הרמפרודיטים וחיות דו-ביתיות. מערכת מינית. רבייה מינית. ברירה טבעית. חילופי דורות בצמחים

אחד היתרונות העיקריים של הפרתנוגנזה הוא שהיא מאפשרת למינים להקים במהירות בתי גידול חדשים או מאתגרים, שכן אין צורך לאתר או אפילו לייצר זכרים. בפרתנוגנזה, גנוטיפ מוצלח יכול להתרבות ולהתפשט במהירות מבלי לבזבז זמן, אנרגיה ומשאבים רבים על סקס.

החיסרון, לעומת זאת, הוא שהביציות הלא מופרות הן בדרך כלל הפלואידיות. יש להם רק מחצית מהכרומוזומים, שכן בדרך כלל יש צורך בתאים כדי ליצור אדם בר-קיימא; לכן, ביציות לא מופרות אינן מתפתחות לצאצאים ללא פטנטגנים. כמה מינים פרתנוגניים עוקפים את הבעיה הזו על ידי ייצור ביצים דיפלואידיות. במקרים אחרים, צאצאים הפלואידים עשויים להתפתח למבוגרים נורמליים, בעוד מינים אחרים מתפתחים דרכים קשותלהגדיל את מספר הכרומוזומים עם התבגרות הביצית.

מערכות קביעת מין - היסודות הבסיסיים ביותר למין - מתפתחות ללא הרף. במינים כמו בני אדם, שבהם המין נקבע על ידי נוכחות של כרומוזום בודד, כרומוזום המין הבלתי מזווג אינו יכול להשתלב מחדש עם הכרומוזום המקביל, מה שהופך את הצטברות של מוטציות מזיקות לסיכוי יותר. בגלל המוטציות הללו, הברירה מעבירה כל הזמן גנים לכרומוזומים אחרים, ו"מבזה" את כרומוזום המין הבלתי מזווג. הכרומוזום הבודד הופך בסופו של דבר כל כך קטן ולא יציב שהוא מתאחד עם כרומוזום אחר ונולד כרומוזום חדש לגמרי הקובע מין.

שינויים גנטיים יכולים להוביל גם לשינוי בכל שיטת קביעת המין. על ידי בחינת סמנים מולקולריים בזוחלים שונים, החוקרים מצאו שהאגמידים האוסטרליים, קבוצת זוחלים הכוללת את רוב "לטאות הדרקון" כמו הדרקון המזוקן, החליפו ככל הנראה בין קביעת מין תלוית טמפרטורה לבין קביעת מין גנטית במהלך ההיסטוריה האבולוציונית שלהם. . תזוזות אלו כנראה אינן נדירות, במיוחד בקרב זוחלים. ייתכן שהצבים עשו את המעבר הזה עד שש פעמים.

לאורך זמן, לחצים אלקטורליים יכולים לתרום להתפתחות מערכות שונותקביעת מין, מאז שינויים סביבהוסוגי מינים לבתי גידול חדשים. חוקרים עדיין מנסים להבין את המנגנונים האחראים לשינויים הללו.

בממלכת החיות, מין הוא אינטראקציה מורכבת ודינמית המערבת גנומיקה, פיזיולוגיה וסביבה. אפילו בתוך אותו מין, זה לא קל. היא ניתנת לגיבוש ומתפתחת כל הזמן, מגיבה אליו כל הזמן בעיות שונותופיתוח פתרונות חדשים.

התיאוריה הקלאסית של גנטיקה של אוכלוסיות חוזה את זה מעורב מערכות רבייה, שבהם רבייה עצמית והצלבה מתקיימות במקביל, לא אמורות להיות נפוצות כמו בטבע. לשם כך, אפיינו את לוח הזמנים של הרבייה ודפוסי אריכות החיים אצל הרמפרודיטים תחת אנוכיות שמיים פתוחיםעם גברים תמימים שלא הייתה להם הזדמנות להתפתח איתם. על מנת לקבוע הסתגלות בהיעדר הגבלות בהפצת המגעים המיניים, אפיינו גם את תולדות החיים של הנקבות, אשר משוכפלות במהלך האבולוציה הניסיוני באמצעות הזדווגות חובה עם זכרים.

כצפוי עם הסתגלות, אנו מוצאים שאחרי 100 דורות של אבולוציה ניסיונית, הרמפרודיטים ונקבות תוצרת בית הראו רבייה משופרת ביותר גיל מוקדם. לא צפינו בשינויים רבייה דומים אצל הרמפרודיטים שהצטלבו.

אנו מוצאים גם עלייה בתוחלת החיים אצל נקבות שלאחר התפתחויות, אך לא אצל הרמפרודיטים מוצלבים, מה שמעיד על כך שקונפליקטים מיניים שכיחים כנראה יותר באבולוציה הגברית מאשר באבולוציה הזכרית וההרמפרודית. הברירה נגד אללים רצסיביים מזיקים יעילה יותר באוכלוסיות שמתרבות לעתים קרובות יותר באמצעות הגדרה עצמית מאשר הצלבה, שכן רבייה עצמית מגבירה את ההפרדה ההומוזיגוטית, וכתוצאה מכך יותר אבולוציה. ביצועים גבוהיםהערכה עצמית.

לעומת זאת, אוכלוסיות שמתרבות בעיקר באמצעות מעבר החוצה עשויות לתמוך יותר עומסים גבוהיםאללים מזיקים רצסיביים, אשר אמורים להפוך אוכלוסיות אלו לעמידות בפני פלישה, אנוכיות ולשמור על שיעורים נמוכים של סיפוק עצמי. ראשית, ניתן להסביר פשרות על ידי נוכחותם של קונפליקטים מיניים המובילים לאבולוציה משותפת אנטגוניסטית בין אנשים ממינים שונים. לדוגמה, במערכות רבייה של זכרים והרמפרודיטים, הצלחה מוגברת של הזדווגות זכר יכולה לנבוע מכך שההרמפרודיטים הופכים עמידים יותר להזדווגות אם העלייה ביעילות הזכר מזיקה איכשהו להרמפרודיטה.

לפיכך, השערת הקונפליקט המיני מנבאת מתאמים גנטיים שליליים בין מרכיבי כושר של אנשים ממינים שונים. זה יהיה המקרה, למשל, אם עלייה בשגשוג הביצית או הביציות קשורה לירידה בשגשוג האבקה או הזרע במהלך הגמטוגנזה ולהיפך.

לפיכך, השערת התפלגות המין מנבאת מתאמים גנטיים שליליים בין מרכיבי כושר מגזריים אצל הרמפרודיטים. שתי ההשערות המסבירות את ההחלפות בין התארגנות עצמית לבין מרכיבים חיצוניים של כושר אינן סותרות זו את זו, ומסיבה זו, קביעה אמפירית אם האבולוציה של הקונפליקט המיני או האבולוציה של התפלגות המין היא הבסיס לקיום עצמי חלקי. היה קשה.

לכן נראה סביר שהסתמכות עצמית חלקית נשמרת באוכלוסיות ניסיוניות באמצעות קונפליקט מיני. בנוכחות קונפליקט מיני, ההתפתחות של הצלחה מוגברת בהזדווגות גברית צפויה לנטרל תגובות אבולוציוניות באריכות חיים של הרמפרודיטה. בהתאם לתדירות הזכרים ולעיתוי הרבייה, הארגון העצמי בדרך כלל קודם לחצייה, אם כי ברגע שההרמפרודיטים מזדווגים, הזרע הזכרי משתחרר מחוץ לזרע.

לפיכך, בנוסף לקונפליקט מיני אפשרי, שמירה על ספיקה עצמית חלקית במהלך האבולוציה הניסיונית עשויה להיות קשורה גם לשינוי אבולוציוני בהתפלגות המין ביחס ל פונקציה גבריתאצל הרמפרודיטים. אנו משווים שינויים אבולוציוניים בדפוסי הרבייה ואריכות החיים של הרמפרודיטים המכוונים את עצמם לאלו של הרמפרודיטים הכלאיים שהזדווגו לזכרים תמימים שאיתם הם לא התפתחו. השימוש בזכרים תמימים מאפשר בדיקה ישירה של התגובה האבולוציונית של תפקוד הרמפרודיטי.

כביקורות, מדדנו גם דפוסי רבייה ואריכות ימים של נשים מאוכלוסיות גברים ונשים שהתפתחו באותם תנאים סביבתיים של אוכלוסיית הזכרים וההרמפרודיטים, תוך שימוש באותם בודקי בודקים כמו אלו המשמשים בניתוח של הרמפרודיטים בעלי פרופיל אוטומטי. בדרך זו, אנו משווים דפוסי רבייה ואריכות ימים של אינדיבידואלים הכפופים לעודף ביטחון עצמי או להצטלבות: הרמפרודיטים מתוצרת עצמית, הרמפרודיטים מוצלבים ונקבות מוצלבות.

התגובה האבולוציונית הוערכה תוך אפיון רבייה ואריכות ימים בדורות 0 ובדורות 100 פרטים. אנו משתמשים בעובדה שהשינויים האבולוציוניים שנצפו אצל נקבות נותנים אפס ציפייה להשלכות של קונפליקט מיני מתמשך בהיעדר אילוצים על חלוקת המינים כדי לבדוק את ההשערות הבאות. ראשית, אם הקונפליקט המיני יש חֲשִׁיבוּתכדי לבנות תגובה אבולוציונית, אז דור נגזר של 100 נקבות חייב להתפתח כדי להיות מסוגל לעמוד טוב יותר בהשפעות ההזדווגות של הזכרים מאשר נקבות אבות, ולכן גם אורך החיים של הנקבה חייב לגדול עם האבולוציה הניסיונית.

אם קונפליקט מיני מסביר ספיקה עצמית חלקית באוכלוסיות גברים והרמפרודיטים, אז הרמפרודיטים מפותחים ונקבות שנבדקו בתנאים דומים אמורות להראות עמידות מוגברת להזדווגות. עם זאת, אם האבולוציה של התפלגות המינים ביחס לתפקוד הגברי מסבירה את הספיקות העצמית החלקית של אוכלוסיות הגברים וההרמפרודיטים, השקעות שנעשו בשלב מוקדם בחיים לעומת רבייה לכל החיים אמורות לגדול רק כאשר הרמפרודיטים עצמם.

אופן הרבייה משפיע על חיי העוברים והצאצאים הבוגרים. הרמפרודיטים עצמאיים מתחילים להתרבות בין ימים 3 ל-4 ימים מעגל החייםוביום השביעי הם בעצם הפסיקו לשחק. מצד שני, הרמפרודיטים מוצלבים ונקבות מתחילות להתרבות בין 3 ל-4 ימים, אך רק מפסיקות להתרבות ביום. כתוצאה מכך, לאנשים שחוצים אותם יש תפוקת רבייה כללית גבוהה יותר לכל החיים.

כמו כן, כצפוי, הזדווגות עם זכרים בגיל צעיר מפחיתה משמעותית משך זמן ממוצעחייהם של הרמפרודיטים ונשים בהשוואה להרמפרודיטים שעוברים טיפול עצמי. עם זאת, לאחר יום 4, לא מדדנו שינויים אבולוציוניים בפוריות.

נקבות פתאומיות מאוכלוסיית הזכרים והנקבות עשויות להטיל כמות משמעותיתעוברים לפני היום ה-4 מאשר הפגמים שלהם, אבל לא אחרי היום. האבולוציה של הפוריות והפוריות. פסים מייצגים פריון או פוריות בודדים ממוצעים לפני או אחרי יום 4 של מחזור החיים, המעבר היום התרחש במהלך האבולוציה הניסויית. פסים ריקים מציגים תוצאות עבור דגימות אוכלוסיות אבות ופס אפור עבור אוכלוסיות נגזרות לאחר 100 דורות של אבולוציה ניסויית.