Το μυστήριο του σεξ: Ποια πλεονεκτήματα παρέχει σε σχέση με την ασεξουαλική αναπαραγωγή;

15:05 26/2/2016 - Πηγή: Huffington Post Greece

Το σεξ αποτελεί μια από τις ισχυρότερες κινητήριες δυνάμεις που υπάρχουν στη φύση: Η ανάγκη για αναπαραγωγή μέσω σεξουαλικής πράξης και διαιώνιση του είδους αποτελεί βασικό πυλώνα της ζωής, και ως εκ τούτου θεωρείται ως κάτι αυτονόητο/ δεδομένο.

Ωστόσο, τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά: Όπως αναφέρεται σε δημοσίευμα του Economist, οι μονοκύτταροι οργανισμοί άρχισαν την ανταλλαγή και μίξη γενετικών πληροφοριών με τρόπους που οι σημερινοί βιολόγοι αναγνωρίζουν ως πρώιμες μορφές του σεξ πριν από δύο δισ. χρόνια. Ωστόσο το ερώτημα του...γιατί υπάρχει το σεξ γενικότερα, παραμένει αναπάντητο. Ένα πλάσμα το οποίο αναπαράγεται ασεξουαλικά περνάει όλα του τα γονίδια στον απόγονό του. Ένα το οποίο ζευγαρώνει με κάποιο άλλο, αντιθέτως, περνά μόνο τα μισά, κάτι που, αν το σκεφτεί κανείς, αποτελεί επιλεκτικό μειονέκτημα- οπότε, οι εξελικτικοί βιολόγοι θεωρούν ότι τα ανταλλάγματα θα είναι τεράστια.

Όπως σημειώνεται στο δημοσίευμα, υπάρχουν δύο θεωρίες σχετικά με το ποια θα μπορούσαν να είναι αυτά: Ένα είναι το ότι η διαρκώς μεταβαλλόμενη γενετική ποικιλία που προκύπτει μέσω του σεξ αποτρέπει παράσιτα και παθογόνα από το να αναπτύξουν σταθερές τεχνικές εκμετάλλευσης ξενιστών. Πρόκειται για τη θεωρία της «Κόκκινης Βασίλισσας» (από το γνωστό παραμύθι «Η Αλίκη μέσα από τον Καθρέφτη»). Η άλλη θεωρία είναι ότι η συνεχής ανάμειξη γονιδίων από γενιά σε γενιά διαχωρίζει τις καλές από τις κακές μεταλλάξεις, επιτρέποντας την εξαφάνιση των κακών μέσω φυσικής επιλογής, χωρίς να συμπαρασύρονται οι καλές. Η διαδικασία αυτή έχει περιγραφή ως «plucking rubies» (διαλογή ρουμπινιών).

Οι δύο θεωρίες δεν αποκλείουν απαραίτητα η μία την άλλη – και οι δύο θα μπορούσαν να ισχύουν. Αλλά, ενώ η βασίλισσα έχει πειραματικά δεδομένα να την στηρίζουν, η δεύτερη δεν είχε και πάρα πολλά μέχρι τώρα – ωστόσο, ο Μάικλ Ντεσάι, επιστήμονας του Χάρβαρντ, εκτιμά ότι η θεωρία έχει αποδειχθεί πειραματικά σε μαγιά μπύρας, που μπορεί να αναπαράγεται τόσο ασεξουαλικά όσο και σεξουαλικά. Η μελέτη του τρόπου/ «διακόπτη» μεταξύ των δύο καταστάσεων, θεωρεί, μπορεί να ρίξει φως στη διαδικασία διαλογής. Και, όπως αυτός και η ομάδα του έχουν γράψει στο «Nature», το έχει ήδη κάνει.

Παρά τα δύο φύλα, γνωστά ως a και alpha, η κανονική κατάσταση αναπαραγωγής είναι ασεξουαλική, οπότε το πρώτο που έπρεπε να κάνει ήταν να βρει έναν τρόπο να ωθήσει τα κύτταρα στο...σεξ. Τα κατάφερε προσθέτοντας στο DNA τους γονίδια αντίστασης σε δύο αντιβιοτικά, την υγρομυκίνη και το G418, και κάνοντας την αντίσταση αυτή να ενεργοποιηθεί μόνο όταν το γονίδιο του ζευγαρώματος ήταν ενεργό επίσης. Η εισαγωγή του αντιβιοτικού στο μέσο ανάπτυξης της μαγιάς σήμαινε ότι μόνο σεξουαλικά ενεργά κύτταρα μαγιάς μπορούσαν να επιβιώσουν.

Μετά από αυτό, ο ίδιος και η ομάδα του πήραν 24 γραμμές από το τροποποιημένο αυτό στέλεχος (12 τύπου ζευγαρώματος a και 12 τύπου ζευγαρώματος alpha) και τις άφησαν να αναπτυχθούν για έξι μήνες, μια περίοδο που αντιστοιχεί σε 1.000 γενιές. Έξι γραμμές κάθε τύπου ζευγαρώματος εξαναγκάστηκαν σε σεξουαλική αναπαραγωγή κάθε 90 γενιές, αναμειγνύοντας τα φύλα και προσθέτοντας τα αντιβιοτικά. Άλλα αφέθηκαν να συνεχίσουν να κλωνοποιούνται. Στα σημεία αναφοράς των 90 γενεών, οι ερευνητές πήραν δείγματα από κάθε γραμμή αναζητώντας γενετικές μεταλλάξεις που είχαν προκύψει στο μεσοδιάστημα. Τέτοιες μεταλλάξεις είναι η «μαγιά της εξέλιξης», και ο Δρ. Ντεσάι θεωρούσε ότι θα μπορούσαν να εξηγήσουν το πώς λειτουργεί (από εξελικτικής άποψης) το σεξ.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν, όπως είχε προβλεφθεί, πως όταν μια επωφελής μετάλλαξη εμφανιζόταν σε κάποια από τα ασεξουαλικά αναπαραγόμενα κύτταρα, εξαπλωνόταν μόνο εάν οι θετικές επιπτώσεις της ήταν περισσότερες από τις αρνητικές επιπτώσεις των επιβλαβών μεταλλάξεων που εμφανίζονταν στα ίδια κύτταρα. Ακόμα και αν μια επωφελής μετάλλαξη «ευημερούσε», το έκανε σιγά, καθώς κακές μεταλλάξεις που σχετίζονταν με αυτήν ακολουθούσαν όταν το γονιδίωμα περνούσε από τη μία γενιά στην άλλη.

Στον σεξουαλικό πληθυσμό, ωστόσο, οι καλές και οι κακές μεταλλάξεις ακολουθούσαν διαφορετική πορεία όταν το γονιδίωμα του κυττάρου- γονέα κατακερματιζόταν και κυκλοφορούσε κατά την αναπαραγωγή. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα διαφορετικοί συνδυασμοί καλών και κακών μεταλλάξεων να περάσουν στα γονιδιώματα διαφορετικών απογόνων των ίδιων κυττάρων – γονέων. Αυτό κατέστησε ευκολότερη (από εξελικτικής πλευράς) τη διαλογή, έτσι ώστε οι καλές μεταλλάξεις να εξαπλωθούν. Οπότε, όπως προβλέπει η εξελικτική θεωρία, κατά το πέρασμα του χρόνου, τα γονιδιώματα με επιβλαβείς μεταλλάξεις εξαφανίστηκαν και οι θετικές μεταλλάξεις συσσωρεύτηκαν στα κύτταρα που απέμειναν.

Το κρίσιμο τεστ, ωστόσο, ήταν στο τέλος του πειράματος, όταν ο Δρ. Ντεσάι σύγκρινε το σεξουαλικό στέλεχος με το ασεξουαλικό. Σε κάθε περίπτωση, οι απόγονοι των σεξουαλικώς αναπαραγόμενων κυττάρων μαγιάς τα κατάφερναν καλύτερα από τους ασεξουαλικούς ανταγωνιστές τους στον ανταγωνισμό για τροφή και πόρους.

-- This feed and its contents are the property of The Huffington Post, and use is subject to our terms. It may be used for personal consumption, but may not be distributed on a website.