Az ok, amiért az evolúció szempontjából a szervezetek nemi életet élnek, meglehetősen nyilvánvalónak tűnhet - a szaporodás érdekében teszik. A természetes szelekciónak nyilvánvalóan előnyben kell részesítenie azokat az egyéneket, akik szaporodni képesek, szemben azokkal, akik nem. De erről hiányzik a lényeg. Számos faj számára létezik alternatíva: ivartalan szaporodás.

Miért alakult tehát ki a szex olyan sok fajban? Meglepő módon nincs egyértelmű válasz erre a kérdésre. Valóban, a mai napig a kutatók többet fejlesztettek, mint 20 különböző hipotézis. Az utóbbi időben számos kísérlet kezdte tesztelni ezeket az elméleteket, amelyek közelebb vezettek minket a megoldás megtalálásához.

Az ivartalan fajokban a nőstény hím genetikai hozzájárulása nélkül szaporodik, és a lányokat gyakorlatilag azonosá teszi önmagával. Bárki, akinek rózsáját növényi tetvek rombolták (álnév: zöld legyek vagy levéltetvek) tudni fogja, hogy ez mennyire lehet sikeres stratégia.

A szellemi probléma kulcsa az a tény, hogy a hímek gyakran nem fektetnek be az utódokba. Míg a szexuális anyáknak fiakat és lányokat egyaránt kell szülniük, addig egy nemi nő egyedül képes lányokat szülni. Ha a nőstények a befektető nem (tojást készítenek, a fiatalokat etetik stb.), Ez sokkal könnyebbé teszi a népesség gyors növekedését: egy nemi nőstényből kettő, kettőből négy, négyből nyolc stb. Ez megerősítést nyert által kísérletek az aszexuális bogarak és a laboratóriumi szexuális bogarak hatékony összehasonlítása.

Az emlősökön (az embereket is beleértve) és a madarakon kívül szinte minden taxonómiai csoportban vannak nemi fajok, beleértve a halakat, hüllőket, növényeket és rovarokat is, de ezek nem ritkák. Tehát az ivartalan szaporodás előnyei ellenére ez azt mondja nekünk, hogy hosszabb távon a szex győz.

Rossz mutációk az adaptációval szemben

A probléma evolúciós kutatása nagyrészt a hipotézisek két tág osztályára összpontosított. Mindkettő azon a tényen alapul, hogy a szex a szülők genetikai összetételének összekeverésével generál variációt. Te és én nem vagyunk azonos példányai szüleinknek, míg egy nemi levéltetű lányai.

Ez a variáció genetikai szinten mutatkozik meg: a nemek a fajon belül sok organizmust generálnak, sok káros mutációval, és néhányat viszonylag kevéssel. Támogatói az ún mutációs determinisztikus elmélet azzal érvelnek, hogy ha a sok mutációval rendelkező szervezeteknek aránytalanul alacsony a túlélési esélyük, akkor sok rossz mutáció hajlamos meghalni gazdáikkal, és nagyszámú olyan szervezetet hoz létre, amely mentes az ilyen mutációktól. Az ivartalan fajokban a variáció e hiánya miatt egyetlen egyedet sem terhelnek különösebben a mutációk. Ennek következtében egyetlen mutációs halál sem távolítja el azt a sok káros mutációt.

Ezt az elméletet azonban egyre inkább megkérdőjelezik, mivel nyilvánvalóvá válik, hogy sok nemi faj, köztük rovarok és a növények, valójában nem generálnak annyi káros mutációt, mint amennyire az elmélet megköveteli.

Egy másik erős versenyzői hipotézis azt állítja, hogy a szex lehetővé teszi a származást alkalmazkodni a változó körülményekhez. A kísérletek igazolják, hogy a nemi törzs tagjai általában gyorsabban alkalmazkodnak, mint ugyanazon faj ivartalan tagjai, ha a körülmények megváltoznak. Valóban a bogár kísérlet A fent említettek azt mutatták, hogy ha a szexuális populáció szabadon fejlődik a változó körülmények között, az teljesen kiszoríthatja az ivartalan populációt.

Sok oka lehet annak, hogy a szex megkönnyíti az alkalmazkodást. Képzeljünk el például két olyan személyt egy nemi populációban, akiknek mindkettőjüknek jó, de eltérő mutációja van. Mivel DNS-e nem keveredhet, leszármazottaik végül versenyben állnak egymással (ezt klonális interferenciának hívják) - soha nem fogod megkapni mindkét mutáció előnyeit egy egyedben. Szexuális populációban azonban mindkét jó mutáció megtalálhatja az utat egy egyénbe. Így mindkettő előnyét élvezhetjük, ami nagyon megkönnyíti az alkalmazkodást. Molekuláris szintű vizsgálat február 24-én jelent meg megerősítette, hogy a szex valóban enyhíti a klonális interferenciát.

A Queen-elmélet: paraziták?

Tehát az alkalmazkodás sebességének növelése elég jó magyarázatnak tűnik. De mi történik, miután a környezeti változás bekövetkezett és a körülmények stabilizálódtak? Nem kellene elvárnunk, hogy az aszexuálisok ismét versenyre keljenek a szexuálisokkal? Ezért sok kutatót egyre inkább vonzza az az elképzelés, hogy a nem által létrehozott variáció lehetővé teszi a fajok alkalmazkodását is a soha véget nem érő evolúciós fegyverkezési versenyben parazitáikkal.

Ez a fajta evolúciós játék a macska és az egér néven ismert Vörös királynő evolúció, az Alice Csodaországban szereplőtől, aki ragaszkodott ahhoz, hogy csak azért kell futni, hogy ugyanazon a helyen maradhasson. Valójában az immunitáshoz kapcsolódó gének a leggyorsabban fejlődnek. Van még legújabb bizonyítékok hogy a fajok növelhetik a genetikai keverés mennyiségét, amikor úgy érzik, hogy parazitával fertőzöttek. Ez azt jelenti, hogy utódaik még jobban különböznek egymástól és szüleiktől.

Ismerjük az ivartalan növények variációhiányának hátrányait is. Például a paraziták támadása oda vezetett Ír burgonya éhínség 1845–49-ben. Jelenleg a banán Veszélyben számos gombás parazita támadásától. Ez aggodalomra ad okot, mivel a banán export-kereskedelmének több mint 95% -a csak egy nemi törzsből áll (Cavendish).

Tehát az organizmusok szexelnek-e azért, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy leszármazottaikat nem pusztítja el a betegség - vagy hogy viszonylag mentesek legyenek káros mutációktól? Ezeknek a hipotéziseknek nem kell egymást kizárniuk. A terület kutatóit egyre inkább érdekli valamiféle hibrid modell.

Jelenleg haladunk a a szex evolúciója molekuláris szinten - így feltérképezhetjük az adaptáció során elveszett vagy megszerzett pontos mutációkat. A mutációk sorsának tanulmányozása a gazdaszervezetek és a paraziták együttes evolúciója eredményeként szintén a sarkon van. Egy fontos kérdés azonban továbbra is fennáll: annak megértése, hogy miért nincs több fajnak mindkét világ legjobbja (ahogyan a levéltetvek valóban vannak), és mind a nemi, mind az ivartalan szaporodási fázisok.