Den vedvarende gåten om seksuell reproduksjon

Av Jonathan McLatchie 8. desember 2012. Oversatt herfra

Kapittel 6: Hvordan kjønn driver evolusjon
Kapittel 6 tar for seg spørsmål som er relevante for seksuell seleksjon og de evolusjonære fordelene ved kjønn. Det er nesten ingenting jeg bestrider i første halvdel av kapittelet (bortsett fra kanskje gyldigheten av Coynes appell til teologiske argumenter om hva en Skaper ville og ikke ville gjøre). I den andre delen av kapittelet forsøker Coyne å tilby en evolusjonær forklaring på kjønn.

Bilde 1. Gamle og nye ting det ikke er lov å si (USA)

Hvorfor kjønn?
Coyne begynner denne delen med en beskrivelse av de evolusjonære kostnadene ved kjønn. For det første er det sløsing med ressurser ved å produsere hanner. Forutsatt at en seksuelt reproduserende hunn føder et likt antall hann- og hunnavkom, vil bare halvparten av avkommet kunne fortsette å få flere avkom (i motsetning til aseksuelt reproduserende arter, hvor alle avkommet deretter kan reprodusere seg). Dermed er det å forvente at den aseksuelle hunnen i gjennomsnitt vil formere seg dobbelt så raskt som den seksuelle arten. Gitt ulempen den seksuelt reproduserende arten står overfor, ville man forvente at de raskt ville bli utkonkurrert av den aseksuelle arten. Dessuten må man huske på at hunnene hos arter som reproduserer seg seksuelt, i motsetning til aseksuelle arter, bare viderefører halvparten av sin vellykkede genotype. å gå over fra en tilstand av aseksualitet til seksuell reproduksjon er derfor i praksis å gamble med 50 % av sin vellykkede genotype. Gitt at hele formålet med naturlig seleksjon er å bevare de organismene som viderefører sine vellykkede gener, ser dette ut til å treffe kjernen i den evolusjonære begrunnelsen.
Coyne forklarer at "Det er klart at sex må ha en enorm evolusjonær fordel som oppveier kostnadene."

Han fortsetter:
Nøkkelen kan godt ligge i den tilfeldige omstokkingen av gener som skjer under seksuell reproduksjon, som produserer nye kombinasjoner av gener hos avkommet. Ved å samle flere gunstige gener hos ett individ, kan sex fremme raskere evolusjon for å håndtere aspekter ved miljøet som stadig endrer seg – som parasittene som nådeløst utvikler seg for å motvirke vårt eget utviklende forsvar. Eller kanskje sex kan rense ut dårlige gener fra en art ved å rekombinere dem sammen til ett alvorlig ugunstig individ, en genetisk syndebukk. Likevel stiller biologer fortsatt spørsmål ved om noen kjent fordel oppveier den doble kostnaden ved sex. (s. 155–156)

Det gjør de virkelig. Som Coyne bemerker, hevdes det av noen at de tilsynelatende ulempene ved sex, som er skissert ovenfor, kompenseres av fordelen som kommer fra den enorme genetiske fleksibiliteten som oppstår fra omstokking av gener gjennom prosessen med rekombinasjon og befruktning. Dette innebærer at populasjonen er i en bedre posisjon til å gjøre det mulig for den å tilpasse seg lettere til miljøfarer som parasitter. Dette ville gi seksuelt reproduserende arter en betydelig fordel, samtidig som det ville gjøre aseksuelle arter mer utsatt for utryddelse.
Men saken er den: Det faktum at denne åpenbare fordelen eksisterer, forklarer IKKE hvordan seksuell reproduksjon oppsto i utgangspunktet. Faktisk er en slik enorm genetisk fleksibilitet bare til fordel for fremtidige generasjoner, og ikke for den nåværende befolkningen. Men naturlig seleksjon, som mangler forutseenhet, er ikke i stand til å bevare biologiske fenomener for deres potensielle fremtidige nytte. Problemene jeg skisserte ovenfor er potente kortsiktige ulemper som burde ha talt mot at seksuell reproduksjon utviklet seg i utgangspunktet! Dessuten er seksuell reproduksjon et fenomen av en slik kompleksitet -lenke, at det er ekstremt usannsynlig at det utvikler seg gjennom mutasjon ofte nok til at vi kan forvente at det blir fikset ved at noen få organismer på en eller annen måte overlever disse åpenbare ulempene.

Bilde 2. Et annet syn på sex/kjønn er nylig autorisert som 'det gjeldende'

Det er selvfølgelig det ekstra dilemmaet knyttet til det faktum at gameter (dvs. kjønnsceller) gjennomgår en fundamentalt annen type celledeling (dvs. meiose snarere enn mitose). Meiose innebærer kopiering av bare halvparten av kromosommaterialet. På samme måte som mitose (som forekommer i somatiske celler), dupliseres hvert kromosom for å gi to kromatider. I motsetning til mitose er imidlertid også de homologe kromosomene assosiert. Så ved starten av meiosen har hvert synlige kromosom fire kromatider.
Ved første deling separeres disse homologe kromosomene slik at hver datterkjerne har nøyaktig halvparten av kromosomantallet. På dette stadiet er hver av dem tilstede som to kopier (kromatider). Disse kromatidene separeres derfor ved andre deling slik at hver nye kjerne bare har én kopi. For at seksuell reproduksjon skal fungere, er det viktig at meioseprosessen utvikler seg til å halvere kromosomantallet. Og denne evnen må også bare forekomme i kjønnscellene og ikke i de somatiske cellene. Denne vanskeligheten forsterkes av de mange nye elementene som finnes i meiosen, noe som gjør det usannsynlig at den kan forklares i form av enkeltmutasjonstrinn.

Resident Biologist & Fellow, Center for Science and Culture
Dr. Jonathan McLatchie har en bachelorgrad i rettsmedisinsk biologi fra University of Strathclyde, en mastergrad (M.RES) grad i evolusjonsbiologi fra University of Glasgow, en andre mastergrad i medisinsk og molekylær biovitenskap fra Newcastle University. Tidligere var Jonathan adjunkt i biologi ved Sattler College i Boston, Massachusetts. Jonathan har blitt intervjuet på podcaster og radioprogrammer inkludert "Unbelievable?" På fremste Christian Radio, og mange andre. Jonathan har talt internasjonalt i Europa, Nord -Amerika, Sør -Afrika og Asia, og fremmer bevisene for design i naturen

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund