จะไม่กินแบคทีเรียที่เป็นอันตรายหรือพัฒนาความต้านทานต่อพวกมัน วิชาเลือกข้อใด

ไม่ทราบจำนวนประชากรของหนอน แต่กว่า 40 รุ่นแล้ว OO สายพันธุ์ได้ปรับให้เข้ากับสภาพใหม่อย่างสมบูรณ์แบบ สายพันธุ์ WT

ปรับตัวได้ค่อนข้างแย่ และ OS ไม่ได้ปรับตัวเลย (การอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่มีแบคทีเรียที่เป็นอันตราย

อยู่ที่ระดับตํ่าตามเดิม) และอีกครั้งในระหว่างการทดลอง ในสายพันธุ์ WT เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือก

ความถี่ของการปฏิสนธิข้าม
ดังนั้นการผสมข้ามพันธุ์จึงช่วยให้ประชากรปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงได้

เงื่อนไขในกรณีนี้ - เพื่อการปรากฏตัวของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ความจริงที่ว่าในระหว่างการทดลองใน WT

ความถี่ของการผสมข้ามพันธุ์เพิ่มขึ้น หมายความว่า การผสมพันธุ์กับตัวผู้ (ตรงข้ามกับ

การปฏิสนธิด้วยตนเอง) ทำให้กระเทยได้เปรียบในการปรับตัวทันทีที่เห็นได้ชัดว่ามีน้ำหนักเกิน

"ราคาสองเท่า" ที่พวกเขาต้องจ่ายสำหรับการผลิตเพศชาย
ควรสังเกตว่าการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นไม่เฉพาะในสิ่งมีชีวิตต่างหาก ตัวอย่างเช่น,

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมากเป็นกระเทยไม่ได้ให้ปุ๋ยตัวเอง แต่ให้ปุ๋ยซึ่งกันและกัน ที่

พืชผสมเกสรข้ามเพศของบุคคลไบเซ็กชวล ("กระเทย") ก็เช่นกัน กล่าวอย่างสุภาพ ไม่ใช่เรื่องแปลก ทั้งสองสมมติฐาน

การทดสอบในงานนี้ค่อนข้างใช้ได้กับกระเทยดังกล่าว กล่าวอีกนัยหนึ่ง งานนี้ไม่ได้พิสูจน์ว่า

"การกระเทยข้าม" ค่อนข้างจะด้อยกว่าความต่างออกไป แต่สำหรับสองตัวเลือกแรกนี้คุณไม่จำเป็นต้อง

จ่าย "ราคาสองเท่า" ฉาวโฉ่ ดังนั้นปัญหายังคงอยู่
การทดลองทำเผยให้เห็นข้อเสียของการปฏิสนธิตนเองเมื่อเทียบกับการผสมข้ามพันธุ์ แต่ไม่ได้อธิบาย

เหตุใดสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงชอบความแตกต่างกันมากกว่า "การข้ามเพศแบบกระเทย" กุญแจไขปริศนานี้

น่าจะเป็นการเลือกทางเพศ ความวิริยะอุตสาหะช่วยให้ผู้หญิงเลือกคู่ครองได้อย่างพิถีพิถัน

และนี่สามารถใช้เป็นวิธีการเพิ่มเติมในการเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิเสธอันตรายและการสะสมของประโยชน์

การกลายพันธุ์ เป็นไปได้ว่าสักวันหนึ่งสมมติฐานนี้จะได้รับการยืนยันจากการทดลอง