Вивьен Камминг
4 июля 2016
Птицы, пчелы, шимпанзе, люди – все мы делаем это, но лишь немногие люди понимают, что половое размножение фактически впервые появились в существ значительно отличается от нас самих.
Так что же они и как это все начиналось? Какова реальная история птиц и пчел?
Какова реальная история птиц и пчел? (Кредит: Вивьен Камминг)
Наступление полового размножения всегда был загадкой для ученых. На сегодняшний день на Земле 99% многоклеточных существ – большие организмы, мы можем видеть – размножаются половым путем. Все они имеют свои уникальные механизмы, но почему этот процесс развился на самом деле является предметом большой тайной.
Даже Дарвин, отец эволюции, секс вводит в заблуждение
Даже Дарвин, отец эволюции, секс был запутанным. Он писал в 1862 году: “Мы не даже в малейшей степени знать окончательную причину сексуальности, почему новые существа должны быть получены путем объединения двух половых элементов Весь объект еще скрыт в темноте.”.
Многие виды полностью заняты сексом и пойдет на многое, чтобы получить мат. Мужчина шалашник строит сложные гнезда, чтобы произвести впечатление самок; Хвост самки светлячок пылает ярко, чтобы заманить самца; даже духи производства цветок просто хитрый трюк, чтобы привлечь насекомых, которые подберут пыльцы, а затем мчитесь на соседние растения, удобрением их в процессе.
Мужчина шалашник строит сложные гнезда, чтобы произвести впечатление на самок (Credit: Dave Watts / Alamy)
Даже со всем этим гипнотический разнообразие, все сексуально размножающиеся организмы следуют той же основной маршрут, чтобы сделать новое потомство – два члена того же вида объединить их ДНК для получения нового генома.
До секса эволюционировали все воспроизведение было сделано бесполым, который в основном означает путем деления клеток
До секса эволюционировали все воспроизведение было сделано бесполым, который в основном означает путем деления клеток – организм буквально раскалывает пополам, чтобы сформировать два.
Это простой механизм копирования и деления, и это то, что все бактерии, большинство растений и даже некоторые животные делают по крайней мере, часть времени.
Некоторые организмы разделить пополам с образованием двух других (Credit Stocktrek Images, Inc./Alamy) (Кредит: Кредит Stocktrek Изображения, Inc./Alamy)
Некоторые организмы разделить пополам с образованием двух других (Credit Stocktrek Images, Inc./Alamy)
Механизм бесполого размножения является гораздо более эффективным и менее грязный, чем половое размножение. Асексуальный вид не придется тратить время и энергию на поиск и впечатляющая партнером, они просто растут и делятся на две части. Контраст, что с неприятной, а иногда и опасный, процесс привлечения помощника для полового размножения.
Асексуальный вид не придется тратить время и энергию на поиск и впечатляющая партнера
И тогда есть другие очевидные издержки секса. Объединившись куски двух отдельных геномов требует различного рода процесса – яйцо должно быть оплодотворены. Это также означает, что каждый родитель проходит только половину своих генов потомству. Бесполое родители, напротив, производят потомство, которое в основном копирку сами по себе, что звучит как лучший подход для мира, в котором мы сказали, что наши гены эгоистично хотят, чтобы гарантировать их выживание.
Таким образом, имея в виду все это, почему так много видов взять длинный и извилистый путь полового размножения, когда прямой путь доступен? Пол должен предложить некоторые эволюционные преимущества, которые перевешивают очевидные недостатки.
Зебры принимая время, чтобы прижиматься (Credit: Вивьен Камминг)
Зебры принимая время, чтобы прижиматься (Credit: Вивьен Камминг)
В 1886 году, немецкий биолог-эволюционист Вейсман предложил одно такое преимущество. Он сказал, что половое размножение перетасовал генов, чтобы создать “индивидуальные различия”, на которых естественный отбор действует. В принципе, секс это возможность для двух организмов в одних и тех же видов, чтобы объединить свои ресурсы.
В некоторых исследованиях бесполым размножением были уговорили стать сексуальной
Некоторые из их потомства будет нести благоприятное сочетание хороших генов от обоих родителей, то есть они будут лучше реагировать на экологические стрессы, которые оставляют бесполых видов в серьезной опасности. На самом деле, секс может даже ускорить темп эволюции – очевидное преимущество, если условия окружающей среды быстро меняются слишком.
Окончательный доказательство этих преимуществ секса происходит от исследований, в которых бесполым-воспроизводящие виды были уговорили стать сексуально воспроизводящие те. Примитивные одноклеточные организмы обычно делают очень хорошо с бесполым размножением, но если экологические стрессы являются высокими, они могут превратиться в сексуальных видов.
Экологический стресс может быть что угодно, от небольшого изменения погоды до метеоритного удара.
Изменение моделей погоды влияют на эволюцию (Credit: Вивьен Камминг)
Изменение моделей погоды влияют на эволюцию (Credit: Вивьен Камминг)
Происхождение полового размножения долгое время оставалось загадкой отчасти потому, что мы наблюдаем мир, как сейчас, когда многие бесполые организмы процветают и некоторые организмы, которые могут размножаться в обоих направлениях до сих пор, кажется, предпочитают бесполое размножение. Некоторые из этих организмов включают; дрожжи, улитки, морские звезды и тли.
Но на самом деле способ размножения они выбирают зависит от условий окружающей среды, окружающих их – наиболее размножаются половым путем только во время стресса и размножаются бесполым остальную часть времени.
Но ранний мир был гораздо более негостеприимной место с окружающей средой часто меняется очень быстро. В этих условиях высокие темпы мутации могут иметь, при правильных условиях, заставил асексуальный организм стать сексуальным.
Ранняя Земля была гораздо более жесткой, чем окружающая среда сегодня (Credit: Вивьен Камминг)
Ранняя Земля была гораздо более жесткой, чем окружающая среда сегодня (Credit: Вивьен Камминг)
Окаменелости проводится в горных породах могут рассказать нам больше о происхождении полового размножения, но ископаемые остатки редки и трудно найти, так что трудно сказать, что именно произошло. Крис Адами из Университета штата Мичиган смотрит на процесс теоретически.
Секс означает выбор хорошего партнера и, следовательно, выбирая лучшее будущее для своего потомства
Адами объясняет, что вы можете взглянуть на эволюцию с точки зрения информации – вещи, которые нужно знать, чтобы быть в состоянии выжить. Эволюция идет о “сохранении информации и сбора информации – тем больше вы знаете, тем лучше вы,” говорит он.
Так что это процесс “обучения” – организм “узнает” новую информацию, особенно в изменяющейся среде, и организм переходит на эти уроки (в ДНК) к следующему поколению, чтобы помочь им выжить.
Секс это позволяет более эффективно случиться, предлагая более простой способ для видов “запоминать” полезную информацию – она закодирована в их генах. Это происходит потому, что процесс включает в себя выбор сексуального партнера, который имеет, себя, достигнув половой зрелости, сделав правильный выбор. Секс означает выбор хорошего партнера и, следовательно, выбирая лучшее будущее для своего потомства.
“Приобретение и поддержание информации необходимы для эволюции к работе – вспоминая старое и представляя себе будущее.”
Этот элемент выбора помогает объяснить другую загадку: зачем нам нужны мужчины? Если только половина вашего потомства – дочерей – будет на самом деле производят потомство, почему эволюция заморачиваться с сыновьями? Почему бы не все потомки быть способны производить молодых?
Зачем нам нужны Кобели? (Кредит: Вивьен Камминг)
Зачем нам нужны Кобели? (Кредит: Вивьен Камминг)
Решение Дарвина к мужскому тайны в том, чтобы предположить, что естественный отбор не был единственным эволюционным давление на работе в сексе. Существовал что-то еще происходит тоже – что-то Дарвин назвал половым отбором. Это в основном предпочтение по одному полу для определенных характеристик у особей другого пола.
Почему эволюция заморачиваться с сыновьями? Почему бы не все потомки быть способны производить молодых?
В исследовании, опубликованном в 2015 году, показало, что это жизненно важно для мужчин, чтобы конкурировать за воспроизводство и женщин выбирать между этими конкурирующими самцами. Половой отбор через существование двух полов поддерживает здоровье и защиту населения от вымирания.
Она помогает поддерживать положительную генетическую изменчивость в популяции. Когда из-конкурирующих соперников и привлечения партнеров в борьбе воспроизвести, человек должен быть хорошо в большинстве вещей, так что половой отбор представляет собой важный и эффективный фильтр для поддержания и улучшения генетического здоровья населению.
Полученные данные помогают объяснить, почему секс сохраняется в качестве доминирующего механизма для получения потомства. Это в конечном счете диктует, кто получает воспроизвести свои гены в следующее поколение.
Секс, как мы знаем, это можно проследить по крайней мере, насколько примитивной рыбы
Секс является широко распространенной и очень мощной эволюционной силой, но когда же эволюция секса на самом деле произошло, и какие виды существ были первыми, чтобы начать это делать?
Большинство мыслящих люди принимают теорию эволюции, что люди произошли от общего предка, мы разделяем с обезьянами, которые, в свою очередь, произошли от еще более примитивных организмов. Эти мысли восходит к 1871 году, когда Дарвин опубликовал Происхождение человека и селекции в зависимости от пола.
Люди имели обезьяноподобных предков (Credit: Вивьен Камминг)
Люди имели обезьяноподобных предков (Credit: Вивьен Камминг)
Эволюция секса, как мы знаем, что это действительно может быть прослежена гораздо дальше, чем наши обезьяноподобных предков, хотя. Она восходит по крайней мере, насколько примитивной рыбы называется Microbrachius dicki. Ископаемые доказательства этого было найдено в 385 млн-летних пород в Шотландии.
“Microbrachius” означает “маленькие руки”, но это было совсем недавно, что ученые поняли, что эти маленькие руки были за. Есть небольшие присосок на руках, и тщательный анализ окаменелостей показал, что версии самки рыбы были маленькие тарелки, которые заперли мужские версии на место, а не в отличие от липучки: руки были вовлечены в половое размножение.
Для того, чтобы понять реальное происхождение полового размножения, однако, мы должны вернуться назад во времени 1,2 миллиарда лет
Не только любой вид полового размножения, хотя. Эти рыбы были самыми ранними позвоночные мы знаем, что воспроизводится через внутреннее оплодотворение, как это делают люди. Они были также первый вид, чтобы показать то, что биологи называют половой диморфизм: самцы и самки выглядят по-разному друг от друга.
Большинство рыб сегодня фактически размножаются путем выпускать яйца и сперму вне тела. Исследователи не уверены, почему М. dicki разработал внутреннюю систему оплодотворения, но тот факт, что она проложила путь для полового размножения в наиболее привычном виде.
Для того, чтобы понять реальное происхождение полового размножения, однако, мы должны вернуться назад во времени еще дальше. Мы знаем, что все сексуально размножающиеся организмы происходит от одного общего предка, так что это вопрос анализа улик, проводимых в разреженной окаменелостей, чтобы знать, где и когда этот предок жил.
Это горные породы в арктической части Канады, которые держат ключи ученые ищут. Камни были депонированы в морских приливных среде 1,2 миллиарда лет назад, и они содержат окаменелости, которые говорят нам о первом половом размножении.
Баффинова Земля пород провести доказательство первого секса (Credit: Вивьен Камминг)
Скалы на Баффиновой Земли удержания доказательств Канады для первого полового размножения (Credit: Вивьен Камминг)
Окаменелость называется Bangiomorpha риЬезсепз является многоклеточный организм, который сексуально воспроизведен, старейшей зарегистрированное появление в палеонтологической летописи. B. риЬезсепз не была рыба, или даже животное. Это была форма красных водорослей или морских водорослей. Это морские водоросли, которые в первую очередь занимались сексом.
Доказательства того, что эти окаменелости сексуально воспроизведен в обнаружении того, что споры или репродуктивные клетки, они генерировали пришли в двух формах – мужского и женского пола. Сегодня мы знаем, что красные водоросли не хватает спермы, которые активно плавать. Они полагаются на водные токи, чтобы транспортировать их половые клетки, которые, вероятно, как они делали это в течение последних 1,2 миллиарда лет.
Это морские водоросли, которые в первую очередь занимались сексом
Красные водоросли является одним из крупнейших и старейших групп водорослей, около 5000 до 6000 видов преимущественно многоклеточных морских водорослей, в том числе многих известных водорослях.
Они представляют собой весьма разнородную группу, и они остались очень похожи по внешнему виду на 1,2 миллиарда лет. Это долговечность означает, что они могут быть описаны как “живых ископаемых” – они являются пережитком прошлого, чтобы напомнить нам о том, где мы пришли.
Это необычайно суровой и изменения окружающей среды, что Б. риЬезсепз жил в том, что может быть причиной секса развиваться 1,2 миллиарда лет назад.
Гален Халверсон в Университете Макгилла в Монреале, Канада, объясняет: “. Что касается климата, то оказывается, что риЬезсепз окаменелости Bangiomorpha появились примерно в то же время, что сотни миллионов лет относительного экологического стазу пришел к концу мы видим основные возмущения в углерода и кислорода циклов в это время, предлагая основные экологические сдвиги “.
Морские водоросли был первым организмом заниматься сексом (Credit: Вивьен Камминг)
Морские водоросли был первым организмом заниматься сексом (Credit: Вивьен Камминг)
В это время секс имеет решающее значение для последующего успеха и эволюции многоклеточных организмов. Таким образом, эти окаменелости отмечают значительный прогресс в эволюции жизни. Халверсон добавляет; «То, что соединения между половым размножением, многоклеточность, оксигенации, и глобального цикла углерода остаются туманными, но трудно не предположить, что эти события тесно связаны между собой.”
Изучение этих пород, чтобы понять такую обстановку, которая позволила секс развиваться и, следовательно, чтобы понять происхождение многоклеточность на нашей планете, а не только информирует наше прошлое и откуда мы пришли, но и потенциал для жизни развиваться на других планетах.
Трудно себе представить, морские водоросли является зачинщиком сексуальной революции, но именно эти значительные эволюционные события, 1,2 миллиарда лет назад, что проложило путь к жизни на Земле, как мы ее знаем.