genetics.com.ua

No Result
View All Result
No Result
View All Result

genetics.com.ua

No Result
View All Result

Может ли партеногенез дать стимул эволюции?

Тут стоит задать вопрос: если низшие организмы размножаются делением, то почему же при создании высших природа перешла к другому, более сложному типу размножения — половому? Ведь при партеногене­зе для создания нового организма не требуется особых ухищрений: клетка делится на две, и обе вполне жизне­способны. Не нужно никаких дополнительных «влива­ний» вроде сперматозоидов. То есть можно обойтись од­ними женскими особями! Очень разумное, экономичное решение проблемы. Если все животные какого-то вида способны размножаться партеногенезом, то потомство будет давать не пара, а каждое из них. Численность жи­вотных вырастет вдвое по сравнению с популяцией, где размножение основано на половом способе. Но самые высокоразвитые животные — млекопитающие — отка­зались от партеногенеза. Это что — ошибка природы?

На самом деле все не так просто. Лет семь назад био­логи из университета в Индиане решили провести ком­пьютерный эксперимент, чтобы ответить на вопрос, почему половое размножение преимущественнее парте­ногенеза. Стивен Хауэрд и Кэртис Лайвели провели спе­циальные расчеты. В своем виртуальном мире они «по­селили» тысячу животных, из которых девятьсот во­семьдесят размножались половым путем, а двадцать самок могли рождать детенышей при помощи партено­генеза. То есть им самец был вовсе не нужен. Конечно, если бы они на этом остановились, то «вечно беремен­ные» двадцать самок скоро произвели бы такое количе­ство специфического потомства, что через несколько по­колений вся популяция перешла бы на этот тип размно­жения, как это произошло со скальными ящерицами.

Ученые ввели в свою программу два дополнитель­ных фактора. Во-первых, их мир был населен еще и множеством бактерий и вирусов (как в реальной жизни), способных быстро размножаться и мутиро­вать. Во-вторых, животные тоже были подвержены мутациям (и не всегда положительным). Эти мутации были незначительными и неявно выраженными (все как в жизни). Что же из этого вышло?

Сначала партеногенетическое потомство стало быст­ро вытеснять потомство двуполых животных. За три­дцать поколений количество размножающихся парте­ногенезом самок достигло девяноста пяти процентов от всех особей. На двуполых животных приходились лишь жалкие пять процентов, но…

Тут-то и началось самое интересное. Многочислен­ное потомство доминирующих самок стало стремитель­но сокращаться. Началась эпидемия. В ней были винов­ны те вирусы, которые первоначально не оказывали большего влияния на здоровье популяции. Посмотрим, почему это произошло. Как помните, у нас было два­дцать «нетипичных» самок. Каждая из них на протяже­нии жизни породила огромное количество идентичных самой себе дочерей, эти дочери — своих дочерей, и так далее. То есть вся популяция через тридцать поколений состояла из точных копий двадцати самок, повторяю­щих их генетический код до последнего знака. Поэто­му вирусам не составило труда «взломать» двадцать кодовых ключей, чтобы привести популяцию на грань катастрофы. Если вирус поражал какую-то одну из два­дцати генетических моделей и становился для нее смер­тельным, то автоматически из строя выбывало все по­томство, имеющее в прародительницах эту самку. Так поочередно «из игры» вышли все правнучки партеноге- нетических самок.

Вся беда этих доминирующих в популяции живот­ных состояла в том, что они при рождении получали «стандартный» набор генов. У них не возникало слу­чайного соединения генов, как это бывает при половом размножении, где в создании потомства задействова­ны сразу два пакета хромосом! Вирусам было сложно справиться с неизвестным генетическим кодом, в каж­дом случае — разным.

За время эксперимента численность виртуальных животных сократилась в пять раз. Но они не были ис­треблены полностью, поэтому эпидемия окончилась. Самки стали стремительно восстанавливать свою чис­ленность. Вроде бы прекрасно. Пережили одну эпиде­мию, переживем и другую. При партеногенезе добить­ся восстановления оптимальной численности можно достаточно быстро. Но, кроме вирусов, эту популяцию преследовал другой бич — мутации. Незаметные на первых порах негативные мутации постепенно набра­ли силу. За тридцать поколений таких мутаций нако­пилось вполне достаточно, чтобы убить однополых жи­вотных. У немногочисленных двуполых собратьев му­тации не оказывали такого губительного действия. Ведь ни один из потомков этих животных не повторял своих родителей полностью, значит, наряду с негатив­ными мутациями были и позитивные, улучшающие сопротивляемость животных к опасностям внешнего мира. А при мутациях у однополых «копии» оказыва­лись слабее и хуже «самки-матрицы».

Ученые проигрывали ситуацию с разными темпами мутаций и разным количеством вредоносных парази­тов. Результат оставался одним и тем же. Если мутаций и паразитов оказывалось слишком много, популяция однополых животных вымирала через семьдесят пять поколений, если мало — через двести — двести пятьде­сят. Но все равно самки, способные размножаться толь­ко при помощи партеногенеза, приводили свой мир к катастрофе. Зато их двуполые родственники выживали. И увеличивали численность, несмотря ни на эпидемии, ни на мутации.

Конечно, это искусственно смоделированный мир и искусственно созданная ситуация. Но все равно мы по­лучаем ответ на наш вопрос: почему природа, в конце концов, отказалась от партеногенеза у высших живот­ных. Мельчайшие наши соседи по планете, вирусы и бактерии, намного агрессивнее и устойчивее, чем высо­коорганизованные звери и птицы. Человек и живот­ные не смогли бы противостоять их натиску, если бы размножались «копированием». «Эволюционного буду­щего за клонированием нет, — говорит директор Рес­публиканского центра репродукции человека Минздра­ва России Андрей Акопян. — Сама природа в принци­пе избегает этого механизма. Вероятность появления идентичного потомства даже у одной пары равна одной трехсотмиллионной. Почему? Да потому, что клониро­вание угрожает главному двигателю эволюции — гене­тическому разнообразию. Генотип любого человека со­стоит из комбинации генов его родителей, и именно эта высокая комбинаторика позволяет виду сопротив­ляться окружающей среде — выживать. Половое раз­множение — главный человеческий феномен, шедевр биологической эволюции. Ведь те виды, которые раз­множались неполовым путем — амебы, гидры, — за­консервировались на той стадии, на которой нахо­дились двести миллионов лет назад. К слову, если бы клонирование появилось во времена первобытных лю­дей, человечество до сих пор не продвинулось бы дальше каменного топора». Партеногенез — аналог клонирова­ния. Вот почему природа отказалась от партеногенеза.

Ссылки

Колики
PRISCA l триместра

© 2017 genetics.com.ua

No Result
View All Result

© 2017 genetics.com.ua