Prečo poznáme sex keď vieme, že najjednoduchšie mikroorganizmy sa množia nepohlavne rozdelením na dva, pričom každá polovica obsahuje rovnakú DNA. Od prvého objavenia sa života pred približne 3,5 až 4 miliardami rokov až po, podľa dôkazov o mikrofosíliách, pred miliardou až miliardou a pol rokom, to bol jediný druh reprodukcie.

Prečo existuje sex, hádanka v evolučnej biológii, Hlava-22

Pretože každá nová bunka je v podstate klonom svojho „rodiča“ sú geneticky identické a DNA sa prenáša nezmenená neumožňuje veľkú genetickú rozmanitosť, čo vedie k veľmi pomalej evolúcii. Pre individuálny organizmus je nepohlavný chov oveľa lepší a vyžaduje menej energie a biochemické komplikácie. A podľa neodarvinizmu je dôležitá iba individuálna úroveň. Skutočnosť, že rôzne veci môžu byť lepšie pre druh ako celok alebo pre vývoj života všeobecne, je irelevantná. Nové systémy sa prijímajú, iba ak pomáhajú jednotlivcovi; pomoc druhu je len náhodný vedľajší produkt.

Šialení ortodoxní katolíci povoľujú sex, len pri množení!! Preto majú po 7-14 deti!!

Pohlavie je zďaleka lepšou voľbou pre vývoj zložitejších a inteligentnejších organizmov. Gény sú zabalené v chromozómoch a počas reprodukcie sa gény každého rodiča rozdelia a potom znovu skombinujú. Nevytvárajú sa žiadne nové gény to ešte vedie k mutácii, ale sú vyvolávané nové kombinácie génov. Proces rekombinácie vytvára genetickú rozmanitosť spôsobom, ktorý asexuálna reprodukcia nikdy nedokáže.

Prírodný výber má viac možností vyskúšať. Umožňuje tiež ľahšie rozšírenie prospešných mutácií po celom druhu v podstate urýchľuje vývoj.

Vývoj sexu je ďalšou z veľkých nevyriešených hádaniek biológie. Je ľahké pochopiť, čo sa to stalo, ale ukázalo sa nemožné prísť na to, ako. Popredný americký evolučný biológ George C. Williams napísal, že sex je „vynikajúcou hádankou v evolučnej biológii“ . Jeho Sex a evolúcia (1975) sa otvára vetou: „Táto kniha je napísaná z presvedčenia, že prevalencia sexuálnej reprodukcie v vyšších rastlín a živočíchov je v rozpore so súčasnou evolučnou teóriou. “

Jeho závery majú trochu opustený tón:

Som si istý, že už mnoho čitateľov dospelo k záveru, že skutočne nerozumiem úlohe sexu v organickej alebo biotickej evolúcii. Aspoň môžem tvrdiť, na základe protichodných názorov z nedávnej literatúry, útechy nad bohatou spoločnosťou.

John Maynard Smith venoval zväzok The Evolution of Sex (1978) rôznym teóriám na túto tému. Aj on uzavrel osamelý: „Obávam sa, že čitateľ môže považovať tieto modely za nepodstatné a neuspokojivé. Ale sú to najlepšie, čo máme.

V neskoršej eseji Smith hovorí, že aj keď sa problému sexuálnej evolúcie venoval dvadsať rokov, nie som si istý, či poznám odpoveď.

Od 70. rokov sa dosiahol malý pokrok. V knihe Evolution (2004) zoológ a autor prírodných vied Matt Ridley skúma všetky najpopulárnejšie teórie o vývoji sexu a po zistení závažných problémov s touto partiou

dospieva k záveru, že „existencia sexu je najhlbšou hádankou všetkých“.

Prevláda teória, že sex sa začal náhodnou fúziou buniek infikovaných rôznymi, ale veľmi podobnými vírusmi. Keď sa bunky rozdelili, rozdiely medzi vírusmi viedli k replikácii DNA, ktorá predznamenala fungovanie chromozómov. Ak je táto teória správna, táto životne dôležitá zmena, bez ktorej by nemohlo existovať nič väčšie ako vírus, nezahŕňala ani genetickú mutáciu. Dokonca viac ako iné evolučné zmeny to bola čistá náhoda. Rovnako ako vyššie uvedený dôležitý eukaryotický vzhľad, aj sex je ďalšou vecou, ​​ktorá nezostáva nič dlžná obvyklému neodarwinovskému mechanizmu.

John Maynard Smith zdôrazňuje, že aj keď si myslíme, že pohlavie a reprodukcia sú rovnaké, geneticky povedané, sú pravým opakom. Reprodukcia premení jednu bunku na dve, zatiaľ čo sex spojí dve bunky a vytvorí jednu.

Ako každý zo skúsenosti vie, sexuálne sa množiace zvieratá musia venovať čas a energiu hľadaniu kamarátov, ktorí by sa mohli lepšie využiť na zabezpečenie ich prežitia. Ako uznávajú Lynn Margulis a Dorion Sagan: „Biologicky je sexuálna reprodukcia stále stratou energie a času.“ Mnohí by súhlasili.

V skutočnosti by teoreticky sex nemal existovať, ako pripúšťa Williams: „Nemožnosť sexu byť okamžitou reprodukčnou adaptáciou vo vyšších organizmoch by sa javila ako tak pevne stanovený záver, aký možno nájsť v súčasnej evolučnej úvahe.“

Sex a smrť

Podobná situácia platí aj pre jav starnutia, ktorý je spoločný pre všetko nad najjednoduchšími organizmami vo svete zvierat. V prírode je starnutie smrťou: vo voľnej prírode majú jedinci zriedka luxus zomrieť na starobu, pretože neschopnosť utiecť, bojovať alebo dokonca správne žuť jedlo má svoj vlastný príkaz na smrť. Bez starnutia a smrti by bol vývoj stále zložitejších organizmov nemožný. Napriek tomu nie je jasné, ako sa starnutie vyvíjalo.

Môže sa to javiť ako čudné, ale nie len to, že telo je výsledkom opotrebovania tela, hromadenia toxínov alebo nahromadenej oxidácie voľnými radikálmi. Starnutie je spôsobené genetickou zmenou, ktorá zastavuje procesy opravy a regenerácie na bunkovej úrovni. Akonáhle sa opravné mechanizmy zastavia, začneme starnúť.

Aj keď niektoré individuálne problémy staroby, napríklad šedý zákal, sú spôsobené dĺžkou života, nie je to rovnaké ako všeobecné podmienky starnutia alebo starnutia. Staroba je v podstate predprogramovanou fázou života, rovnako ako puberta. Ale keďže puberta má zjavnú biologickú funkciu, aký je preboha účel starnutia?

Ak je starnutie genetické, je zrejmé, že sa muselo vyvinúť. V 90. rokoch 20. storočia skutočne zistili štúdie genómov rôznych druhov, že je to spôsobené špecifickými génmi, ktoré sú spoločné v celom evolučnom strome, od kvasiniek po cicavce. 32 Nezvratný pokles sa javí ako spoločný znak eukaryotov a objavil sa približne v rovnakom čase ako pohlavné rozmnožovanie.

Genetický základ starnutia predstavuje pre prírodný výber problém, v ktorom je údajne prvoradé prežitie. Keď to poviem láskavo, je to paradox. Aká je koniec koncov hodnota prežitia niečoho, čo vás zabije?

A je tu ešte jeden problém: ako sa vôbec dostali k starnúcim génom? Určite musel existovať bod, veľmi skoro v živote eukaryotov, keď gény neexistovali. Preto ich museli vytvoriť mutácie. Po väčšinu života organizmu, a najmä počas jeho najúrodnejšej doby, by tieto gény boli irelevantné: pôsobia iba pri vhodení prepínača. Prečo by im teda vyhovoval prirodzený výber? Prečo by jedinci s mutáciami boli úspešnejší a produkovali čoraz viac potomkov?

Evoluční biológovia nie sú schopní odpovedať na tieto otázky. Nie je ani veľa teórií. Najobľúbenejšiu hypotézu o „antagonistickej pleiotropii“, ktorú v 50. rokoch predložil George C. Williams. Stručne povedané, Williamsova teória bola založená na myšlienke, že starnúce gény musia mať tiež priaznivé účinky, najmä na začiatku života, a hoci to môže mať nepriaznivý účinok neskôr, to nevadí, pretože väčšina voľne žijúcich organizmov žije zriedka. do staroby aj tak. (Inými slovami, žite rýchlo, zomierajte mladí.)

Prirodzený výber uprednostňoval jednotlivcov s génmi, pretože im dával skoré výhody, akékoľvek neskoršie nevýhody boli nepodstatné. Aj keď to môže byť jediná hypotéza, ktorá by mohla vysvetliť starnutie a zostať poslušne neo-darwinistom, nefunguje to.

Nové objavy zvýraznili jeho nevýhody, napríklad gény starnutia v kvasinkách. A laboratórne experimenty nielenže nedokázali predpovede teórie, ale priniesli aj diametrálne opačné výsledky – napríklad selektívne šľachtenie ovocných mušiek, aby žili dlhšie, ich preukázalo napríklad aj v ranom veku.

Veľmi málo teórií vyvoláva viac otázok ako odpovedí

Ako sa vyvíjalo starnutie, je ďalšie nevyriešené životné tajomstvo

Existuje iba jeden známy druh, ktorý je doslova „nesmrteľný“ a vylučuje nehody a choroby. Toto je malý, 5 mm hydrozoan, Turritopsis nutricula – druh medúz pôvodom z Karibiku – ktorého zvláštny biologický talent bol objavený až v roku 2009.

Trik T. nutricula spočíva v tom, že sa po reprodukcii vráti do svojej sexuálne nevyzretej fázy. detský a dospelý cyklus. Aj keď je zjavne jedinečný, ukazuje, že nesmrteľnosť sa môže vyvíjať.

Prečo to však nie je bežnejšie, najmä preto, že konečným prvkom prirodzeného výberu by samozrejme nebolo len prežitie, ale skutočná nesmrteľnosť?

Rovnako ako pri sexe, aj tu je ľahké vidieť výhody, ktoré má starnutie pre druh a pre všeobecný vývoj života. Vyhýba sa nadmernej populácii, a teda konkurencii.

Len si predstavte, čo by sa stalo, keby bol druh nesmrteľný a plodný! Tiež si zachováva dôležitú genetickú rozmanitosť pravidelnou obnovou celej populácie. Keby staršie generácie nezomreli a dokázali by sa spojiť s mladšími generáciami, potom by druh nikdy nebol schopný vykoreniť svoje staré gény. Žiadne nové a vylepšené gény by nikdy nedostali šancu uchytiť sa.

Je lákavé špekulovať, že starnutie sa vyvíjalo špeciálne v reakcii na vývoj pohlavia, aby sa týmto problémom predišlo. Bez smrti by sa nakoniec stratili výhody sexu pre rýchlejšie šírenie génov zlepšujúcich život v celom druhu. Jedinou nevýhodou tohto čistého vysvetlenia je, že to darwinovská teória neumožňuje.

Vyhýbanie sa premnoženiu a vyklčovanie z genofondu bolo na prelome dvadsiateho storočia najpopulárnejším vysvetlením vývoja starnutia aj u darwinistov. Potom sa však ukázalo, že toto vysvetlenie je v skutočnosti v rozpore s darvinizmom, pretože predpokladá, že tento druh ako celok nejako vie, čo je pre neho z dlhodobého hľadiska dobré. Zbavenie sa starších generácií je výhodné pre druh ako celok, ale ťažko sa dá povedať, že je pre jednotlivca veľmi dobré, a evolúciu poháňajú práve zmeny v jednotlivcovi.

Je to ďalšia z tých nepríjemných situácií, Hlavua-22, vďaka ktorej máme pocit, akoby nám niekde niečo dôležité chýbalo.