Teori om udviklingen af ​​køn testet med alger

Det varierede sexliv for en type grønalger har gjort det muligt for en University of Adelaide -forsker at teste en teori om, hvorfor der er hanner og hunner.

Spørgsmålet om, hvorfor forskellige typer kønsceller udviklede sig, såsom sæd og æg (samlet kendt som kønsceller), forbliver usikker.

"Hvorfor skulle der være hanner og hunner? Hvorfor ville der udvikle sig en situation, hvor nogle individer producerer små kønsceller, der er bevægelige eller i stand til at bevæge sig (hannerne) og andre producerer store, ikke-bevægelige kønsceller (hunnerne)? "siger Dr. Jack da Silva, Universitetslektor ved University of Adelaides School of Biological Sciences.

"Seksuel reproduktion kræver ikke mænd og kvinder, alt det kræver er sammensmeltning af kønsceller fra to forskellige parringstyper. "

Den klassiske teori om at forklare udviklingen af ​​kønsceller i forskellige størrelser og derfor forskellige køn er Disruptive Selection Theory og blev foreslået i 1970'erne. Den beskriver, hvordan en population udvikler sig fra forskellige parringstyper, der producerer kønsceller af samme størrelse (eller kønsceller) til parringstyper, der producerer kønsceller af forskellig størrelse, såsom hvor der er forskellige hanner og hunner.

Dr da Silva har leveret den første test, der er specifik for denne teori - ved hjælp af grønalgeres reproduktive strategier.

"Teorien er, at efterhånden som organismer udvikler sig til at blive større, det encellede embryo (eller zygote) vælges også til at være større. Dette nødvendiggør større kønsceller til at lagre flere næringsstoffer for at give embryoet et forspring i udviklingen, "siger Dr da Silva.

"Organismer har et begrænset budget til produktion af kønsceller. Så hvis der er flere, vil de være mindre, hvis der er mindre vil de være større. Fordi et større antal kønsceller giver en parringstype en selektiv fordel - større chance for vellykket befrugtning - vil den anden parringstype blive tvunget til at producere større, og derfor færre, gameter for at muliggøre produktion af den større zygote. "

Udgivet i tidsskriftet Økologi og evolution , Dr da Silva testede denne teori ved hjælp af data fra undersøgelser af Volvocine -alger, hvor arter varierer betydeligt i deres reproduktive mønstre:nogle hvor to parringstyper producerer kønsceller af samme størrelse, der kan bevæge sig (motil); andre, der producerer bevægelige kønsceller i forskellige størrelser; og andre, hvor en parringstype producerer små, motile gameter og den anden parringstype producerer store ikke-motile gameter (hanner og hunner).

Han udledte en forudsigelse fra en eksisterende matematisk model af Disruptive Selection Theory, der siger, at for udviklingen af ​​mænd og kvinder skal forblive stabil, forholdet mellem størrelsen af ​​den større gamette til den mindre gamete skal være større end tre. Matematikken siger, at hvis forholdet er mindre, de udvikler sig altid tilbage til at være af samme størrelse.

"Algerne var perfekte til at teste denne teori:de viste hele variationen af ​​forskelle i kønsstørrelser. Og teorien holdt. Overalt hvor der var kønsceller i forskellige størrelser, de større var altid mindst tre gange større.

"Dette giver den første test, der er specifik for denne teori - tidligere tests har handlet om forudsigelser, der er fælles for denne og lignende teorier. Til dato har der ikke været mange stærke beviser til støtte for nogen af ​​de konkurrerende teorier, men her har vi bekræftet, at den klassiske teori nok er på rette vej.

Dr da Silva siger, at det er vigtigt at forstå denne udvikling, fordi den hjælper os med at forstå forskelle mellem mænd og kvinder, såsom deres morfologi og adfærd. "Disse forskelle mellem mænd og kvinder stammer fra denne originale udvikling af kønscellernes størrelse og motilitet, " han siger.