Levitis, ученый в Отделе Висконсинского университета в Мадисоне Ботаники, имел одного главного подозреваемого в виду: мейоз, который использование организмов произвести сперму и яйца для полового размножения. Он описывает мейоз как запутанный клеточный танец линии, тот, который перепутывает хромосомы, чтобы переставить гены.
Эта перестановка помогает создать потомков, которые отличаются от их родителей, потомков, которые могли бы быть лучше снабжены, чтобы выжить в изменяющемся мире.Но мейоз – также один из самых сложных процессов, которым подвергаются клетки, и много может пойти не так, как надо, поскольку хромосомы запутывают и распутывают себя. Levitis полагал, что эта сложность могла бы привести к проблемам, создающим здоровое потомство.В новом исследовании, изданном на Слушаниях Королевского общества, B, Levitis и его сотрудников сообщают, что мейоз берет тяжелые потери на жизнеспособности потомков.
И не только для людей. Существа от гекконов к чесноку и кактусам тараканам платят цену, чтобы подвергнуться половому размножению.
Работа обеспечивает более глубокий контекст на фундаментальных биологических причинах позади потери беременности и предлагает, чтобы преимущества полового размножения преодолели серьезные ограничения, наложенные мейозом.«Известно, что для людей, основная причина потери беременности – хромосомные отклонения, являющиеся результатом мейоза», говорит Энн Прингл, преподаватель ботаники в Висконсинском университете в Мадисоне и другом авторе исследования. «Но что не было вообще ясно, был, является ли мейоз главной причиной нежизнеспособности не только в людях, но и везде, где это происходит».Чтобы ответить на этот вопрос, Levitis сравнил жизнеспособность потомков, произведенных тремя различными видами воспроизводства.
Половое размножение, где два игрока делают генетический вклад, всегда требует мейоза. С другой стороны, асексуальное воспроизводство – где потомки – клоны своих родителей – обычно, использует намного более простой mitosis, сравнительно легкое клонирование клеток, никакую генетическую требуемую перестановку. Когда асексуальное воспроизводство действительно использует мейоз, это еще более сложно, чем пол.
В этом сравнении с тремя путями Levitis нашел, что более сложное воспроизводство привело к более низкому выживанию потомков. Например, у асексуальных ящериц, которые используют мейоз, была более низкая жизнеспособность, чем сексуальные ящерицы, которые также используют мейоз, потому что асексуальный мейоз был более сложным. Все же организмы, которые использовали более простой mitosis, как пальмы и равнокрылые стрекозы, произвели более здоровых потомков.
Этот образец сохранялся в 42 из 44 разновидностей. «Когда Вы получаете результат, настолько последовательный через такой широкий спектр организмов, это подозрительно», говорит Левитис. Но даже после второго взгляда, данные проверены. Что-то о мейозе, по-видимому его сложность, убивает потомков.
«Если Вы делаете свою учетную ведомость, все плюсы и минусы пола, то, что пол требует, этот смертельный процесс – довольно ясно недостаток», говорит Левитис.Относительно эволюции пола результаты Левитиса предлагают, чтобы преимущества прохождения мейоза были достаточно значительными, чтобы уравновесить ту учетную ведомость. Перестановка генов между двумя родителями во время пола могла бы обеспечить еще больше преимущества, чем ранее мысль.Другая еда на дом, говорит Левитис, то, что, хотя легко думать, что естественный отбор может решить каждую проблему – и что мы могли бы пожелать, она имела, такой что касается высоких показателей потери беременности – иногда это наталкивается на фундаментальные ограничения.
Мейоз, кажется, один из тех непреодолимых барьеров.Все же компромисс, потомки, которые действительно уникальны с новыми генетическими комбинациями, чтобы стоять перед сложным миром, должен стоить того.