研究人员关闭在神秘为什么性爱演变而来

从进化的角度来看,生物体发生性行为的原因可能看起来相当明显 - 它们是为了繁殖。 显然,自然选择必须有利于那些能够复制的人。 但是这是没有意义的。 对于许多物种来说,有一个选择:无性繁殖。

那么,为什么在这么多物种中性进化呢? 令人惊讶的是,这个问题没有一个明确的答案。 事实上,迄今为止,研究人员已经发展了不止 20不同的假设。 最近,一些实验已经开始测试这些理论,使我们更接近寻找解决方案。

在无性物种中,雌性繁殖没有男性的遗传贡献,使女儿与自己完全一致。 任何人的玫瑰花被植物虱子(别名:绿蝇或蚜虫)会知道这是一个多么成功的战略。

知识分子问题的关键是男性往往不投资后代。 性母亲需要生产儿女,而无性女性则可以独自生女儿。 如果女性是投资性行为(他们制作蛋,喂养年轻人等),这使人口迅速增长变得容易得多:一个无性女性可以变成两个,两个变成四个,四个变成八个等等。通过 实验 在实验室中有效地比较无性甲虫和有性甲虫。

除了哺乳动物(包括人类)和鸟类之外,几乎每一个分类群体都有无性物种,包括一些鱼类,爬行动物,植物和昆虫,但它们并不常见。 所以尽管有无性生殖的好处,这告诉我们从长远来看,性胜利。


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坏的突变与适应

对这个问题的进化研究主要集中在两大类假设上。 他们都是基于这样的事实:性别通过混合父母的基因构成而产生变异。 你和我不是我们父母的完全相同的副本,而无性蚜虫的女儿是。

这种变化表现在基因水平上:性在物种内部产生了一些有很多有害突变的生物,有些则相对较少。 所谓的支持者 突变确定性理论 认为,如果许多突变生物有低得不成比例的生存机会,很多不好的突变往往与他们的主机消亡,产生了一大批来自这种突变免费生物体。 在无性生殖的物种,因为这种缺乏变化,没有任何人士被特别是突变的负担。 因此,没有人死亡突变移除许多有害突变。

然而,这个理论越来越受到质疑,因为越来越清楚,许多性物种,包括 昆虫工厂,实际上并没有产生许多有害突变的理论要求。

另一个强有力的竞争者假说认为性爱可以使谱系 适应不断变化的条件。 实验也证实了性谱系的成员通常比相适应的同种无性成员时更快条件发生变化。 事实上, 甲虫实验 如上所述,如果性交人口在变化的条件下可以自由地进化,就可能完全取代无性人口。

有可能是为什么性爱有助于适应很多原因。 例如,设想在一个无性人口两个个体在都具有良好的,但不同的突变。 因为他们的DNA不能混用,他们的后裔最终与对方(这被称为克隆干扰)竞争 - 你将永远不会在一个单独的两种突变所带来的好处。 在一个人口性,然而,无论是良好的突变可以找到他们的方式进入一个个体。 通过这种方式,我们同时获得的利益,这使得适应容易得多。 一种分子水平的研究 2月在24上发表 已经证实,性确实减轻了克隆的干扰。

女王理论:寄生虫?

所以提高适应速度似乎是一个很好的解释。 但是,环境变化发生后,情况会如何呢? 难道我们不应该指望无性恋者再次超越性行为吗? 因此,许多研究人员越来越被这样的观点所吸引:性别所造成的变异也使得物种能够在与寄生虫的无休止的进化军备竞赛中适应。

这种猫和老鼠的进化游戏被称为 红皇后演变,从爱丽丝梦游仙境中的人物,坚持要跑一个人呆在同一个地方。 事实上,与免疫有关的基因是我们发展最快的一些基因。 也有 最近的证据 当它们感觉到它们被寄生虫感染时,它们可以增加基因混合的数量。 这意味着他们的后代会更加不同于彼此和他们的父母。

我们也知道的缺乏在无性作物变异的缺点。 例如,由寄生虫攻击导致了 爱尔兰马铃薯饥荒 在1845-49中。 目前香蕉是 受到威胁 从众多的真菌寄生虫侵袭。 这是关于因为在香蕉出口贸易超过95%仅仅是一个无性株(卡文迪什)的。

所以,做生物性来确保他们的后代不会是疾病消灭了 - 或者让他们比较自由的有害突变? 这些假设不必是相互排斥的。 在该领域的研究人员都在某种混合模式越来越感兴趣。

目前,我们正在走向研究 性在分子水平的进化 - 所以我们可以映射丢失或适应期间获得的确切突变。 突变的宿主和寄生虫的共同进化的结果命运的研究也指日可待。 但一个重要的问题仍然存在,:理解为什么更多的物种没有两全其美的(如蚜虫确实这么做),并同时具有有性和无性繁殖阶段。

关于作者

劳伦斯·赫斯特劳伦斯·D·赫斯特(Laurence D. Hurst),巴斯大学米尔纳进化中心演化遗传学教授。 他的研究关注基因,基因组和基因系统的进化。 他特别有兴趣了解明显无害的突变的命运。 目前的工作旨在将基因和基因组进化的理解转化为改进的诊断和保健。

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