Как же нет Любви?

Первым, кто высказал предположение, для чего нужно половое размножение, был Август Вейсманн, который в 1886 году на съезде немецких естествоиспытателей и врачей произнёс речь „Значение полового размножения для теории отбора“. Предположение было весьма общим: половое размножение необходимо, чтобы ускорить распространение полезных мутаций среди особей популяции. И действительно, при бесполом размножении мутации, возникшие у организма (причём как полезные, так и вредные), передаются потомству из поколения в поколение по типу клона, линейно, а вот при половом размножении, за счёт передачи генов при скрещиваниях, тем более свободных, мутации могут быстро распространиться в популяции вида. Если таким образом будут распространяться именно полезные мутации, то прогрессивная эволюция виду обеспечена.

В целом, как справедливо предполагал основоположник „вейсманизма-морганизма“, половое размножение нужно для увеличения скорости эволюционного приспособления организмов, то есть для их лучшей адаптации к меняющимся условиям внешней среды. Так что первый ответ: половое размножение нужно для увеличения разнообразия. Генетического, разумеется. И тем самым — для увеличения шансов, что какие-то мутации окажутся полезными. (В скобках укажем, что скорость адаптации организмов и увеличение генетического разнообразия видов не всегда одно и то же, но в теории эволюции предполагается, что эти процессы скоррелированы.)

Казалось бы, при половом размножении должна увеличиваться скорость распространения в популяции всяких мутаций — и полезных, и вредных, которые, соответственно, будут оказывать либо полезное, либо вредное действие Но это не так: полезные мутации тут в некотором выигрыше. Вспомним: основа полового размножения — это то, что соматические клетки диплоидны, то есть несут два набора генов, отцовский и материнский, а половые клетки, или гаметы, — гаплоидны. Диплоидность означает, что каждая хромосома существует в двух копиях, а гаплоидность — что в одной. Таким образом, в диплоидных клетках почти вся генетическая информация в принципе задублирована, а именно: каждый ген присутствует в двух копиях (аллелях), пусть не всегда абсолютно идентичных. (Обратите внимание на курсив: это то самое ружьё, которое оглушительно выстрелит в конце пьесы).

Итак, если в одном из двух гомологичных генов (аллелей) возникнет вредная мутация, то её действие может быть скомпенсировано другим, нормальным, аллелем. Это так называемые рецессивные (не проявляющиеся в диплоидном состоянии) мутации. Их большинство, однако бывают и мутации доминантные, которые подавляют действие нормального аллеля. Но в целом — двойной набор хромосом — это повышение надёжности — вредные мутации имеют много шансов не проявиться. Но какое это имеет отношение к полому размножению?

Новый организм возникает, когда объединяются мужская и женская гаплоидные гаметы, то есть возникает диплоидная зигота. В ней одна из каждой пары хромосом получена от отца, а другая от матери. Следовательно, при половом размножении, за счёт образования новых комбинаций пар гомологических хромосом, резко повышается вероятность того, что вредная мутация, если она рецессивна, окажется в компании с нормальным гомологичным геном и поэтому не проявится. Это вторая причина, для чего нужно половое размножение: для уменьшения влияния вредных мутаций за счёт образования гетерозиготности. На неё впервые, в 1988 году, указал А.С. Кондрашов, тогда работавший в Биологическом центре АН СССР в Пущино-на-Оке (не часто наши соотечественники публикуют статьи в самом престижном журнале мира, см. Nature, 1988, 336, 435).

Однако вредные рецессивные мутации, будучи в гетерозиготном, скрытном, состоянии, не только сохраняются, но и, благодаря именно половому размножению, беспрерывно накапливаются в чреде поколений. То есть именно из-за скрещиваний (то есть, простите, любви). И сколько же у нас, людей, этих самых вредных генов? Расчёты А.С. Кондрашова, касающиеся накопления потенциально летальных мутаций в нашем геноме, дали ему повод к вполне понятному недоумению (что выразилось в заголовке его статьи): „…Почему мы не умерли 100 раз?“

Наверное, не будет большой ошибкой, если предположить, что для этого тоже есть веская причина. Третья. Рядом с весьма хорошей мутацией может оказаться очень плохая. И каково ж тогда „талантливому“ гену среди серой толпы „озлобленно бездарных“?

3


Пищевые стратегии насекомых
Потребление пищи и воды имеет большое значение для жизнедеятельности животных, в том числе и насекомых. Благодаря малым размерам удовлетворить такие потребности им гораздо проще, чем крупны ...

Социальное поведение медоносных пчел
Деятельность всех пчел в улье целиком направлена на то, чтобы обеспечить благосостояние семьи. Искусственно изолированная от семьи пчела оказывается не жизнеспособной и вскоре погибает. ...

Сортоиспытание сортов картофеля иностранной и отечественной селекции
Сортоиспытание сортов картофеля иностранной и отечественной селекции Актуальность работы. В напей стране картофель играет особую роль в обеспечении населения продовольствием, оставаясь н ...