С — мужские половые клетки. D — женские половые клетки и приближающийся к ним мешочек с генетическим материалом из мужской колонии. Е — смешанная колония из женских и двуполых клеток.

Три «пола» водоросли Pleodorina starrii – это мужской, женский и ещё один, названный исследователями «двуполый», поскольку он может спариваться с мужскими, женскими и такими же двуполыми водорослями. Этот вид представляет собой 32- или 64-клеточные организмы и имеет маленькие активные мужские половые клетки и крупные малоподвижные женские.

«Обнаружение «третьего пола» может показаться очень необычным, но в естественных условиях, я думаю, это не редкость», — сказал Нозаки, последний автор исследования.

Эволюционно древние живые существа обладают половыми клетками, похожими по внешнему виду, они известны как «плюс» и «минус», а не «женские» и «мужские». Недавно эволюционировавшие виды уже обладают существенными различиями между половыми клетками, как, например, большая яйцеклетка и маленький сперматозоид у людей.

Нозаки и его коллеги заинтересовались Pleodorina starrii из-за того, что её близкие эволюционные родственники используют разные схемы размножения, поэтому являются полезными модельными организмами для изучения генетики и эволюции пола. P. starrii была обнаружена несколько десятилетий назад, но до сих пор детально не изучена.

В лабораторных условиях исследователи могут наблюдать, как зелёные клетки P. starrii растут в сферических колониях с клетками того же пола. Мужские колонии узнаваемы по прозрачным мешочкам с генетическим материалом, который они выбрасывают в женские колонии. По достижении цели эти мешочки разрываются, содержимое расходится по колонии и объединяется с женскими половыми клетками, давая начало новому поколению.

Исследователи разделили колонии и лишили их питательных веществ, чтобы заставить размножаться половым способом. В изоляции колонии обычно размножаются вегетативно, формируя свои копии с тем же набором генов. Изолированные колонии одного пола могут быть смешаны с изолированной колонией другого пола и соотношение полов их потомков может быть важным ключом к пониманию генетики определения пола.

В 2006 году Нозаки и другие исследователи Токийского университета первыми обнаружили специфические мужские гены P. starrii, которые назвали OTOKOGI, что с японского означает «мужественный». В 2010 году они же обнаружили группу с женскими генами и назвали её HIBOTAN или «алый пион» в честь фильма 1960-х годов, где у главной героини была татуировка с красным цветком.

После генетического анализа и дополнительных спариваний исследователи пришли к выводу, что у P. starrii есть ген двуполости, расположенный на хромосоме отдельно от OTOKOGI и HIBOTAN. Клетки генетически двуполого P. starrii обладают генами OTOKOGI и генами двуполости, но могут давать нормальное потомство с мужскими, женскими и такими же двуполыми колониями.

Генетически мужские клетки P. starrii обладают только генами OTOKOGI, генетически женские колонии могут обладать как только генами HIBOTAN, так и генами HIBOTAN вместе с генами двуполости.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы более подробно изучить найденные гены, но исследователи уже предположили, что двуполость проявляется только при наличии мужского гена OTOKOGI.

«Это открытие стало возможным благодаря нашему обширному многолетнему опыту поездок на полевые сборы и практике выращивания и изучения водорослей. Продолжение долгосрочных исследований очень важно для раскрытия истинной природы видов в мире», — добавил Нозаки.

***

Источник — Species of algae with three sexes that all mate in pairs identified in Japanese river

Перевод подготовили — Екатерина Хананова, Марлен Тальберг и Антон Меньшенин.

Пол — это не столько способ размножения, как принято считать, сколько способ асинхронной эволюции.

Геодакян В. А.

Изменения и сохранения благоприятных вариаций – это основные противоположные параметры идеи эволюции. При изменении условий окружающей среды, должны изменяться и органические существа. Так при появлении хоть самой малой полезной вариации, она должна иметь больше шансов на выживание. С другой стороны, всякая вариация, сколько-нибудь вредная, должна быть беспощадно истреблена. Поэтому именно изменения в окружающем мире определяют и диктуют развитие живого существа.

Если при меняющихся условиях органические существа представляют индивидуальные различия; если между организмами ведется постоянная борьба за жизнь (как между собой, так и с их жизненными условиями); если принимать это во внимание, то трудно не согласиться с тем, что в природе постоянно встречаются вариации, полезные каждому существу для его собственного благополучия. Особи, характеризующиеся ими, будут обладать наибольшей вероятностью сохранения в борьбе за жизнь, а в силу принципа наследственности будут иметь наклонность производить сходное с ними потомство (сохранение полезной вариации).

Согласно эволюционной теории пола В. Геодакяна, деление на мужской и женский пол выступает решением конфликта одновременных изменений и сохранений необходимой информации. Дифференциация полов – выгодная для популяции форма информационного контакта со средой. В процессе эволюции пола на разных стадиях и уровнях организации появляется ряд механизмов, которые обеспечили тесную связь женского пола с генеративным (консервативным) информационным потоком информации, а мужского – с экологическим (оперативным).

1. Давно было замечено, что у многих видов животных вторичное соотношение полов (новорожденных) несколько отличается от пропорции 1:1 в сторону избытка самцов примерно 105–106 самцов на 100 самок. Наблюдаемый избыток мальчиков среди новорожденных пытались объяснить более высокой смертностью эмбрионов женского пола во время утробного развития. Однако, это не так, на более ранних стадиях утробного развития (первичное соотношение) смертность мальчиков превышает смертность девочек в 2–4 раза.

2. Так же утверждается, что у особей мужского пола уровень мутаций повышен. В следствии того, что число клеточных делений в сперматогенезе в разы больше делений в овогенезе и ошибки при репликации и репарации ДНК являются главным источником мутаций, был сделан вывод, что все это может привести к большей частоте мутаций в половых хромосомах по сравнению с аутосомами и было предположено, что самцы служат генератором мутаций, по крайней мере, в эволюции млекопитающих.

3. Для женского пола характерная более широкая норма реакции. Норма реакции, или модификационная изменчивость, особей женского пола должна быть больше соответствующей нормы реакции особей мужского пола. Иными словами, связь фенотипа с генотипом у мужского пола должна быть более «жесткая», чем у женского. Поэтому влияние среды в онтогенезе при реализации генотипа в фенотип больше у женского пола.

4. Женские потомки наследуют более аддитивно (промежуточное, средне-арифметическое наследование) родительские признаки, чем мужские. Было обнаружено различия между самками и самцами мышей в относительной роли аддитивных и неаддитивных наследственных факторов в определении веса надпочечников. Доля аддитивного генетического разнообразия в фенотипической изменчивости веса надпочечников составляла 40% для самцов и 60% для самок.

5. Следует заметить, что у мужского пола наблюдается выше агрессивность, а так же любознательность, выраженное активнее поисковое начало, рискованное поведение и еще ряд другие качеств, которые «приближают их к среде».

6. Другая группа особенностей – огромная избыточность мужских гамет, их малые размеры и высокая подвижность, большая активность и мобильность самцов, их склонность к полигамии.

7. Длительные периоды беременности, кормления и заботы о потомстве у самок, фактически повышая эффективную концентрацию мужских особей, превращают мужской пол в «избыточный», стало быть, «дешевый», а женский – в дефицитный и более ценный.

Все это, целенаправленно выносит мужской пол на периферию распределения, обеспечивают ему преимущественное получение экологической информации.

Выходя из вышесказанного, закон естественного отбора приобретает другие акценты. Он действует в основном за счет представителей мужского пола, поскольку он является более рискованно активным, «избыточным» и «дешевым». Таким образом, уменьшается популяция мужчин, однако, склонность к полигамии позволяет им в полной мере воспроизводить следующие поколения и передавать им необходимую генетическую информацию, которая представляет собой состояние среды на данный момент. В результате консервативно-оперативной специализации полов происходит их асинхронная эволюция: новые признаки появляются сначала в оперативной подсистеме (мужской пол) и только потом попадают в консервативную (женский пол).

Положение асинхронной эволюции полов в концепции В. Геодакяна, в принципе не противоречит теории эволюции сэра Ч. Дарвина, поскольку он сам считал, что мужской пол меняется раньше.

То, что мужской пол более подвержен смертности и повреждаемости – общебиологическое явление – это может быть выгодная форма информационного контакта со средой, плата за новую (экологическую) информацию. Все это в сочетании с потенциальной возможностью оплодотворить много женских форм, приводят к мысли, что наследственная информация о распределении генотипов в популяции, переданная следующему поколению женским полом, более репрезентативна (лучше отражает картину распределении в предшествующем поколении), а информация, переданная мужским полом – более селективна (лучше отражает требования среды).

Тогда понятно, почему при экстремальных условиях изменчивой среды, когда для быстрой адаптации требуется высокая эволюционная пластичность, начинает возрастать рождаемость и смертность (то есть «оборачиваемость») мужского пола, его разнообразие. Все это повышает эволюционную пластичность популяции. В оптимальных же, стабильных условиях среды, когда нет необходимости в высокой эволюционной пластичности, основные характеристики уменьшаются и имеют минимальное значение, то есть падает рождаемость (одновременно и смертность) мальчиков, сокращается их разнообразие и разница между мужским и женским полом. Все это снижает эволюционную пластичность популяции.

Следовательно, мы видим, что в филогенезе, в отличие от онтогенеза, более пластичен (изменчив) мужской пол, то есть эволюционные преобразования популяции затрагивают его в первую очередь. В. Геодакян рассматривает мужской пол как эволюционный авангард популяции, а половой диморфизм по признаку как эволюционную «дистанцию» между полами и как «компас», показывающий направление эволюции этого признака.

Иными словами, мужской пол осуществляет эволюционный поиск и пробы, поэтому включает и находки (новаторство, прогрессивность) и ошибки (несовершенство), а женский пол осуществляет отбор и закрепление уже опробированного (совершенство).

Роль авангарда принадлежит мужчинам и в склонности к некоторым болезням, и к большинству социальных пороков. Именно мужской пол чаще подвергается «новым» болезням, или, как их называют, болезням века, цивилизации, урбанизации, – атеросклерозу, раку, шизофрении, СПИДу, а также социальным порокам – алкоголизму, курению, наркомании, азартным играм, преступности и т. д.

Следовательно, именно двойственный характер эволюции: одновременные изменения и сохранения необходимой для развития информации, провоцируют половой диморфизм. Согласно эволюционной теории пола, более широкая норма реакции женского пола позволяет ему покинуть зоны отбора, превращает мономодальную популяцию в бимодальную, непосредственную «экологию» (контакт со средой), – в опосредованную: среда → МП → ЖП (где → поток информации) и синхронную эволюцию в дихронную: сначала мужской пол, потом, со сдвигом на много поколений женский пол.

Миссия мужчин – получать информацию от среды, проверять ее на следующих поколениях и платить за нее собственным здоровьем и жизнью

Предложена трактовка В. Геодакяна дополняет и расширяет теорию полового отбора Ч. Дарвина отмечая, что половой диморфизм может возникнуть в результате любого (не только полового) отбора.

***

Литература:

Геодакян В. А. | Два пола. Зачем и почему?

Геодакян В. А. | Эволюционная теория пола («Природа», 1990, №8)

Дарвин Ч. Р. | Происхождение видов

_____Источник (tg): Naked Monkey_____