Der Grund, warum Organismen in Bezug auf die Evolution Sex haben, mag ziemlich offensichtlich erscheinen - sie tun es, um sich fortzupflanzen. Natürlich muss die natürliche Selektion Individuen bevorzugen, die sich über diejenigen reproduzieren können, die das nicht können. Aber das fehlt der Punkt. Für viele Arten gibt es eine Alternative: asexuelle Reproduktion.

Warum hat sich Sex in so vielen Arten entwickelt? Überraschenderweise gibt es keine eindeutige Antwort auf diese Frage. Bis heute haben Forscher mehr als entwickelt 20 verschiedene Hypothesen. In letzter Zeit haben eine Reihe von Experimenten damit begonnen, diese Theorien zu testen, um uns näher an die Lösung zu bringen.

Bei asexuellen Arten reproduziert sich ein Weibchen ohne den genetischen Beitrag eines Männchens und macht Töchter mit sich selbst identisch. Jeder, der seine Rosen von Pflanzenläusen befallen hat (Alias: Grüne Fliegen oder Blattläuse) wissen, wie erfolgreich eine Strategie sein kann.

Der Schlüssel zum intellektuellen Problem ist die Tatsache, dass Männchen oft nicht in die Nachkommen investieren. Während sexuelle Mütter sowohl Söhne als auch Töchter produzieren müssen, kann eine asexuelle Frau Töchter alleine machen. Wenn Frauen das investierende Geschlecht sind (sie machen Eier, füttern die Jungen usw.), macht es viel einfacher, die Bevölkerung schnell zu wachsen: ein asexuelles Weibchen kann zwei werden, zwei können vier werden, vier können acht usw. werden. Dies wurde bestätigt durch Experimente im Vergleich asexuelle Käfer mit sexuellen Käfern im Labor.

Abgesehen von Säugetieren (einschließlich Menschen) und Vögeln gibt es asexuelle Arten in fast jeder taxonomischen Gruppe, einschließlich einiger Fische, Reptilien, Pflanzen und Insekten - aber sie sind selten. Trotz der Vorteile der asexuellen Fortpflanzung sagt uns das, dass Sex auf längere Sicht gewinnt.

Schlechte Mutationen versus Anpassung

Die evolutionäre Erforschung des Problems hat sich weitgehend auf zwei große Klassen von Hypothesen konzentriert. Sie basieren beide auf der Tatsache, dass Sex durch die Vermischung des Erbguts der Eltern Variation erzeugt. Du und ich sind nicht identische Kopien unserer Eltern, während die Töchter einer asexuellen Blattlaus sind.

Diese Variation manifestiert sich auf der genetischen Ebene: Sex generiert einige Organismen innerhalb der Spezies mit vielen schädlichen Mutationen und einige mit relativ wenigen. Unterstützer der sogenannten Mutationsdeterministische Theorie argumentieren, dass mit vielen Mutationen unverhältnismäßig geringe Überlebenschancen haben, neigen viele schlechte Mutationen, die mit ihren Wirten zu sterben, eine große Anzahl von Organismen zu erzeugen, die solche Mutationen aus frei sind, wenn Organismen. In asexuellen Arten, wegen dieser fehlenden Variante ist keine individuelle insbesondere durch Mutationen belastet. Als Folge entfernt niemand mutational Tod, dass viele schädliche Mutationen.

Diese Theorie wird jedoch zunehmend in Frage gestellt, da deutlich wird, dass viele sexuelle Arten, einschließlich Insekten und Pflanzen, Produzieren eigentlich nicht so viele schädliche Mutationen wie die Theorie erfordert.

Ein weiterer starker Konkurrent Hypothese besagt, dass Sex eine Linie ermöglicht, Anpassung an sich verändernde Bedingungen. Versuche haben bestätigt, dass die Mitglieder einer sexuellen Linie in der Regel schneller anpassen als asexuelle Mitglieder der gleichen Art, wenn die Bedingungen ändern. Tatsächlich ist die Käfer Experiment Wie bereits oben erwähnt, kann eine sexuelle Population, wenn sie sich unter wechselnden Bedingungen frei entwickeln kann, die asexuelle Population vollständig verdrängen.

Es kann viele Gründe geben, warum Sex Anpassung erleichtert. Zum Beispiel vorstellen, zwei Personen in einer asexuellen Bevölkerung, die sowohl eine gute, aber unterschiedliche Mutation haben. Weil ihre DNA nicht mischen, ihre Nachkommen miteinander konkurrieren am Ende (dies wird klonalen Interferenz genannt) - Sie werden nie die Vorteile beider Mutationen in einem Individuum zu bekommen. In einer sexuellen Population jedoch sowohl der guten Mutationen können ihren Weg in einem Individuum zu finden. Auf diese Weise erhalten wir den Nutzen beider Seiten, die Anpassung viel einfacher macht. Ein molekularer Ebene Studie veröffentlicht am 24 Februar hat bestätigt, dass Sex tatsächlich klonale Störungen lindert.

Die Königin Theorie: Parasiten?

Eine Steigerung der Adaptionsgeschwindigkeit scheint also eine gute Erklärung zu sein. Aber was passiert, nachdem eine Umweltveränderung stattgefunden hat und sich die Bedingungen stabilisiert haben? Sollten wir nicht erwarten, dass die Asexuellen die Sexuals wieder austricksen? Aus diesem Grund fühlen sich viele Forscher zunehmend von der Idee angezogen, dass die durch das Geschlecht geschaffene Variation es auch den Arten ermöglicht, sich im nie endenden evolutiven Wettrüsten mit ihren Parasiten anzupassen.

Diese Art von evolutionären Spiel von Katze und Maus ist bekannt als Rote Königin Evolution, von der Figur in Alice im Wunderland, die darauf bestand, dass man nur laufen müsse, um am selben Ort zu bleiben. In der Tat sind Gene, die mit Immunität in Verbindung stehen, zu den am schnellsten sich entwickelnden, die wir haben. Es gibt auch jüngste Beweise diese Arten können die Menge der genetischen Vermischung erhöhen, wenn sie spüren, dass sie mit einem Parasiten infiziert sind. Das heißt, ihre Nachkommen werden sich noch mehr voneinander und von ihren Eltern unterscheiden.

Wir kennen auch die Nachteile einer mangelnden Variation in asexuellen Kulturpflanzen. Zum Beispiel führte Angriff von Parasiten der Irische Kartoffel Hungersnot in 1845-49. Zurzeit sind Bananen bedroht vor einem Angriff durch zahlreiche Pilzparasiten. Dies wird angeleitet werden, dass mehr als 95% des Exporthandels in Bananen ist nur eine asexuelle Stamm (Cavendish).

So tun haben Organismen Sex um sicherzustellen, dass ihre Nachkommen nicht durch Krankheit ausgerottet werden - oder sie frei von schädlichen Mutationen relativ zu machen? Diese Hypothesen müssen nicht gegenseitig ausschließen. Forscher auf dem Gebiet sind in einer Art von Hybrid-Modell zunehmend interessiert.

Gegenwärtig bewegen wir uns auf Studien der Evolution des Geschlechts auf molekularer Ebene - So können wir die genauen Mutationen Karte, die verloren gehen oder bei der Anpassung gewonnen. Studien über das Schicksal von Mutationen als Folge der Koevolution von Wirten und Parasiten sind auch gleich um die Ecke. Ein großes Problem bleibt jedoch: zu verstehen, warum mehr Arten haben nicht das Beste aus beiden Welten (wie in der Tat Blattläuse tun), und beide haben sexuelle und asexuelle Reproduktionsphasen.