Meilė. Kam reikalingas seksas?

0 (0)

Foto: Thomas Leuthard

Į šį klausimą atsakymų daug. Jis naudingas sveikatai, palaiko įvairiausių raumenų – įskaitant širdies – tonusą, malšina skausmą, gerina miegą, spėjama, mažina vėžio išsivystymo riziką vyrams. Neminint jau daugybės teigiamų psichologinių efektų. Bet paprasčiausias ir nuobodžiausias atsakymas – kad seksas reikalingas dauginimuisi – ne toks akivaizdus, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Tiesą sakant, dviejų organizmų sueitis rūšies pratęsimui ne tik nėra vienintelis dauginimosi būdas, tačiau daugeliu atvejų netgi nelogiškas ir neefektyvus.

Lytinis dauginimasis yra senas biologų ginčų objektas, nes dauginantis tokiu būdu, palikuoniams perduodama po pusę kiekvieno tėvo genotipo. O tai keista, nes kur kas logiškiau būtų toks dėsnis: jei išgyvenau aš, reiškia, išgyvens ir analogišką savybių rinkinį turintys mano palikuoniai. Jeigu gyvis taip gerai prisitaikė prie aplinkos, kad sugebėjo sukurti kitą kartą, tai geriau jau tegu jo palikuoniai būna maksimaliai panašūs į protėvius – tada ir jie sugebės išgyventi natūralią atranką. Ir toks būdas egzistuoja, tai nelytinis dauginimasis, kai palikuoniui perduodamas visas protėvio genotipas – 100% „sėkmingų“ genų.

Be to, natūralią atranką laimės individai, dėl kurių elgesio gausės jo palikuonių, o ne bus nauda visai populiacijai. Šiuo aspektu nelytinis dauginimasis irgi atrodo naudingesnis pasidalinimas į dvi lytis evoliuciniu požiūriu atrodo kaip didžiulis trūkumas. Kaip rašo britų evoliucijos biologas Johnas Maynardas Smithas, už dvi skirtingas lytis rūšiai tenka mokėti „dvigubą kainą“ (two-fold cost of sex).

Tačiau praktikoje regime ką kita. Sudėtingiausi gyvūnai, taip pat ir žmogus, kažkodėl užsiima seksu, užuot perdavęs palikuoniams tikslų savo išgyvenimo efektyvumą įrodžiusių genų rinkinį, laužo jį, sumaišo sėkmingus savo genus su kito asmens genotipu ir kaip palikimą perduoda tik pusę „laimėjusiųjų“ savybių.

Intuityviai aišku, kad evoliucija neklysta ir jeigu jau sudėtingiausi organizmai dauginasi lytiškai, reiškia, tai kažkuo geriau. Kitaip tariant, jei gamta pasirinko dauginimosi būdą, turintį tokių aiškių minusų, vadinasi, turi būti ir juos viršijančių pliusų. Be to, pliusai turi pasireikšti greitai, – greičiau, nei išmirs populiacija. Mokslininkai šio fenomeno paaiškinimui skyrė daug laiko, ir sukūrė ne vieną teoriją. Tiksliau, kelias dešimtis teorijų. Labiausiai dėmesio nusipelno dvi iš jų.

Juodosios karalienės hipotezę (Red Queen hypothesis) 1973 metais iškėlė amerikiečių evoliucionistas Leigh Van Valenas, kuris stengėsi paaiškinti, kodėl organizmai išmiršta arba neišmiršta. „Juodoji karalienė“ yra iš Lewiso Carrollio kūrinio „Alisa veidrodžio karalystėje“:

– Pas mus, – tarė Alisa, gaudydama kvapą, – kai ilgai bėgi kiek įkabindamas, būtinai atsiduri kitoje vietoje.

– Kokia lėta šalis! – šūktelėjo Karalienė. – Na, o čia, žinote, tenka bėgti kiek įkabinant, kad liktum toje pačioje vietoje.

Pagal van Valeno teoriją, rūšis turi nuolat keistis ir adaptuotis prie besikeičiančios aplinkos. Vėliau britų evoliucijos biologas Williamas Donaldas Hamiltonas, Juodosios karalienės hipoteze aiškino rūšių ir parazitų „ginklavimosi varžybas“. Pasak Hamiltono, lytinis dauginimasis gyvūnams reikalingas tam, kad padidintų rūšies įvairovę ir tuo pačiu kliudytų parazitams prisitaikyti. O parazitai – svarbi kliūtis išgyvenimui, kadangi kiekvieno individo šansai mirti nuo parazitinės infekcijos didesni, nei žūti nuo plėšrūno letenos ar kitų atsitiktinių aplinkybių. Todėl seksas – būdas „bėgti“ pakankamai greitai, kad būtų aplenkti mūsų parazitai.

1994 metais britų biologas Joelas R. Peckas pristatė kitą hipotezę – apie „rubiną atliekų krūvoj“ (a ruby in the rubbish). Joje jis palygino evoliucijos procesą su grūdų atsijojimą iš pelų. Pagal Pecko teoriją, dauginantis lytiškai, „blogos“ mutacijos neturės didelė įtakos „gerų“ mutacijų lemčiai, nes vykstant natūraliai atrankai, ilgainiui išnyks. Tuo tarpu dauginantis nelytiškai, labai tikėtina, kad ir rūšiai „naudingos“ mutacijos išnyks, ir kad „kenksmingosios“ liks. Galiausiai, mano Peckas, rūšys, kurios dauginasi lytiniu būdu, dėl savo maišomų genų prie aplinkos prisitaikys sparčiau už belyčius konkurentus.

Abi šios hipotezės viena kitai neprieštarauja, tačiau Karalienei pasiekė labiau: tyrimai ją patvirtina. 2009 m. amerikiečių biologai, stebėdami apvaliąsias kirmėles (nematodus), nustatė, kad lytinis dauginimasis gali būti būtina išgyvenimo sąlyga ir kad rūšis, iškilus pavojui, šį mechanizmą įjungia. Tarp nematodų Caenorhabditis elegans yra patinėlių ir hermafroditų, todėl gyvūnai turi dvi opcijas: arba patinėlis poruojasi su hermafroditu, arba apvaisina save. Paprastai kirminai lytiškai dauginasi rečiau nei 30% atvejų. Tačiau, kai mokslininkai sukėlė pavojų nematodui, užkrėsdami jį mirtinomis bakterijomis, besiporuojančių individų populiacijoje stipriai padaugėjo – iki 80–90%. Atskyrę gebančią poruotis populiaciją (patinėliai plius hermafroditai), nuo tos, kurioje patinėlių nebuvo, biologai įsitikino, kad pirmojoje populiacijoje mirtingumas nuo parazitų sumažėjo, o antroji, deja visa išmirė.

Rubinų hipotezė dar neseniai buvo nepatvirtinta eksperimentais. Vasario pabaigoje žurnaleNature buvo publikuotasdarbas, jo autorių tvirtinimu, įrodantis, kad seksas išties spartina adaptaciją prie aplinkos sąlygų. Dar daugiau, jis keičia „molekulinį evoliucijos parašą“.

Evoliucionistas iš Harvardo universiteto Michael Desai su kolegėmis pareiškė,patvirtinę pelų atskyrimo nuo grūdų hipotezę. Tai buvo atlikta, naudojant mielių populiaciją. Šie organizmai gerai ištirti ir idealiai tinka tokiems eksperimentams, nes gali daugintis tiek lytiniu, tiek ir nelytiniu būdu. Žinoma, kad kepimo mielės Saccharomyces cerevisiae gali būti diploidinės (su chromosomų poromis) ir haploidinės (vienetinis neporinių chromosomų rinkinys) stadijos, ir abiem atvejais gali daugintis pumpuruodamosis. Haploidinės formos dar gali poruotis tarpusavyje, ir yra dvi sutartinės „lytys“: a ir α; a tipo ląstelės gali susilieti su α-ląstelėmis ir atvirkščiai.

Vykdydami eksperimentą, mokslininkai pakeitė mielių DNR. Jie įdiegė organizmams atsparumo dviems antibiotikams – higromicinui B ir geneticinui (G418), – geną, ir atliko tai tokiu būdu, kad atsparumas imtų veikti tik tada, kai aktyvus ir lytinio dauginimosi genas. Taip antibiotikams atsparios buvo ir išgyventi galėjo tik „seksualiai aktyvios“ mielės. Stebėdami mieles pusmetį (per tą laiką grybų pasaulyje pasikeitė tūkstančiai kartų), biologai dalį populiacijos privertė užsiimti seksu, o daliai leido daugintis pumpuravimusi – tuo būdu, kuriuo paprastai dauginsi įprastomis sąlygomis; visus tuos mėnesiu mokslininkai tyrė, kokios mutacijos vyksta S. cerevisiae genome.

Kaip rubino hipotezė ir prognozavo, naudingos išgyvenimui mutacijos belytėse populiacijose plito labai lėtai, nes „blogosios“ mutacijos lygiai taip pat buvo perduodamos iš kartos į kartą tose pačiose ląstelėse ir stabdė „gerųjų“ vystymąsi. O štai lytiškai besidauginančiose populiacijose gerosios ir blogosios mutacijos neretai pasukdavo skirtingais keliais, mat tėvų genomas dalijosi per pusę ir susimaišydavo su kito individo genetine medžiaga ir palikuoniams perduodamas ne visas. Dėl to atsirado didelė blogų ir gerų genų derinių įvairovė, ir be to gerieji plisdavo sparčiau, mat jų nesulaikydavo blogieji.

Taip per tūkstantį kartų̃ lytiškai besidauginančiose mielėse naudingos mutacijos sugebėjo išstumti kenksmingas. Dar svarbiau, grybai, kurie buvo verčiami užsiiminėti seksu, finaliniame konkurse sugebėjo įveikti savo belyčius konkurentus, kovoje už maistą ir resursus.

Jei sudėtingi gyvūnai dauginasi lytiškai, tai reiškia, kad šis būdas suteikia rūšims didelį pranašumą, nustelbiantį netgi akivaizdžią dvigubą belyčio dauginimosi naudą. Desai komanda mano radusi atsakymą į šį svarbų klausimą, eksperimentiškai įrodžiusi, kad seksas spartina rūšies prisitaikymą prie aplinkos sąlygų ir suteikia progą natūraliajai atrankai atskirti naudingus genomo pokyčius nuo kenksmingų. Kitaip tariant, būtent dėl sekso savo aplinkoje esame supersėkmingi, gyvybingi, išmintingi ir efektyvūs. Beje, tikėtina, tai ne vienintelis argumentas jo naudai.

Pagal: Ира Соломонова | slon.ru

Parengė: technologijos.lt