Sex:Hvorfor gider det? Forskere undersøger evolutionære mysterier

Forskere har længe undret sig over den evolutionære oprindelse og persistens af seksuel reproduktion, i betragtning af at aseksuel reproduktion ser ud til, i det mindste på overfladen, at være billigere og mere effektiv til at overføre gener til afkom.

Men ny indsigt i "omkostninger og fordele" ved sex begynder at dukke op fra populationsgenetisk teori, laboratorieeksperimenter og feltobservationer på tværs af livets træ, fra gær til mennesker.

Nogle af disse indsigter blev præsenteret torsdag (17. februar) på American Association for the Advancement of Science (AAAS) årsmøde i Boston, hvor evolutionsbiologer præsenterer deres seneste forskning om, hvad der driver udviklingen og opretholdelsen af ​​seksuel reproduktion.

En fremherskende hypotese for udviklingen af ​​sex er, at det hjælper med at fjerne skadelige mutationer fra en befolkning - en proces kaldet "Mullers skralde".

Med aseksuel reproduktion arver en organisme alle sine gener fra sin forælder, og eventuelle nye skadelige mutationer, den akkumulerer gennem tiden, kan ikke luges ud, hvilket fører til en gradvis ophobning af mutationer og et fald i befolkningen.

Men seksuel reproduktion, ved at blande gener fra to forældre, skaber muligheder for, at disse mutationer kan udrenses, da gavnlige mutationer kan kompensere for deres skadelige virkninger.

For at teste denne hypotese kan forskere udføre simuleringer, der modellerer populationer med aseksuel reproduktion og seksuel reproduktion og måle, hvor hurtigt skadelige mutationer akkumuleres i begge tilfælde.

For eksempel brugte forskere i en nylig undersøgelse computersimuleringer til at modellere de langsigtede evolutionære konsekvenser af sex og fandt ud af, at seksuelle afstamninger akkumulerede færre skadelige mutationer end aseksuelle afstamninger.

Teoretiske modeller forudsiger også, at sex under nogle forhold kan fremskynde tilpasningen, når miljøet ændrer sig hurtigt. For eksempel kan sex muliggøre nye kombinationer af alleler, der kan hjælpe en art med at tilpasse sig nye miljøforhold hurtigere end aseksuelle arter.

I gær, for eksempel, når miljøet svinger hurtigt, tillader seksuel udvikling gavnlige alleler at kombinere hurtigere, hvilket tillader gær at tilpasse sig hurtigere. Men når miljøet er relativt stabilt, mindskes de gavnlige virkninger af sex.

Andre fordele ved sex inkluderer:

- Evnen til løbende at generere genetisk diversitet, som kan hjælpe en art med at tilpasse sig skiftende miljøer.

- Modstand mod parasitter, der er specialiserede i at angribe det ene køn frem for det andet, hvilket betyder, at seksuelt reproducerende arter er mindre tilbøjelige til at blive tungt belastet af parasitter.

- Den øgede effektivitet af DNA-reparationsmekanismer i seksuelle organismer.

- Fordelene ved seksuel selektion, som gør det muligt for organismer at vælge deres partnere baseret på ønskelige egenskaber, hvilket fremmer spredningen af ​​disse ønskelige egenskaber gennem befolkningen.

Det er dog vigtigt at bemærke, at fordelene og omkostningerne ved sex kan variere meget afhængigt af den specifikke art og miljø.

Overordnet set er sexens evolutionære dynamik kompleks, og mens biologer opnår en dybere forståelse, er der stadig mange mysterier at opklare om, hvorfor seksuel reproduktion udviklede sig og fortsætter i den naturlige verden.