Özünü gübrələyən heyvanlar çoxalırlar, digər şeylər bərabərdir, iki evli heyvanlardan iki dəfə tez. Təbiətdə niyə dioiklik üstünlük təşkil edir? Bu suala cavab vermək üçün dəyirmi qurdların cinsləri süni şəkildə yetişdirildi. Caenorhabditis elegans, bəziləri yalnız çarpaz mayalanma, digərləri isə yalnız öz-özünə gübrələmə tətbiq edirlər. Bu qurdlarla aparılan təcrübələr çarpaz mayalanmanın faydaları haqqında iki fərziyyəni dəstəklədi. Bir üstünlüyü zərərli mutasiyaların genofondunun daha səmərəli təmizlənməsi, ikincisi, əhalinin dəyişən şərtlərə uyğunlaşmasına kömək edən faydalı mutasiyaların sürətləndirilmiş toplanmasıdır.

Kişilərin ikiqat qiyməti

Cinsi çoxalma nəyə lazımdır, niyə kişilərə ehtiyacımız var? Bu sualların cavabları göründüyü qədər açıq deyil.

Tanınmış təkamülçü Con Meynard Smit kitabında bu problemin ciddiliyinə diqqət çəkmişdir Seksin Təkamülü(1978). Maynard Smith "cinsiyyətin iki qat dəyəri" adlandırdığı paradoksu ətraflı izah etdi. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, başqa şeylər bərabər olduqda, aseksual çoxalma (yaxud öz-özünə mayalanma) kişilərin iştirak etdiyi çarpaz mayalanma ilə müqayisədə iki dəfə effektivdir (şəklə bax). Başqa sözlə desək, kişilər əhaliyə çox baha başa gəlir. Onların rədd edilməsi çoxalma sürətində dərhal və çox əhəmiyyətli bir qazanc verir. Biz bilirik ki, sırf texniki cəhətdən dioesiya və çarpaz mayalanmadan aseksual çoxalmaya və ya özünü mayalanmaya keçid tamamilə mümkündür, bunun həm bitkilərdə, həm də heyvanlarda çoxlu nümunələri var (bax, məsələn: Nəhəng Komodo monitor kərtənkələsinin dişiləri erkəklərin iştirakı olmadan çoxalır, "Elements", 26.12.). Buna baxmayaraq, aseksual irqlər və özünü gübrələyən hermafroditlərin populyasiyaları, nədənsə, erkəklərin iştirakı ilə "adi" şəkildə çoxaldanları hələ də sıxışdırmayıb.

Onsuz da onlar niyə lazımdır?

Deyilənlərdən belə çıxır ki, çarpaz gübrələmə bəzi üstünlüklər verməlidir, o qədər əhəmiyyətlidir ki, onlar hətta kişilərin rədd edilməsi ilə verilən heyvandarlıq səmərəliliyindəki ikiqat qazancdan da üstündür. Üstəlik, bu üstünlüklər bir milyon ildən sonra deyil, dərhal görünməlidir. Təbii seçmə uzaq perspektivlərə əhəmiyyət vermir.

Bu faydaların mahiyyəti haqqında çoxlu fərziyyələr mövcuddur (bax: Cinsi çoxalmanın təkamülü). Onlardan ikisinə baxacağıq. Birincisi "Müllerin cımbızı" kimi tanınır (bax: Mullerin ratcheti). Ratchet oxun yalnız bir istiqamətdə fırlana bildiyi bir cihazdır. İdeyanın mahiyyəti ondan ibarətdir ki, əgər aseksual orqanizmdə zərərli mutasiya varsa, onun nəsilləri artıq ondan xilas ola bilməzlər. s, zərərli mutasiyaların sabit yığılması (müəyyən şəraitdə) baş verə bilər. Bu şərtlərdən biri kifayət qədər böyük genom ölçüsüdür. , yeri gəlmişkən, genomlar digər heyvanlarla müqayisədə kiçikdir. Bəlkə də buna görə onlar öz-özünə gübrələməni ödəyə bilərlər (aşağıya bax).

Əgər orqanizmlər cinsi yolla çoxalır və çarpaz mayalanma tətbiq edirlərsə, o zaman ayrı-ayrı genomlar daim səpələnir və qarışdırılır və əvvəllər müxtəlif orqanizmlərə aid olan fraqmentlərdən yeni genomlar əmələ gəlir. Nəticədə, aseksual orqanizmlərdə olmayan xüsusi bir yeni mahiyyət yaranır - genefondəhali. Genlər bir-birindən asılı olmayaraq çoxalmaq və ya kəsmək imkanı əldə edirlər. Uğursuz mutasiyaya malik gen seleksiya yolu ilə rədd edilə bilər və müəyyən bir ana orqanizmin qalan (“yaxşı”) genləri populyasiyada təhlükəsiz şəkildə qorunub saxlanıla bilər.

Beləliklə, birinci fikir ondan ibarətdir ki, cinsi çoxalma genomların "genetik yükdən" təmizlənməsinə kömək edir, yəni degenerasiyanın qarşısını almağa (əhali ümumi fiziki hazırlığının azalması) daim ortaya çıxan zərərli mutasiyalardan qurtulmağa kömək edir.

İkinci fikir birinciyə bənzəyir: o, cinsi çoxalmanın müəyyən mühitdə faydalı olan mutasiyaların yığılmasını sürətləndirərək orqanizmlərin dəyişən şərtlərə daha effektiv uyğunlaşmasına kömək etdiyini göstərir. Tutaq ki, bir fərddə bir faydalı mutasiya, digərində isə başqa bir mutasiya var. Bu orqanizmlər aseksualdırsa, hər iki mutasiyanın eyni genomda birləşməsini gözləmək şansları azdır. Cinsi çoxalma belə bir fürsət verir. O, populyasiyada yaranmış bütün faydalı mutasiyaları effektiv şəkildə "ümumi mülkiyyətə" çevirir. Aydındır ki, cinsi çoxalması olan orqanizmlərdə dəyişən şəraitə uyğunlaşma sürəti daha yüksək olmalıdır.

Lakin bütün bu nəzəri konstruksiyalar müəyyən fərziyyələrə əsaslanır. Riyazi modelləşdirmənin nəticələri göstərir ki, aseksual çoxalma və ya özünü mayalanma ilə müqayisədə çarpaz mayalanmanın faydalı və ya zərərlilik dərəcəsi bir sıra parametrlərdən asılıdır. Bunlara əhalinin sayı; mutasiya dərəcəsi; genom ölçüsü; mutasiyaların zərərlilik/faydalılıq dərəcəsindən asılı olaraq kəmiyyət bölgüsü; bir dişi tərəfindən istehsal olunan nəslin sayı; seleksiyanın effektivliyi (təsadüfi deyil, genetik faktorlardan qalan nəsillərin sayının asılılıq dərəcəsi) və s.. Bu parametrlərdən bəzilərini təkcə təbii deyil, həm də laboratoriya populyasiyalarında ölçmək çox çətindir.

Buna görə də, bu cür bütün fərziyyələr nəzəri əsaslandırmalara və riyazi modellərə (artıq bütün bunlar çoxdur) deyil, birbaşa eksperimental yoxlamaya çox ehtiyac duyur. Ancaq indiyə qədər belə bir çox təcrübə aparılmamışdır (Colegrave, 2002. Seks təkamüldə sürət limitini buraxır // Təbiət. V. 420. S. 664-666; Goddard et al., 2005. Cins eksperimental maya populyasiyalarında təbii seçmənin effektivliyini artırır // Təbiət. V. 434. S. 636-640). Oreqon Universitetinin bioloqları dəyirmi qurd üzərində yeni araşdırma aparıblar Caenorhabditis elegans, "ikiqat qiymətinə" baxmayaraq, kişilərdən imtina etməyən populyasiyalara üstünlük verən hər iki hesab edilən mexanizmin effektivliyini aydın şəkildə təsvir etdi.

Kişilərin rolunu öyrənmək üçün unikal obyekt

qurdlar Caenorhabditis elegans sanki yuxarıdakı fərziyyələrin eksperimental yoxlanılması üçün qəsdən yaradılmışdır. Bu qurdların dişiləri yoxdur. Populyasiyalar kişilərdən və hermafroditlərdən ibarətdir, sonuncular sayca üstünlük təşkil edir. Hermafroditlərdə iki X xromosomu var, kişilərdə isə yalnız bir (X0 cinsi təyinetmə sistemi, Drosophila kimi). Hermafroditlər sperma və yumurta istehsal edir və öz-özünə mayalanma ilə köməksiz çoxala bilirlər. Kişilər yalnız sperma istehsal edir və hermafroditləri dölləyə bilirlər. Öz-özünə mayalanma nəticəsində yalnız hermafroditlər doğulur. Çarpaz mayalanma ilə nəslin yarısı hermafroditlər, yarısı kişilərdir. Adətən populyasiyalarda çarpaz mayalanma tezliyi C.elegans bir neçə faizi keçmir. Bu tezliyi müəyyən etmək üçün qurdların intim həyatını müşahidə etmək lazım deyil - populyasiyada kişilərin faizini bilmək kifayətdir.

Aydınlaşdırmaq lazımdır ki, öz-özünə mayalanma aseksual (klonal) çoxalma ilə tam eyni deyil, lakin onlar arasındakı fərqlər bir sıra özünü gübrələyən nəsillərdə tez yox olur. Özünü gübrələyən orqanizmlər bir neçə nəsil ərzində bütün lokuslar üçün homozigot olurlar. Bundan sonra, nəsil klonal çoxalmada olduğu kimi, genetik olaraq valideynlərdən fərqlənməyi dayandırır.

At C.elegans mutasiyaların çarpaz mayalanma tezliyinə təsir etdiyi məlumdur. Onlardan biri, xol-1, kişilər üçün ölümcüldür və əslində populyasiyada yalnız hermafroditlərin qalmasına, özünü mayalanma yolu ilə çoxalmasına səbəb olur. Başqa duman-2, hermafroditləri sperma istehsal etmək qabiliyyətindən məhrum edir və əslində onları dişilərə çevirir. Bütün fərdlərin bu mutasiyanı daşıdığı populyasiya, əksər heyvanlarda olduğu kimi, normal seqreqasiya edilmiş populyasiyaya çevrilir.

Müəlliflər klassik üsullardan istifadə edərək (genetik mühəndisliyi deyil, kəsişmə yolu ilə) yalnız mutasiyaların olması ilə fərqlənən, demək olar ki, eyni genomlu iki cüt qurd cinsi yetişdirdilər. xol-1 Və duman-2. Hər cütdə ilk cins, mutasiya ilə xol-1, yalnız özünü gübrələmə yolu ilə çoxalır (məcburi selfing, OS). İkincisi, mutasiya ilə duman 2, yalnız obligate outcrossing (OO) yolu ilə çoxalda bilər. Hər bir cüt cins eyni genetik "fona" malik, lakin hər iki mutasiyadan (vəhşi tip, WT) məhrum olan üçüncü ilə müşayiət olunurdu. WT cinslərində standart laboratoriya şəraitində çarpaz mayalanma tezliyi 5%-dən çox deyil.

Kişilər tələb olunur! Eksperimental olaraq sınaqdan keçirilmişdir

Bu üçlü cinslərlə iki seriyalı təcrübə aparılmışdır.

Birinci seriyadaçarpaz mayalanmanın "genetik yükdən" xilas olmasına kömək etdiyi fərziyyəsini sınaqdan keçirdi. Təcrübə 50 nəsil davam etdi (təbii ki, qurdlar, təcrübəçilər deyil). Qurdların hər bir nəsli kimyəvi mutagen, etil metansülfonata məruz qalmışdır. Bu, mutasiya nisbətinin təxminən dörd dəfə artması ilə nəticələndi. Gənc heyvanlar vermikulit divarı ilə yarıya bölünmüş bir Petri qabına qoyuldu (şəklə bax), yeməyin bir yarısına qurdlar qoyuldu və onların qidası bakteriya idi. E. coli digər yarısında idi. Transplantasiya edilmiş qurdlar, təsadüfən yapışmış bakteriyaları təmizləmək üçün antibiotiklə müalicə olundu. Nəticədə, yeməyə çatmaq və buna görə də sağ qalmaq və nəsil buraxmaq şansı əldə etmək üçün qurdlar bir maneəni dəf etməli oldular. Beləliklə, təcrübəçilər zərərli mutasiyaları alaq otlarından təmizləyən “təmizləyici” seleksiyanın effektivliyini artırıblar. Normal laboratoriya şəraitində qurdlar hər tərəfdən qida ilə əhatə olunduğundan seleksiyanın effektivliyi çox aşağı olur. Belə bir vəziyyətdə zərərli mutasiyalarla yüklənmiş çox zəif heyvanlar belə sağ qala və çoxala bilirlər. Yeni eksperimental qurğuda bu bərabərləşdirməyə son qoyuldu. Divarın üstündən sürünmək üçün qurd sağlam və güclü olmalıdır.

Müəlliflər təcrübədən əvvəl və sonra qurdlarda, yəni birinci və əllinci nəsillərin fərdlərində fitneslə müqayisə ediblər. qurdlar C.elegans dondurulmuş halda uzun müddət saxlanıla bilər. Bu, belə təcrübələri çox asanlaşdırır. Təcrübə davam edərkən, 1-ci nəsil qurd nümunəsi dondurucuda sakitcə yatdı. Fitness aşağıdakı kimi ölçüldü. Soxulcanlar genomuna işıqlı protein geni daxil edilmiş nəzarət qurdları ilə bərabər nisbətdə qarışdırılıb və eksperimental qurğuda əkilib. Heyvanlara maneəni aşmaq və çoxalmaq üçün vaxt verildi və sonra nəsillərdə işıqsız fərdlərin faizi müəyyən edildi. Əgər bu faiz birinci ilə müqayisədə əllinci nəsildə artıbsa, bu, təcrübə zamanı fitnesin artdığını, azalıbsa, degenerasiyanın baş verdiyini bildirir.

Təcrübənin nəticələri şəkildə göstərilmişdir. Onlar açıq şəkildə göstərirlər ki, çarpaz mayalanma genetik yüklə mübarizə aparmaq üçün güclü bir vasitədir. Çarpaz gübrələmə tezliyi nə qədər yüksək olarsa, son nəticə daha yaxşıdır (şəkildəki bütün xətlər soldan sağa artır). Süni şəkildə artan mutasiya nisbəti OO - "məcburi çarpaz cinslər" istisna olmaqla, bütün qurd cinslərinin degenerasiyasına (yararlılığın azalmasına) səbəb oldu.

Hətta mutagenezin süni surətdə sürətləndirilmədiyi cinslər üçün çarpaz mayalanmanın yüksək tezliyi üstünlük verirdi. Normal laboratoriya şəraitində bu üstünlük görünmür, çünki qurdların qidaya çatmaq üçün divarların üstündən dırmaşması lazım deyil.

Maraqlıdır ki, iki OS nəzarət cinsindən birində ("məcburi öz-özünə gübrələr"), hətta mutasiya nisbətində artım olmasa belə, çarpaz gübrələmənin rədd edilməsi degenerasiyaya səbəb oldu (şəkildəki əyrilərin yuxarı cütündə sol kvadrat sıfırın altında yerləşir).

Şəkil onu da göstərir ki, təcrübə zamanı “vəhşi” cinslərin (WT) əksəriyyətində çarpaz mayalanma tezliyi ilkin 5%-dən xeyli yüksək olmuşdur. Bu, bəlkə də ən vacib nəticədir. Bu o deməkdir ki, sərt şəraitdə (həm baryeri aşmaq zərurəti, həm də mutagenezin sürətinin artması deməkdir) təbii seçmə çarpaz mayalanma yolu ilə çoxalmış fərdlərə açıq üstünlük verir. Belə şəxslərin nəsli daha canlıdır və buna görə də təcrübə zamanı çarpaz mayalanma meyli üçün seçim aparılır.

Beləliklə, ilk təcrübə çarpaz mayalanmanın əhaliyə zərərli mutasiyalardan qurtulmasına kömək etdiyi fərziyyəsini inandırıcı şəkildə təsdiqlədi.

İkinci seriyada eksperimentlər çarpaz mayalanmanın faydalı mutasiyaları toplayaraq yeni uyğunlaşmaların inkişafına kömək edib-etmədiyini yoxladı. Bu dəfə qurdlar qidaya çatmaq üçün patogen bakteriyaların məskunlaşdığı ərazini aşmalı olublar. Serratia. Bu bakteriyalar həzm sisteminə daxil olur C.elegans, qurdda ölümlə nəticələnə bilən təhlükəli xəstəliyə səbəb olur. Bu vəziyyətdə sağ qalmaq üçün qurdlar ya zərərli bakteriyaları qəbul etməməyi öyrənməli, ya da onlara qarşı müqavimət göstərməli idilər. Eksperimental qurd populyasiyalarının seçimlərdən hansını seçdiyi məlum deyil, lakin 40 nəsildən çox OO cinsləri yeni şəraitə mükəmməl uyğunlaşdı, WT cinsləri bir qədər pis uyğunlaşdı və OS cinsləri ümumiyyətlə uyğunlaşmadı (zərərli bakteriyaların olduğu mühitdə sağ qalmaları ilkin aşağı səviyyədə qaldı). Yenə təcrübə zamanı seleksiyanın təsiri altında olan WT cinsləri çarpaz mayalanma tezliyini kəskin şəkildə artırdı.

Beləliklə, çarpaz mayalanma həqiqətən əhalinin dəyişən şərtlərə, bu halda patogen mikrobun görünüşünə uyğunlaşmasına kömək edir. Təcrübə zamanı WT cinslərinin çarpaz mayalanma tezliyini artırması o deməkdir ki, erkəklərlə cütləşmə (özünü gübrələməkdən fərqli olaraq) hermafroditlərə erkək istehsal etməklə ödəməli olduqları “ikiqat qiymətdən” açıq şəkildə üstün olan dərhal uyğunlaşma üstünlüyü verir.

Qeyd etmək lazımdır ki, çarpaz mayalanma təkcə ikiotaqlı orqanizmlərdə baş vermir. Məsələn, bir çox onurğasızlar hermafroditlərdir, özlərini deyil, bir-birlərini gübrələyirlər - xaç. Bitkilərdə biseksual (“hermafrodit”) fərdlərin çarpaz tozlanması da, yumşaq desək, qeyri-adi deyil. Bu işdə sınaqdan keçirilmiş hər iki fərziyyə belə hermafroditlərə kifayət qədər uyğundur. Başqa sözlə desək, bu iş sübut etmədi ki, “çarpaz hermafroditizm” bir növ ikievlilikdən aşağıdır. Amma bu iki variantdan birincisi üçün bədnam “ikiqat qiymət” ödəməyə ehtiyac yoxdur. Ona görə də problem hələ də qalmaqdadır.

Aparılan təcrübələr çarpaz mayalanma ilə müqayisədə öz-özünə mayalanmanın çatışmazlıqlarını üzə çıxardı, lakin onlar bir çox orqanizmlərin niyə ikiotluluğu "çarpaz hermafroditizm"ə üstünlük verdiyini izah etməyiblər. Bu tapmacanı həll etməyin açarı, çox güman ki, cinsi seçimdir. Dioiklik qadınlara partnyorlarını diqqətlə seçməyə imkan verir və bu, zərərli və toplanan faydalı mutasiyaların rədd edilməsinin effektivliyini artırmaq üçün əlavə bir yol ola bilər. Bəlkə də bu fərziyyə nə vaxtsa eksperimental təsdiqini alacaq.

Özünü gübrələyən heyvanlar çoxalırlar, digər şeylər bərabərdir, iki evli heyvanlardan iki dəfə tez. Təbiətdə niyə dioiklik üstünlük təşkil edir? Bu suala cavab vermək üçün dəyirmi qurdların cinsləri süni şəkildə yetişdirildi. Caenorhabditis elegans, bəziləri yalnız çarpaz mayalanma, digərləri isə yalnız öz-özünə gübrələmə tətbiq edirlər. Bu qurdlarla aparılan təcrübələr çarpaz mayalanmanın faydaları haqqında iki fərziyyəni dəstəklədi. Bir üstünlüyü zərərli mutasiyaların genofondunun daha səmərəli təmizlənməsi, ikincisi, əhalinin dəyişən şərtlərə uyğunlaşmasına kömək edən faydalı mutasiyaların sürətləndirilmiş toplanmasıdır.

Kişilərin ikiqat qiyməti

Cinsi çoxalma nəyə lazımdır, niyə kişilərə ehtiyacımız var? Bu sualların cavabları göründüyü qədər açıq deyil.

Tanınmış təkamülçü Con Meynard Smit kitabında bu problemin ciddiliyinə diqqət çəkmişdir Seksin Təkamülü(1978). Maynard Smith "cinsiyyətin iki qat dəyəri" adlandırdığı paradoksu ətraflı izah etdi. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, başqa şeylər bərabər olduqda, aseksual çoxalma (yaxud öz-özünə mayalanma) kişilərin iştirak etdiyi çarpaz mayalanma ilə müqayisədə iki dəfə effektivdir (şəklə bax). Başqa sözlə desək, kişilər əhaliyə çox baha başa gəlir. Onların rədd edilməsi çoxalma sürətində dərhal və çox əhəmiyyətli bir qazanc verir. Bilirik ki, sırf texniki cəhətdən dioesiya və çarpaz mayalanmadan aseksual çoxalmaya və ya öz-özünə mayalanmaya keçid olduqca mümkündür, bunun həm bitkilərdə, həm də heyvanlarda çoxlu nümunələri var (bax, məsələn: Nəhəng Komodo monitor kərtənkələsinin dişiləri kişilərin iştirakı olmadan çoxalır, "Elementlər", 126/2062). Buna baxmayaraq, aseksual irqlər və özünü gübrələyən hermafroditlərin populyasiyaları, nədənsə, erkəklərin iştirakı ilə "adi" şəkildə çoxaldanları hələ də sıxışdırmayıb.

Onsuz da onlar niyə lazımdır?

Deyilənlərdən belə çıxır ki, çarpaz gübrələmə bəzi üstünlüklər verməlidir, o qədər əhəmiyyətlidir ki, onlar hətta kişilərin rədd edilməsi ilə verilən heyvandarlıq səmərəliliyindəki ikiqat qazancdan da üstündür. Üstəlik, bu üstünlüklər bir milyon ildən sonra deyil, dərhal görünməlidir. Təbii seçmə uzaq perspektivlərə əhəmiyyət vermir.

Bu faydaların mahiyyəti haqqında çoxlu fərziyyələr mövcuddur (bax: Cinsi çoxalmanın təkamülü). Onlardan ikisinə baxacağıq. Birincisi “Möller cırcırası” kimi tanınır (bax: Müllerin ratcheti). Ratchet oxun yalnız bir istiqamətdə fırlana bildiyi bir cihazdır. İdeyanın mahiyyəti ondan ibarətdir ki, aseksual orqanizmdə zərərli mutasiya baş verərsə, onun nəsilləri artıq ondan xilas ola bilməz. Buna görə də təkcə fərdi genomlar deyil, həm də genomlar seriyasını, genom seriyasını düzəldir. zərərli mutasiyaların davamlı toplanması (müəyyən şəraitdə) baş verə bilər.Bu şərtlərdən biri kifayət qədər böyük genom ölçüsüdür. , yeri gəlmişkən, genomlar digər heyvanlarla müqayisədə kiçikdir. Bəlkə də buna görə onlar öz-özünə gübrələməni ödəyə bilərlər (aşağıya bax).

Əgər orqanizmlər cinsi yolla çoxalır və çarpaz mayalanma tətbiq edirlərsə, o zaman ayrı-ayrı genomlar daim səpələnir və qarışdırılır və əvvəllər müxtəlif orqanizmlərə məxsus olan fraqmentlərdən yeni genomlar əmələ gəlir. Nəticədə, aseksual orqanizmlərdə olmayan xüsusi bir yeni mahiyyət yaranır - genefondəhali. Genlər bir-birindən asılı olmayaraq çoxalmaq və ya kəsmək imkanı əldə edirlər. Uğursuz mutasiyaya malik gen seleksiya yolu ilə rədd edilə bilər və müəyyən bir ana orqanizmin qalan (“yaxşı”) genləri populyasiyada təhlükəsiz şəkildə qorunub saxlanıla bilər.

Beləliklə, birinci fikir ondan ibarətdir ki, cinsi çoxalma genomların "genetik yükdən" təmizlənməsinə kömək edir, yəni degenerasiyanın qarşısını almağa (əhali ümumi fiziki hazırlığının azalması) daim ortaya çıxan zərərli mutasiyalardan qurtulmağa kömək edir.

İkinci fikir birinciyə bənzəyir: o, cinsi çoxalmanın müəyyən mühitdə faydalı olan mutasiyaların yığılmasını sürətləndirərək orqanizmlərin dəyişən şərtlərə daha effektiv uyğunlaşmasına kömək etdiyini göstərir. Tutaq ki, bir fərddə bir faydalı mutasiya, digərində isə başqa bir mutasiya var. Bu orqanizmlər aseksualdırsa, hər iki mutasiyanın eyni genomda birləşməsini gözləmək şansları azdır. Cinsi çoxalma belə bir fürsət verir. O, populyasiyada yaranmış bütün faydalı mutasiyaları effektiv şəkildə "ümumi mülkiyyətə" çevirir. Aydındır ki, cinsi çoxalması olan orqanizmlərdə dəyişən şəraitə uyğunlaşma sürəti daha yüksək olmalıdır.

Lakin bütün bu nəzəri konstruksiyalar müəyyən fərziyyələrə əsaslanır. Riyazi modelləşdirmənin nəticələri göstərir ki, aseksual çoxalma və ya özünü mayalanma ilə müqayisədə çarpaz mayalanmanın faydalı və ya zərərlilik dərəcəsi bir sıra parametrlərdən asılıdır. Bunlara əhalinin sayı; mutasiya dərəcəsi; genom ölçüsü; mutasiyaların zərərlilik/faydalılıq dərəcəsindən asılı olaraq kəmiyyət bölgüsü; bir dişi tərəfindən istehsal olunan nəslin sayı; seleksiyanın effektivliyi (təsadüfi deyil, genetik faktorlardan qalan nəsillərin sayının asılılıq dərəcəsi) və s.. Bu parametrlərdən bəzilərini təkcə təbii deyil, həm də laboratoriya populyasiyalarında ölçmək çox çətindir.

Buna görə də, bu cür bütün fərziyyələr nəzəri əsaslandırmalara və riyazi modellərə (artıq bütün bunlar çoxdur) deyil, birbaşa eksperimental yoxlamaya çox ehtiyac duyur. Ancaq indiyə qədər belə bir çox təcrübə aparılmamışdır (Colegrave, 2002. Seks təkamüldə sürət limitini buraxır // Təbiət. V. 420. S. 664–666; Goddard et al., 2005. Cins eksperimental maya populyasiyalarında təbii seçmənin effektivliyini artırır // Təbiət. V. 434. S. 636-640). Oreqon Universitetinin bioloqları dəyirmi qurd üzərində yeni araşdırma aparıblar Caenorhabditis elegans, "ikiqat qiymətinə" baxmayaraq, kişilərdən imtina etməyən populyasiyalara üstünlük verən hər iki hesab edilən mexanizmin effektivliyini aydın şəkildə təsvir etdi.

Kişilərin rolunu öyrənmək üçün unikal obyekt

Şərhləri göstər (22)

Şərhləri yığcamlaşdırın (22)

Maraqlıdır, məqalədə niyə cinsi çoxalma üçün "təkmə" üçün başqa bir sadə izahat nəzərdən keçirilmir: daha çətin şəraitdə yaşamaq daha çox kişilik (yaxud istəsəniz "kişilik") tələb edir? Bunlar. yaşamaq uğrunda mübarizədə ilk strategiya çətinliklərə tab gətirə bilmək üçün fəaliyyət və gücü artırmaqdır.

Bu. həyat nə qədər çətin olsa, kişilər bir o qədər "kişi" olacaq və nəticədə cinsi fərq bir o qədər güclü olacaq. Yaxşı, aktiv kişilər, əlbəttə ki, qadınları daha aktiv şəkildə dölləyəcəklər. Beləliklə - və dixotomiyanın gücləndirilməsi, tk. bir maçonun nəsli, çox güman ki, özü də bir maço olacaq.

Həyatın çətinlikləri ilə mübarizə aparmaq üçün başqa bir strategiya "qadın", yəni. uyğunlaşma qabiliyyətinin maksimumlaşdırılması, "akışqanlıq", "genetik hərəkətlilik". Bu, bioloji və kimyəvi hücumlarla daha yaxşı mübarizə aparmağa imkan verir.

Bu strategiyaların mahiyyətcə əks olduğunu nəzərə alsaq (aktiv mübarizə və passiv yerləşmə), onları bir (əvvəlcə hermafrodit) orqanizmdə birləşdirmək faydasızdır.

Nəticə etibarı ilə ilkin olaraq hermafrodit populyasiyasını götürsək, onun üzvlərini kifayət qədər uzun müddət həyat uğrunda mübarizə aparmağa məcbur etməklə, nəticədə ayrı cins populyasiyasını əldə edəcəyik. Və zərərli mutasiyaların yığılmasından/aradan qaldırılmasından əldə edilən bütün qazanc yalnız yan təsir olacaqdır.

Buradan həm də belə nəticə çıxır ki, eynicinsli populyasiyalar kifayət qədər sabit və ya “qeyri-stresli” mövcudluq şəraitində daha uğurlu olmalıdır, buna “birdəfəlik” uyğunlaşa bilər. Əgər şərtlər tez-tez gözlənilməz şəkildə dəyişirsə və dəyişikliklər həm fiziki (temperatur, təzyiq, qida istehsalı), həm də biokimyəvi (qida tərkibi, mikroorqanizmlər) parametrlərinə təsir edirsə, o zaman "universal", lakin səmərəsiz strategiyaya malik bir növ daşıyıcıdan fərqli olaraq, iki fərqli strategiyanın yüksək ixtisaslaşmış daşıyıcılarına sahib olmaq daha sərfəlidir.

İsgəndər, görəsən bu təcrübənin bu şərhini təkzib edə bilərsənmi? Mən başa düşdüyüm qədər, o, əldə edilən məlumatlarla ziddiyyət təşkil etmir, əksinə, “genetik faydalılıq” haqqında mücərrəd arqumentlər əvəzinə, təbii ki, dolayısı ilə genotiplə əlaqəli olan orqanizmin sadə və başa düşülən fenotipik xüsusiyyətlərini ön plana çıxarır.

Cavab verin

• Bəlkə də bunda nəsə var, amma “zərərli mutasiyaların yığılmasından/aradan çıxarılmasından əldə olunan qazanc” özünü dərhal və birbaşa göstərən real mexanizmdir və siz dediyiniz odur ki, qazancın “bir neçə milyon ildən sonra özünü göstərəcəyini gözləmək lazımdır”, xüsusən də bunun üçün qeyddə milyonlarla ili qeyd etdim. Öz fərziyyənizi yoxlamaq üçün onu inkişaf etdirməli, rəsmiləşdirməli, bəzi xüsusi sınaqdan keçirilə bilən fərziyyələr irəli sürməlisiniz; ən əsası, burada və indi necə işləyəcək?
  Qəribədir ki, qeyddə “genetik faydalılıq haqqında mücərrəd mülahizə” gördünüz: Mən bunun əksini etməyə çalışdım – mücərrəd mülahizələrdən qətiyyətlə uzaqlaşdım, bu mexanizmlər (zərərli və faydalı mutasiyaların seçmə “çeşidlənməsi”) həqiqətən də burada və indi işləyir; Görünür, burada bir anlaşılmazlıq var.

  Cavab verin

  • Mənə elə gəlir ki, sözləri aydınlaşdırmaq lazımdır.

    1) Mənim üçün genetik faydalılıq haqqında mülahizə ciddi şəkildə müəyyən edilmiş mənada "mücərrəddir" - bu şəkildə düşünmək, biz xüsusi fiziki/davranış mexanizmlərindən mücərrəd oluruq. Bu mexanizmlər, şübhəsiz ki, genlərlə bağlıdır, lakin bu əlaqə sərt və qeyri-xətti deyil, ona görə də davranış haqqında danışarkən genlər haqqında demək olar ki, heç nə bilmirik və əksinə. Bu mənada bir aspekt haqqında bilik digəri haqqında biliklə müqayisədə “mücərrəd” olur. Ümid edirəm ki, bu ifadə sizin etirazınıza səbəb olmayacaq.

    2) Təcrübənin nəticələrinin birmənalı şərhi ilə razı deyiləm.

    Sadəcə olaraq, məqaləni qəsdən yenidən oxudum və mənə elə gəlir ki, “çarpaz gübrələmə”nin “sağ qalma strategiyalarının ayrılması” ilə əvəzlənməsi onun məzmununu, ideologiyasını və ya gəldiyi qənaəti qətiyyən dəyişməyəcək. Bir nümunə olaraq, burada bir sıra "dəyişdirilmiş" sitatlar var:

    "Təcrübənin nəticələri şəkildə göstərilmişdir. Onlar birmənalı şəkildə göstərir ki, _yaşamaq strategiyalarının ayrılması_ genetik yüklə mübarizənin güclü vasitəsidir [oxu - sağ qalma səmərəliliyi uğrunda mübarizə]. _Yaşamaq strategiyalarının ayrılması nə qədər effektiv olarsa, yekun nəticə bir o qədər yaxşı olar (şəkildəki bütün sətirlər soldan sağa doğru artır). rm cinsləri, _ikili sağ qalma strategiyasına zorla köçürülənlər_ istisna olmaqla - "məcburi çarpazlar".

    "Hətta mutagenez süni surətdə sürətləndirilməmiş cinslər üçün _yaşamaq strategiyalarının ayrılmasının intensivləşdirilməsi_ üstünlük verdi."

    "Maraqlıdır ki, iki OS nəzarət cinsindən birində ("məcburi özünü gübrələr"), hətta mutasiya sürətini artırmadan, sağ qalma strategiyalarını ayırmamaq və ya bunu edə bilməmək_ degenerasiyaya səbəb oldu (şəkildəki yuxarı əyri cütlüyündəki sol qutu sıfırdan aşağıda yerləşir)."

    Beləliklə, bir milyon il gözləməli deyiləm - lazımi təcrübələr _artıq_ həyata keçirilmiş və istinad etdiyiniz məqalədə təsvir edilmişdir. Problemin ifadəsinin ilkin tərtibini sadəcə olaraq dəyişdirmək, onu çarpaz mayalanmanın “mücərrəd” (buna_bu_qarşılıqlı_) mexanizminə deyil, orqanizmin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsinin spesifik prosesinə (“sağ qalma strategiyası”) yönəltmək kifayətdir. Qalan hər şeyi heç bir dəyişiklik olmadan tərk etmək olar - bu məqalə mənim fikrimi mükəmməl şəkildə nümayiş etdirəcək, sanki bütün bu təcrübələri özüm icad etmişəm və həyata keçirmişəm. Bəs niyə eyni şeyi iki dəfə edirsiniz? :))

    Yeri gəlmişkən, verdiyim mülahizələrə əsaslanaraq, təcrübələrin ikinci seriyası ilə bağlı konkret, yoxlanıla bilən və təkzib edilə bilən bir fərziyyə irəli sürmək olar: düşmən mühitdə yaşamaq uğrunda mübarizədə ikili sağ qalma strategiyaları “qadın” strategiyasının aktivləşməsinə gətirib çıxarmalı idi – məsələn, “həzm” , qidaların zərərli bakteriyalara çevrilməsi və ya onlara uyğunlaşması, onların immunitetinin pisləşməsi. Buna görə də burada gözləmək olar ki, belə şəraitdə çarpaz mayalanmanın artması kişilərin “kişilik”inin artması ilə deyil (çox güman ki, birinci təcrübədə olduğu kimi), qadınların “qadınlığının” artması ilə əlaqələndiriləcəkdir. Budur, "burada və indi necə işləyəcək?" Sualının cavabı. Məqalədə bu məqam yan keçildi ("Qurdların eksperimental populyasiyalarının seçdiyi variantlardan hansı məlum deyil").

    Cavab verin

    • Bəlkə, ola bilər, amma burada əsas problem “çarpaz mayalanma”nın birbaşa müşahidə oluna bilən fakt olmasıdır; çarpaz mayalanma dərəcəsi dəqiq ölçülə bilən kəmiyyətdir. Baxmayaraq ki, "yaşamaq strategiyalarının ayrılması" bir növ şərh, bir növ fərziyyədir və xüsusi olaraq yoxlanılmalıdır. Axı, heç kim qurdların bu cür ayrılma ehtimalını nə dərəcədə istifadə etdiyini (və ya istifadə etmədiyini) sınaqdan keçirməmiş və ölçməmişdir.

      Cavab verin

      • Yaxşı, məqalədə təsvir edilən təcrübələrdən əvvəl, çarpaz mayalanma hipotezi də sadəcə bir fərziyyə idi. Digər tərəfdən, “yaşamaq strategiyalarının ayrılması” nöqteyi-nəzərindən çarpaz mayalanmaya keçid təbii nəticədir, ona görə də məqalədə təsvir olunan təcrübələr mənim təsvir etdiyim fərziyyənin dolayı təsdiqi kimi qəbul edilə bilər.

        Və fərziyyələr irəli sürməsəniz, yoxlamaq üçün heç bir şey olmayacaq.

        Bu vəziyyətdə, məqalədə təsvir olunan təcrübələri sadəcə təkrarlaya bilərsiniz, ancaq mexaniki olaraq müşahidə olunan parametrlərə (çarpaz gübrələmə) deyil, prosesin dinamikasına (_kim dəqiq_ - "kişilər" və ya "qadınlar" müəyyən şərtlərdə sağ qalmaq üçün cavabdehdir) və biokimyaya diqqət yetirə bilərsiniz, bu, əlbəttə ki, daha çox vaxt aparan və incə təcrübələr tələb edəcəkdir. Ancaq görünür, onlar bir milyon il (və ya 50 nəsil təcrübəçilər) gözləməli olacaqlar ...

        Texniki olaraq, belə bir təcrübə üçün bütün elementlər, prinsipcə, artıq mövcuddur: çox rəngli flüoresan zülallar üçün genləri yumurta və sperma sintezindən məsul olan genlərə əlavə etməlisiniz və sonra müəyyən bir vəziyyətdə hansı rəngin üstünlük təşkil edəcəyinə baxın. Burada aşkar fərqlər yoxdursa, o zaman cinsi hormonların sintezindən məsul olan genlərdən (məsələn, testosteron və estrogen analoqları) yapışa bilərsiniz.

        Yeri gəlmişkən, məni həmişə bir sual maraqlandırırdı: biz haradan bilirik ki, flüoresan zülal genlərinin əlavə edilməsi əsas genlərin və ya izlənən molekulların fəaliyyətini dəyişdirmir? Yenə də orqanizm kifayət qədər mürəkkəb sistemdir və işıq saçan zülalın genini əlavə etməklə biz, ümumiyyətlə, yeni orqanizmin orijinala tamamilə bənzədiyini dəqiq deyə bilmərik.

        Cavab verin

        • "... məqalədə təsvir edilən təcrübələrdən əvvəl və çarpaz mayalanma fərziyyəsi də sadəcə bir fərziyyə idi ...". Bu doğru deyil: C. elegans-da cinsi təyinetmə sistemi bu məqalədən məlum deyil və yalnız kişilərin çarpaz mayalanma təmin etməsi Brennerə bu qurdları model obyektinə "çevirərkən" məlum idi. Bax, məs. http://wormbook.org/toc_sexdetermination.html.

          “Tərcümələrə” qapılmayın. Tədqiqatçıların başlarında müəyyən bir fərziyyə var idi və onlar bunu təcrübədə sınaqdan keçirdilər. Nəticə fərqli olarsa, fərziyyənin zəif işlədiyini etiraf etməyə dəyər. Öz fərziyyəniz varsa - eksperimentin dizaynını hazırlayın və onu aparın: fərziyyə eksperimenti öz devirmək üçün diktə edir, əksinə deyil.

          "... biz haradan bilirik ki, flüoresan zülal genlərinin əlavə edilməsi əsas genlərin fəaliyyətini dəyişdirmir ...". Model obyektlər üçün flüoresan zülal genlərinin hüceyrələrin fəaliyyətinə və bütövlükdə orqanizmin fəaliyyətinə təsirinin təsiri şübhəsiz məlumdur. Üstəlik, bu təsir (Drosophila ədəbiyyatından bildiyim qədər) orta dərəcədə mənfidir. Amma biz nisbi (!) Fitnessin vahid təyininin rahat üsulundan danışırıq.

          Cavab verin

          • 1) Mən başa düşə bilmirəm ki, niyə İskəndərlə cinsin müəyyən edilməsi sistemindən danışdığımıza qərar verdiniz. Müzakirəmizdə çarpaz mayalanma daha səmərəli sağ qalmağı təşviq edən uyğunlaşma xüsusiyyəti olaraq görüldü.

            Məqalə müəlliflərinin mövqeyi ondan ibarətdir ki, daha uyğunlaşan fərdlər daha tez-tez çarpaz mayalanmaya məruz qaldıqlarından, kobud desək, daha çətin şəraitdə sağ qalmağı bacaran fərdlər öz genofondlarını zərərli mutasiyalardan təmizləməli və faydalı olanları toplamalı və sürətlə çarpaz mayalanmaya keçməli olduqlarını "başa düşürlər".

            Mən qeyd etdim ki, eyni faktları fərqli şərh etmək olar - əgər cinslə əlaqəli iki sağ qalma strategiyası varsa, o zaman yaşamaq üçün mübarizə ehtiyacı bu strategiyaların aktivləşməsinə və nəticədə cinslər arasında fərqlərin artmasına səbəb olur ki, bu da əslində çarpaz mayalanmaya gətirib çıxarır.

            Bu nöqteyi-nəzərdən çarpaz mayalanma meylinin sadəcə artması faktı hipotezlərdən birinə üstünlük verməyə imkan vermir ki, bu da “dəyişdirilmiş” sitatların köməyi ilə aydın şəkildə sübuta yetirilib. Bunlar. tədqiqatçıların "başında olduğu" fərziyyəsi, əslində, sübut olunmadı - sadəcə TƏKD EDİLMƏDİ. Əslində, təkzib edilsəydi, çox güman ki, heç bir nəşr olmayacaqdı - humanitar elmlərdə mənfi nəticəni sevmirlər. Təəssüf ki, mən təsadüfi bir keçid verə bilmərəm, amma bu yaxınlarda xəbərlərdə "mənfi" araşdırmaların dərc edilməsi mövzusunda bir təcrübə haqqında bir xəbər çıxdı.

            2) “Şərhlər” (yəni nəzəri təhlil) müasir dəqiq və mühəndislik elmlərini humanitar elmlərdən (bura biologiya da daxil olmaqla) fərqləndirən məhz budur. Çünki Mən təhsilə görə mühəndisəm, buna görə də uğurlu bir təcrübənin əsasını qoysalar belə, ümumi əsaslandırma deyil, fenomenin arxasında ciddi nəzəri model görməyə çalışıram.

            3) Mən hipotezimi sınamağa imkan verəcək eksperiment dizaynını təklif etdim (flüoresan zülallardan istifadə edərək "kişi" / "qadın" vəziyyətinin fəaliyyətinin göstəricisi). Amma, çünki Mən mühəndisəm, bioloq deyiləm, bu təcrübəni edə bilmərəm. Beləliklə, mənim fərziyyəm düzgün olsa və buna görə də təkamül mexanizmlərini daha dərindən başa düşməyə imkan versə belə, o, hələ çox uzun müddət - 50-100 ildən sonra bioloqlardan biri özü eyni şeyi düşünənə qədər "boş" olaraq qalacaq. Narahatdır...

            Cavab verin

            • Söhbət şərhlərdən getmir. Fərziyyələr var, sınaqlar var. Bundan əlavə, nəticələr və gözlənti arasındakı uyğunsuzluğu izah etmək cəhdləri və yeni təcrübələrin qurulması üçün aşağıdakı təkliflər var. Eksperimentlər öz-özünə doğulmur - müasir təbiət elmləri (bura biologiya daxildir) induktivist yanaşma əsasında qurulmur. (Lütfən, biologiyanı niyə humanitar elmlərə aid etdiyinizi bir sözlə izah edin və o zaman təbiət elmlərində nəyi tərk edərdiniz.)
              Çarpaz mayalanma ilə bağlı şərhim (İsgəndərin sözlərinə əlavə olaraq) bunun “birbaşa” ölçülə bilən dəyər olduğunu, fərziyyə olmadığını, faktor olduğunu göstərmək məqsədi daşıyırdı. Mübahisə etmirəm ki, _potensial olaraq sizin "yaşamaq strategiyalarının ayrılmasının intensivləşməsi" bu amillə bağlıdır. Müəyyən mənada sizin fərziyyəniz daha elmi ola bilər; daha saxtalaşdırıla bilən və daha informativdir. Zəhmət olmasa, daha konkret şəkildə tərtib edin. Mənə elə gəlir ki, 50-100 il gözləmək lazım gəlməyəcək: Geodakyan yaxın nəsə ifadə etdi?
              Mənfi nəticələrin dərc edilməməsinə gəlincə. Sizi, məsələn, bu məqaləyə istinad edirəm: http://site/news/431169. Orijinal (və geniş şəkildə qəbul edilən) fikir, qadın feromonlarının növə xas cəlbedici rolunu oynamasıdır. Bu fərziyyə (belə bir formada) rədd edildi, çünki "qoxusu" olmayan fərdlər hər hansı bir kişi, hətta fərqli bir növ üçün daha cəlbedici tərəfdaşlardır. BUNDAN SONRA, alternativ (və daha informativ) fərziyyə formalaşdırıldı və yeni təcrübələr onun sınaqdan keçirilməsinə yönəldilib. Yeri gəlmişkən, digər ilkin fərziyyələr - feromonların istehsalında enositlərin rolu və eyni cinsli təmasların qarşısını almaq və qadınları cəlb etməkdə kişi feromonunun rolu haqqında - təkzib edilmədi və beləliklə, təcrübələr bu fərziyyələrin ən dərin nəticələrinə yönəldildiyi üçün çox güclü MÜKƏMMƏLƏMƏ aldı.

              Cavab verin

              • 1) Şadam ki, dialoqumuz sakit bir elmi müzakirəyə “söndürür”.

                Fərziyyələrin irəli sürülməsi və onların eksperimental yoxlanılması istənilən elmdə zəruri mərhələdir. Bütün sual, əldə edilən nəticələri necə şərh etmək və onları artıq məlum olan biliklərin cəminə necə uyğunlaşdırmaqdır. Buna görə də, mən özüm üçün təbiət elmləri hesab edirəm ki, kifayət qədər ciddi proqnozlaşdırma gücünə malik fərziyyələr yaratmaq üsulları var və eksperimental təsdiqlənmə (məsələn, mövcud avadanlıq parametrləri ilə təsirin olmaması) və ya eksperimentin mənfi nəticəsi axtarış diapazonunu daraldan və ya əksinə genişləndirən yeni proqnozlar verməyə imkan verir. Fizika, şübhəsiz ki, belə elmlərə aiddir; Son zamanlar kimya da, başa düşdüyüm qədər, bu kriteriyaya uyğunlaşmağa başlayıb.

                Biologiyada (molekulyar biologiyadan fərqli olaraq), təəssüf ki, bu günə qədər ideologiya hələ 19-cu əsrin səviyyəsinə olduqca yaxındır - burada həm mövcud məlumat massivinin UNİKAL şərhi və sistemləşdirilməsi, həm də böyük proqnozlaşdırıcı gücə malik fərziyyələrin yaradılması üsullarını görmürəm (Ohm qanunu və ya Nyuton qanunları kimi). Buna görə də mən onu məlumat toplamaq üçün kifayət qədər yaxşı işlənmiş metodlara malik olan, lakin bu məlumatlar əsasında təbiətin fundamental qanunlarını müəyyən etmək üçün etibarlı üsulları hələ inkişaf etdirməyən humanitar elmlərə istinad edirəm. Biologiyanın ən əsas qanunu - təkamül qanunu belə təsviredicidir və heç bir proqnozlaşdırıcı gücə malik deyil, bu da kreasionizm və ağıllı yaradılış kimi "təfsirlərin" mövcud olmasına imkan verir. Aydındır ki, təkamül qanunu Ohm qanunu ilə eyni proqnozlaşdırıcı gücə malik olsaydı, bu cür “şərhlər” çoxdan yox olardı.

                2) "Müəyyən mənada sizin fərziyyəniz daha elmi, yəni daha saxtalaşdırıla bilən və daha informativ ola bilər. Xahiş edirəm, onu daha konkret formada tərtib edin. Mənə elə gəlir ki, 50-100 il gözləmək lazım deyil: Geodakyan yaxın nəsə dedi?"

                Geodakyanın məqaləsinin mətninə (http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC30W.HTM) nəzər salsaq, onun mövqeyi həqiqətən dediklərimə kifayət qədər yaxındır, lakin mənim nöqteyi-nəzərimdən kifayət qədər əhəmiyyətli fərqlər də var. Ən əsası odur ki, Geodakyan öz konsepsiyasını xarici mühitə “bağlayır”, mən isə orqanizmin fəaliyyətinin molekulyar və biokimyəvi mexanizmlərindən eyni qanunauyğunluqları götürməyə çalışıram. Axı, ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olan populyasiya deyil (əgər biz bakteriyaların koloniyasından əmələ gələn meyvəli bədəndən danışmırıqsa), hər bir orqanizm "özlüyündə". Və "həqiqi" nəzəriyyə müşahidə olunan prosesləri (ətraf mühitin vəziyyətindən asılı olaraq populyasiya dinamikası) dəqiq olaraq başqa orqanizmlərin varlığı haqqında heç nə bilməyən AYRI orqanizmin (istər kişi, istər qadın, istərsə də hermafrodit) xüsusiyyətlərindən götürməlidir.

                Buna uyğun olaraq mən suala cavab verməyə çalışıram: “Hansı molekulyar genetik və biokimyəvi proseslərdir ki, bunun nəticəsində ilkin olaraq hermafrodit və ya partenogenetik orqanizmdə ətraf mühitin təsiri altında cinsi dimorfizmə meyl artır”.

                Bu suala cavab verməyə çalışarkən mən belə bir fərziyyə irəli sürdüm ki, birhüceyrəli orqanizmlərdən çoxhüceyrəli orqanizmlərə keçid zamanı çoxalmanın ilk “ideyası” birhüceyrəli orqanizmlərdə olduğu kimi eyni mexanizmdən – bölünmə və ya qönçələnmədən istifadə etmək olub. (Hər hansı bir normal mühəndis kimi, təbiət də kifayət qədər mühafizəkardır və ciddi səbəb olmadan yeni bir şey ortaya qoymaz :)).)

                Bu məntiqdən çıxış edərək güman etmək olar ki, ilk çoxhüceyrəli orqanizmlər qönçələnmədən/bölünmədən uzaqlaşdıqdan sonra partenogenezi “icad etdilər”, yəni. Xüsusi bir quruluşun - reproduktiv orqanların arxasında genetik məlumatların ötürülməsi funksiyasını "sabitləşdirdi". Çox güman ki, bu, hətta heyvanlara və bitkilərə bölünmə mərhələsindən əvvəl idi, ona görə də "bugünkü" partenogenez yalnız qədim mexanizmlərin xatırlanmasıdır. Mümkündür ki, “ilkin partenogenez” iki “praktik olaraq bərabər” mikrob hüceyrəsini əhatə edir və onlar funksionallıqlarına görə yalnız “azca” fərqlənirdilər.

                Eyni zamanda, uyğunlaşma/sağ qalmanın əsas strategiyaları - "mübarizə" və "uyğunlaşma" - çox güman ki, hələ də bir hüceyrəli olanlar tərəfindən "icad edilmişdir", lakin, əlbəttə ki, ən ümumi formada. Daha doğrusu, bunu ciddi strategiyalar deyil, “ümumi ideyalar” adlandırmaq olar. Digər tərəfdən, aydındır ki, bu və ya digər dərəcədə HƏR birhüceyrəli orqanizm bu strategiyaların İKİSİ nin daşıyıcısı olmağa məcbur olmuşdur.

                Bununla belə, çoxhüceyrəli orqanizmlərdə yaddaş tutumu və təşkilatın mürəkkəbliyi birhüceyrəlilərə nisbətən daha yüksəkdir, buna görə də çoxhüceyrəli orqanizmlərə keçərkən, birincisi, bu strategiyaları çətinləşdirmək və inkişaf etdirmək, ikincisi, onların saxlanması üçün xüsusi "yaddaş bankları" ayırmaq mümkün oldu. Yaşamaq üçün bu strategiyaların fundamental əhəmiyyətini nəzərə alsaq, heç də təəccüblü deyil ki, nəhayət, bu yaddaş banklarının genotip ötürülməsi, reproduktiv orqanlar baxımından ən etibarlı yerə “yerləşdirilməsi” təəccüblü deyil: “Ola bilsin ki, siz ağıllı və ya gözəl olmayasınız, amma istənilən şəraitdə həyatda qalmağı bacarmalısınız”.

                Növbəti məntiqi addım hermafroditizm idi, yəni. bir orqanizm daxilində hər iki strategiyanın optimallaşdırılmasını maksimuma çatdırmaq cəhdi. Bu mərhələdə, gonadlarda sabit sağ qalma strategiyalarında fərqlərin yığılması nəticəsində mayalanmada iştirak edən germ hüceyrələri arasında fərqlərin artması müşahidə edildi. Nəhayət, "genetik optimallaşdırma" həm quruluşu, həm də funksionallığı ilə açıq şəkildə fərqlənən yumurta və sperma meydana gəlməsinə səbəb oldu.

                Və son addım cinsi dimorfizmin fiksasiyasıdır (və müvafiq olaraq sağ qalma strategiyalarının daşıyıcılarının fenotipik ayrılması), əvvəlcə çarpaz mayalanmanın intensivləşdirilməsi yolu ilə, sonra isə əhalinin kişi və qadınlara sabit bölünməsi şəklində.

                Bu modelin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, mənim nöqteyi-nəzərimdən yuxarıda təsvir edilən cinsi bölünmənin bütün təkamül prosesinin (birhüceyrəlilərdən başlayaraq) riyazi modelləşdirilməsini həyata keçirməyə imkan verir, modeldə yalnız bir neçə sadə və aydın şəkildə ifadə edilmiş prinsipləri qoyur.

                Digər tərəfdən, bu model əsasında həm təkamülün əsas mərhələləri (bunu artıq məlum olan paleontoloji məlumatlar əsasında yoxlamaq olar), həm də yaşamaq uğrunda mübarizə aparmağa məcbur olan müasir orqanizmlərin fiziologiyası haqqında yoxlana bilən və təkzib edilə bilən proqnozlar vermək mümkündür. Xüsusilə, əvvəllər qeyd etdiyim kimi, proqnozlardan biri odur ki, müxtəlif ekoloji təhdidlərin mövcud olduğu şəraitdə müxtəlif sağ qalma strategiyaları iştirak etməlidir ki, bu da mikrob hüceyrələrinin yaranması ilə əlaqəli müxtəlif genetik mexanizmlərin aktivləşdirilməsində özünü göstərməlidir. Və bu, öz növbəsində (ən azı biokimyəvi səviyyədə) cins fərqlərinin artmasına (əvvəlcə hermafrodit orqanizmlərdə) və nəticədə çarpaz mayalanmanın artmasına səbəb olmalıdır.

                Mən gözləyirəm ki, düzgün tərtib olunarsa, bu eyni model həm də uzunmüddətli əlverişli ekoloji şəraitdə çarpaz mayalanmadan partenogenez/hermafroditizmə keçidə imkan verəcək. Yeri gəlmişkən, buradan həm də əhalidə “qadın” komponentinin güclənməsi nəticəsində cəmiyyətin rifah dövrünün çox uzun olması halında onun durğunluğunun və tənəzzülünün qaçılmaz olması barədə nəticə çıxarmaq olar.

                3) “Mənfi nəticələrin dərc edilməməsi ilə bağlı”.
                Sizin nümunəniz çox uğurlu deyil - bu sadəcə "müsbət" nəticənin nümunəsidir, yəni. RƏNDİYYƏLƏR (yüksək gözlənilən nəticənin təsdiq edilməməsi) üstəlik, əlavə olaraq yeni mexanizmin müəyyən edilməsi.

                Mənfi nəticə, təsdiq oluna bilən və ya təsdiqlənməyən bir fərziyyə etdiyiniz zamandır və təsdiqlənməmişdir. Bu halda, çarpaz gübrələmə artmadıqda nəticə mənfi olacaq (və heç kim onun _verilmiş_şərtlərdə_ artacağını gözləmirdi, çünki bunun üçün feromonlarla aparılan təcrübələrdən fərqli olaraq eksperimental ilkin şərtlər yox idi).

                Cavab verin

              • Gecikməyə görə üzr istəyirik, uzun cavab verməyə vaxtım olmadı...

                1.1) Sevinirəm ki, elmin məntiqinin ümumi anlayışı sizə və mənə çox yaxındır. Buna baxmayaraq, “əldə edilmiş nəticələri necə şərh etmək və onları artıq məlum olan biliklərin cəminə necə uyğunlaşdırmaq” sualı ilə bağlı mühakimə mənə bir qədər qəribə görünür. Aydın deyil ki, “bilik cəmi” nədir? "Bizim fikrimiz..." yoxsa "nəzəri əsas" demək istəyirdiniz? Təfsirlərlə bağlı sual varmı? Deyərdim ki, bu, yalnız paradiqmanın dəyişməsi dövrlərində baş verir. Qalan vaxtda cavab mövcud paradiqma tərəfindən verilir və bu təcrübələrin sınaqdan keçirilməsinə dair fərziyyə verir. İlkin fərziyyənin təkzibi alınarsa, qeyd etdiyiniz kimi, bu, yeni axtarışa təkan verir (böhran dövründə paradiqma dəyişikliyinə qədər, yəni təcrübələrdə qarşımızda göründüyü kimi paradiqma və "reallıq" arasında artan ziddiyyətlər).

                1.2) “Biologiyada... əfsuslar olsun ki, indiyədək ideologiya hələ 19-cu əsrin səviyyəsinə kifayət qədər yaxındır – burada mən həm mövcud verilənlər massivinin UNIVERSAL şərhi və sistemləşdirilməsi üsullarını, həm də böyük proqnozlaşdırıcı gücə malik fərziyyələr yaratmaq üsullarını görmürəm...”
                Mən sizinlə tamamilə razıyam və sizinlə təəssüflənirəm: biologiyanın BƏZİ sahələri Popperin elm "idealından" çox uzaqdır. Amma hamısı deyil. Molekulyar biologiya və hüceyrə biologiyasının digər bölmələri ilə yanaşı, müasir formada ekologiya elmi, immunologiya, mikrobiologiya, fiziologiya bölmələri, genetika və s. postpozitivizm prinsipləri əsasında yaşayır. Bir çox təkamül bölmələrində aşkar əsas boşluqlar mövcuddur. Bundan əlavə, məsələn, təsviri sistematikada fərziyyələr ümumiyyətlə tərtib edilmir (bu, heç bir halda biomüxtəlifliyin təsviri vəzifəsindən yayınmır).
                Buna baxmayaraq, humanitar elmlər "insanları onun mənəvi, əqli, əxlaqi, mədəni və ictimai fəaliyyəti sferasında öyrənən fənlər" adlanır. Buraya elmi metod qanunlarına uyğun fəaliyyət göstərən bəzi sahələr, həm də bir çox mahiyyətcə metafizik intizamlar daxildir. Deməli, biologiyanı humanitar elmlərə aid etmək şübhəlidir.

                2) “Və “həqiqi” nəzəriyyə müşahidə olunan prosesləri... məhz AYRI orqanizmin xüsusiyyətlərindən götürməlidir...”

                Bu cümlə mənə aydın deyil:
                "Həqiqi" nəzəriyyə nə deməkdir?
                - Bəs sistemlilik prinsipi necədir?

                Sizin ümumi tədqiqat sualınız başa düşüləndir, lakin bundan sonra ilkin sualla heç bir məntiqi əlaqə görmədiyim bir sıra arqumentlər var. Söhbət mexanizmlərdən gedir, fərziyyələr heyvandarlıq strategiyalarının təkamül kursundan gedir.
                Fərziyyələrin birinci bəndinə: belə bir uzaq keçmişin orqanizmlərinin çoxalma strategiyaları haqqında fərziyyələrinizi necə sınaqdan keçirə biləcəyiniz aydın deyil. (Müasir materialın burada kömək etmək ehtimalı azdır, istisna olmaqla, yosunlar bu cinsin ayrılması proseslərini "imitasiya etməyə" imkan verəcəkdir).
                Aşağıdakı ifadələrin forması onların saxtalaşdırılmasına imkan vermir. Onların necə təkzib oluna biləcəyini izah edin. Həmçinin, “ümumi fikirlər”, “yaddaş tutumu” nədir?
                Ümumi şərh: Siz özünüz üçün "partenogenez" və "hermafroditizm" anlayışlarını açıq şəkildə yenidən təyin etdiniz. Partenogenez ilə (adi mənada) yalnız bir germ hüceyrəsi tələb olunur. Hermafroditlər (adi mənada) iki növ cinsi vəziyə malikdir və həm sperma, həm də qadın germ hüceyrələri istehsal edir. Hermafroditizm (diferensiallaşmış) gametlərin yaranmasından necə əvvəl ola bilərdi?
                Təkamül proseslərinin modelləşdirilməsi ilə bağlı paraqraf aydın deyil. Modelləşdirmə niyə lazımdır? Tam olaraq nə modelləşdiriləcək?
                "Sınaq edilə bilən və təkzib edilə bilən proqnozlar" paraqrafında mənə elə gəlir ki, yalnız sınaqdan keçirilə bilən ifadələr var.

                3) "Kişilər üçün qoxusuz dişilər maraq doğurmur" gözləntisi təsdiqlənmədi. Tədqiqatçılar təəccübləndilər. Onlar ümumi sualın tərtibini və yoxlanılan fərziyyəni dəyişməli oldular.

                Cavab verin

                • Maraqlı suallara görə təşəkkürlər. Cavab kifayət qədər həcmli oldu, ona görə də onu tərtib etmək vaxt apardı.

                  1) Gələcəkdə anlaşılmazlıqların qarşısını almaq üçün qeyd etmək istəyirəm ki, mən burada şəxsi nöqteyi-nəzərimi ifadə edirəm ki, bu da ümumi qəbul edilmiş fikirlə üst-üstə düşməyə bilər. Əgər ciddi bir üsluba riayət olunursa, bu cür uyğunsuzluqların hər birində terminlərin və təriflərin izahı verilməlidir ki, bu da mesajların həcminin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına və mətnin oxunuşunun pisləşməsinə səbəb olacaqdır. Yenə də dialoqumuz sərt elmi nəşrə yox, azad (elmi cəhətdən düzgün olsa da) söhbətə daha yaxındır.

                  Bunu nəzərə alaraq, bir tərəfdən, həmsöhbətin ya kontekstdən müstəqil olaraq mənim niyə belə hərəkət etdiyimi anlaya biləcəyinə, ya da cavabı “aprior izahat”dan daha az yer tutan konkret sual verəcəyinə ümid edərək, bu cür izahatları qəsdən buraxıram.

                  Deməli, mənim biologiyanın "humanitar elmləri" ilə bağlı keçidim, daha doğrusu, elmlərin öyrənilmə obyektlərinə görə deyil, onların paradiqmalarının "effektivliyinə" görə "daxili" təsnifatıma aiddir. Landau ümumiyyətlə elmləri yalnız təbii, qeyri-təbii və qeyri-təbii olaraq bölürdü :))

                  2) "Bəyan deyildir ki, "bilik məcmuəsi" nədir?"

                  Mənim üçün bu, məlum faktların (ilk növbədə elmi cəhətdən əsaslandırılmış, əgər “biliyin elmi miqdarından” danışırıqsa), o cümlədən bu faktların emalının sübut olunmuş üsulları (“məntiq”) və bu faktlar və məntiq əsasında verilən proqnozlar toplusudur. Aydındır ki, bu tərif həm "bizim fikrimiz ..." və həm də "nəzəri əsasları" ehtiva edir kifayət qədər nəzəriyyələr "... haqqında fikirlərə" əsaslanır.

                  Digər tərəfdən, mənim dərin qənaətimə görə, biz sadəcə olaraq paradiqmaların köklü dəyişməsi mərhələsindəyik, bu, kvant mexanikasının və nisbilik nəzəriyyəsinin meydana gəlməsinin yaratdığı şokdan heç də az əhəmiyyətli deyil. Bu dəyişiklik həyatın və şüurun fiziki proseslər kimi təsviri ilə bağlı olacaq, yəni. fizikanın biologiya və psixika sahəsinə "uzatılması".

                  Bəlkə də özümü çox qabaqlayıram. Yığılmış faktların və həll olunmamış problemlərin təzyiqi, əslində, biologiyanı qeyri-bioloqlardan etibarlı şəkildə qoruyan "dükan sərhədləri" (ən azı eyni terminologiyada) tərəfindən bloklanır, lakin mənim üçün bu paradiqma dəyişikliyinə ehtiyac açıqdır. Mənə heç də az aydın deyil ki, bu proses həyatı və şüur ​​hadisələrini öyrənən elmlərdən gələn məlumatlar tərəfindən stimullaşdırılmalıdır. Buna görə də, mənim üçün bu elmlərin əldə etdiyi məlumatların şərh edilməsi məsələsi kifayət qədər aktualdır - eynilə bu elmlərin mövcud paradiqmalarının təklif etdiyi cavabların qeyd-şərtsiz həqiqəti ilə bağlı şübhələr kimi. Düzünü desəm, bu cavablar çox da təklif olunmur...

                  3) "- "Həqiqi" nəzəriyyə" nə deməkdir?"

                  Razıyam, “həqiqət” mənasını aydın şəkildə ifadə etməklə işlədilməlidir. Bu halda, bilik və ideyalarımızın məhdudiyyətlərini nəzərə alaraq, a) ən böyük proqnozlaşdırıcı gücə malik olan və b) hazırda mövcud olan BÜTÜN bilik və texniki imkanlar əsasında saxtalaşdırıla bilməyən “doğru” (daha doğrusu, “ən doğru”) nəzəriyyəni nəzərdən keçirməyi təklif edərdim. Burada “hamısı” sözü prinsipial əhəmiyyət kəsb edir – formalaşdırıldığı elm sahəsinin (məsələn, biologiya) paradiqması əsasında saxtalaşdırıla bilməyən bir nəzəriyyə digər elmlərin (məsələn, fizika və ya kibernetika) məntiqi və ya faktları ilə ziddiyyət təşkil edə bilər.

                  4) Mənim təklif etdiyim “təkamül” fərziyyəsinin saxtalaşdırılmasının mümkünlüyü məsələsi yəqin ki, ən maraqlıdır. Burada biz vaxtaşırı “mühəndis” və “bioloq”un yanaşmalarındakı fərqlə qarşılaşacağıq və bu yanaşmaların ortaq məxrəcə gətirilməsi bir qədər vaxt aparacaq.

                  Cinsi diferensiasiyanın təkamül prosesinin təsviri, daha doğrusu, “Geodakyanın yerində mən nə edərdim?” sualına cavabdır, çünki, birincisi, biz onun yaradıcılığına toxunmuşuq, ikincisi, o, kifayət qədər maraqlı material toplayıb, lakin mənim nöqteyi-nəzərimdən kifayət qədər tam nəticələr çıxarılmayıb.

                  Mühəndis kimi, müəyyən funksiyanın müşahidə edilə bilən sistemdə necə işlədiyini anlamağa çalışarkən, mən, məsələn, avtomobillərin, kompüterlərin və proqramların təkamülündə müşahidə edildiyi kimi, bu funksiyanın ən sadə icrasından indiki vəziyyətə qədər təkamülünü izləməyə çalışıram. Əgər mən "zamanın əvvəlindən" bu günə qədər sistemdə mövcudluğunu izah edəcək bir funksiyanın inkişafı modelini qura bilsəm, onun indiki təzahürünün məntiqini daha yaxşı başa düşə və bəlkə də müxtəlif şəraitlərdə onun təzahürləri haqqında proqnozlar verə bilərəm. Buna görə də, tək hüceyrəlilərdən başlayaraq bütün prosesi izləməyə çalışdım. Əgər ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqənin bu hipotetik “strategiyalarının” təkamülü üçün işlək və faktiki model əldə edə bilsəm, o zaman bu model əsasında proqnozlar verə və onları eksperimental olaraq sınaqdan keçirə bilərəm.

                  Aydındır ki, belə bir "təkamüllü" modelin "sıfırdan" eksperimental yoxlanılması prinsipial olaraq mümkün deyil - dövrümüzə qədər gəlib çatmış heç bir orqanizm "ilkin birhüceyrəli orqanizmlərin" analoqu kimi qəbul edilə bilməz. Buna görə də, eksperimental yoxlama yalnız təkamülün bəzi mərhələsindən başlayaraq mümkündür, lakin "sıfırdan" deyil. Bu, müəyyən mənada, Böyük Partlayışın başlamasından dərhal sonra baş verənləri anlamaq mümkünsüzlüyünə bənzəyir. Ancaq modeli saxtalaşdırmağa çalışa biləcəyimiz təkamül mərhələsini müəyyən etməklə, ayaqlarımızın altında kifayət qədər möhkəm bir zəmin əldə edəcəyik.

                  Nəhayət, mənim təklif etdiyim cinsi dimorfizmin təkamül modeli daha çox populyasiya genetikidir. Bunlar. biz "ilkin birhüceyrəlilərin" davranışını təqlid edən hüceyrə avtomatları ilə təmsil olunan populyasiyanın bəzi riyazi modelini yarada və sonra bu birhüceyrəlilərin çoxhüceyrəlilərin təkamülünü izləməyə çalışa, eyni zamanda cinsi fərqləndirməni öyrənə bilərik. Əslində, belə bir modeldə biz populyasiyada gen transformasiyasının dinamikası və bu genlərin daşıyıcılarının ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi ilə maraqlanacağıq.

                  Belə bir model, şübhəsiz ki, xüsusi paleontoloji və ya bioloji məlumatlar ilə müqayisə üçün yararsız olacaq (yəni, ən azı bu məlumatlar əsasında saxtalaşdırmaq mümkün olmayacaq), lakin onun davranışının müşahidəsi artıq "bioloji reallıq" ilə əlaqəli saxtalaşdırıla bilən fərziyyələrin qurulması və onların eksperimental yoxlanılması üçün məlumat verə bilər.

                  Xüsusilə, "Bütün müasir çoxhüceyrəli orqanizmlər gec-tez generativ hissəyə (cins hüceyrələri) və bütün digər orqanların inkişaf etdiyi somatik hissəyə (http://ru.wikipedia.org/wiki/Gonotsit) bölündüyünü" nəzərə alsaq, gec-tez oxşar mexanizmin "düzgün" hüceyrə avtomatik modelində də görünəcəyini gözləmək olar, çünki. mühəndislik nöqteyi-nəzərindən ən təbiidir: əvvəlcə “hüceyrələr dəstəsi” sadəcə olaraq vahid bütövlükdə çoxalma qabiliyyətinə yiyələnməli idi, sonra isə artıq bu “vahid bütöv”ü necə tamamlamaq və üzərində qurmaq barədə düşünmək mümkün idi.

                  "Ümumi fikirlər" -- ən ümumi, primitiv formada tərtib edilmiş alqoritmin metaforik təsviri. Məsələn, "xoşagəlməz hisslərdən qaçın" və ya "xoş olduğu yerə can atın". Bu formalaşdırma "qaçmaq" və ya "cəhd etmək" nə olduğunu müəyyən etmir və "hiss"in müəyyən bir şey olduğunu, lakin rəsmiləşdirilmədiyini güman edir. Unutmayın ki, burada söhbət “ilkin birhüceyrəli”dən gedir və alqoritmin ifadəsi onların “daxili vəziyyətinə” “uyğunlaşdırılıb”.

                  Məsələn, "ilkin birhüceyrəli" səviyyəsində fototropizmin "ümumi ideyası" "nə qədər yüngül bir o qədər yaxşıdır" kimi ifadə edilə bilər. Çoxhüceyrəli orqanizmdə fototropizmin həyata keçirilməsi hər biri öz alqoritmi ilə təsvir olunan kifayət qədər mürəkkəb proseslərin ardıcıllığı ilə nəticələnir. Müvafiq olaraq, "yaddaş tutumu" bədənin belə kifayət qədər ətraflı "fəaliyyət planı" saxlamaq qabiliyyətidir.

                  5) Razıyam, partenogenez haqqında tam düz danışmamışam. “İki hüceyrə” demişkən, mən artıq biseksual çoxalmaya keçid mərhələsini düşünürdüm. İlk mərhələlərdə proses bir hüceyrənin bölünməsi ilə başlamalı idi, yəni. birhüceyrəli əcdadın sahib olduqlarına "mümkün qədər yaxın".

                  İki "demək olar ki, eyni" hüceyrə ideyası aşağıdakı məlumatlara əsaslanır: "Komodo monitor kərtənkələlərində partenogenez mümkündür, çünki ovogenez yumurtanın DNT-nin dublikat nüsxəsini ehtiva edən bir polosit (qütb cisim) inkişafı ilə müşayiət olunur; polosit ölmür və yumurta kimi fəaliyyət göstərir. http://bryo.org. ki/Partenogenez)"

                  Bunlar. güman etmək olar ki, hermafroditizmə keçid zamanı əvvəlcə partenogenez tamamilə “birhüceyrəli” olub, sonra nə vaxtsa birinci və ya ikinci bölünmə mərhələsindəki mutasiya nəticəsində biri daha “qadın”, digəri isə daha “kişi” olan qız hüceyrələr arasında funksional fərq yaranıb. Və sonra bu fərq genetik olaraq o dərəcədə sabitləşdi ki, mikrob hüceyrələrinin "qarşılıqlı aktivləşməsi" olmadan bütün orqanizmin inkişafının "başlanması" qeyri-mümkün oldu. Çox güman ki, eyni proses zamanı meyoz mexanizmi formalaşmışdır.

                  Düzünü desəm, yuxarıdakıları saxtalaşdırıla bilən bioloji fərziyyə kimi necə təqdim edəcəyimi tam bilmirəm. Mən tam əminəm ki, belə mobil alqoritmlər qurmaq mümkün olacaq...

                  
                  b) Görəcəyik ki, kiminsə yanaşması (sizin və ya mənim) daha genişdir və rəqibin yanaşmasını “udur”. Onda biz elm adamları olaraq ya daha geniş yanaşmanı qəbul edib daha dar olandan imtina etməli olacağıq, ya da konkret kontekstdə daha geniş yanaşmaya ehtiyac olmamasının (məsələn, artıq) səbəblərini aydın şəkildə ifadə etməli olacağıq. Məsələn, Yerin orbitdəki hərəkətini öyrəniriksə, onu mürəkkəb bir sistem hesab etməyin mənası yoxdur. Onu maddi nöqtə kimi təqdim etmək kifayətdir.

                  c) Yanaşmaların bir-birini tamamladığını görəcəyik. O zaman biz elm adamları olaraq hər ikimizi birləşdirəcək ümumi (daha geniş) yanaşmanı aydın şəkildə formalaşdırmalı və onu qəbul etməli olacağıq.

                  Bu nöqteyi-nəzərdən, ən yaxşı hərəkət “nəyi bəyənmədiyinizi” əsaslandırılmış tənqid etməkdir. Bu, hansı ssenarilərlə qarşılaşdığımızı tez başa düşməyə imkan verəcək.

                  2) İskəndərin kifayət qədər böyük mətni var, onu anlamaq üçün mənə bir az vaxt lazım olacaq. Link üçün təşəkkür edirik.

                  Cavab verin

                  Əvvəlki məktubumun təxminən yarısının kəsildiyini görəndə indi təəccüblənirəm. Deyəsən, mesajın uzunluğunda mənim bilmədiyim bir məhdudiyyət var. Ona görə də mətnin ikinci yarısını göndərirəm.

                  =============================
                  Düzünü desəm, yuxarıdakıları saxtalaşdırıla bilən bioloji fərziyyə kimi necə təqdim edəcəyimi tam bilmirəm. Demək olar ki, əminəm ki, yuxarıda təsvir edilən təkamül mərhələlərini nümayiş etdirəcək mobil avtomat alqoritmləri qurmaq mümkün olacaq. Amma bioloq üçün bu, sübut yox, illüstrasiya olacaq. Baxmayaraq ki, alqoritmik nöqteyi-nəzərdən bu, belə bir təkamül prosesinin (ən azı hüceyrə avtomatlarının mühitində) mövcudluğunun mümkünlüyünün birbaşa sübutu olacaqdır.

                  Burada təkamül biologiyasının fundamental problemi ilə qarşılaşırıq - o, əsaslı xaotik (riyazi mənada) sistemlərlə (birhüceyrəlidən biosferə qədər) məşğul olur. Və belə sistemlər üçün "fəaliyyətin unikallığı" və buna uyğun olaraq təkamülün "unikallığı" anlayışı yoxdur. Buna görə də, mənim nöqteyi-nəzərimdən, bioloqlar statistikadan o qədər yapışırlar - bu, onlara "nədir" haqqında az-çox əminliklə danışmağa imkan verir, çünki. çoxlu sayda azadlıq dərəcəsi olan xaotik sistemdə nəyin “ola biləcəyi” haqqında danışmaq praktiki olaraq mümkün deyil – orada “hər şey ola bilər”.

                  Başqa bir problem, xatırladığım qədəri ilə xaotik sistemin hazırkı vəziyyəti onun tarixdən əvvəlkindən praktiki olaraq müstəqil olmasıdır. Bunlar. sistemin müəyyən bir vəziyyətə gəlməsinin sonsuz bir çox yolu var və onun gələcək inkişafı onun bu vəziyyətə hansı yolla gəldiyindən asılı deyil. Buna görə də təkamül biologiyasında həm “keçmişin proqnozları”, həm də “gələcək proqnozları” mümkün deyil, yalnız qısamüddətli xətti ekstrapolyasiyalardır.

                  6) "Hermafroditizm (fərqlənmiş) gametlərin görünüşündən necə əvvəl ola bilərdi?"

                  Mən təklif edirəm ki, bu, ya bu fərqləndirmənin ilk nəticəsi kimi, ya da onunla eyni vaxtda ortaya çıxdı.

                  Burada məntiq belədir: yeni struktur yeni funksiyanın “dizaynının” nəticəsi kimi meydana çıxır. Üstəlik, əvvəlcə bu "yeni" funksiya əvvəlcədən mövcud olan strukturlar əsasında həyata keçirilir. Bunlar. birincisi, ətraf mühitin kimyəvi tərkibini fərqləndirmək funksiyası (məsələn, motor funksiyasını da yerinə yetirə bilən membran hüceyrə zülalları əsasında) meydana çıxır və yalnız bundan sonra xüsusi reseptor zülalları və (çoxhüceyrəli orqanizmlərdə) "dil" və "burun" rolunu oynayan strukturlar meydana çıxır.

                  Müvafiq olaraq, dimorfizmin əmələ gəlmə prosesindən danışarkən güman etmək olar ki, ilkin partenogenetik orqanizmdə cinsi hüceyrənin funksional cəhətdən fərqli iki “yarım”a bölünməsi əvvəlcə yaranıb sabitləşib (xüsusi strukturlardan “dəstək” tələb etməyən), sonra isə müstəqil “nəslin” əmələ gəlməsi zərurəti yarandıqda, bu cür “yarımlar” yaranır.

                  O da məlum ola bilər ki, əslində "çox ilk" hermafrodit iki başlanğıcda eyni cinsiyyət orqanı olan partenogenetik mutant idi - ikibaşlılıq kimi bir şey. Partenogenliyinə görə onun bütün nəsilləri də oxşar bədən quruluşuna malik idilər. Təkamül prosesini başlamaq üçün bu nəsillər kifayət qədər olduqda, cinsiyyət orqanlarının "ixtisaslaşması" başladı, bunun nəticəsində gametlər və "tam hüquqlu" hermafroditlər meydana çıxdı.

                  Yenə də yuxarıdakı fərziyyələrin necə saxtalaşdırıla biləcəyini anlamıram. Ən asan və sürətli yol fərziyyə ilə uyğun gəlməyən faktları təqdim etməkdir. Açığını deyim ki, sizdən (peşəkar bioloq, güman edirəm) ya bu fərziyyələrin yanlışlığını dərhal qeyd etmək üçün (partenogenezdə olduğu kimi) kifayət qədər bilik bazasına malik olmanızı gözləyirəm, ya da heç olmasa bu ifadələrin “bioloji” saxtalaşdırılmasının nə üçün çətin və ya qeyri-mümkün olduğunu qısaca izah edin. Sonra saxtalaşdırmanı mümkün etmək üçün sözləri daraltmağa və ya dəyişdirməyə cəhd edə bilərsiniz. Mühəndis və proqramçı kimi, yoxlamağın yeganə yolu, gözlənilən davranışı nümayiş etdirəcək, dəqiq müəyyən edilmiş prinsiplərə əsaslanan mobil avtomatlar şəklində bir model qurmaqdır. Ancaq bir bioloq üçün bu heç bir şey ifadə edə bilməz.

                  Belə bir "avtomatik" modelin birmənalı şəkildə saxtalaşdırılması belə alqoritmlərin (sabit əsas prinsiplərlə) qurulmasının qeyri-mümkünlüyünün ciddi sübutu olacaqdır. Bunlar. formal olaraq elmi fərziyyədir. Bununla belə, modelin əsaslı evristik təbiətini nəzərə alsaq, bu, çətin ki, həyata keçirilə bilər. Təcrübədə istifadə edilən xüsusi modellərin işlək olmaması saxtalaşdırmanın ciddi sübutu ola bilməz - hər zaman demək olar ki, təcrübənin ilkin şərtləri zəif seçilib və ya alqoritmlər kifayət qədər səmərəli deyildi.

                  Əslində, bu mövzu üzərində düşündükcə təkamüldə saxtakarlıq kriteriyasının tətbiq oluna bilməyəcəyi qənaətinə gəlirəm. Bunlar. belə çıxır ki, burada bir fərziyyəni təcrübi olaraq sübut etmək onu saxtalaşdırmağın birmənalı yolunu təklif etməkdən qat-qat asandır. Mən bunu kifayət qədər mürəkkəb problemlərin təhlili və modelləşdirilməsi zamanı yaranan “ölçülülük lənəti”nə bənzətməklə “xaotik sistemlərin lənəti” adlandırardım.

                  7) Cinslə əlaqəli "davranış strategiyaları"nın işinin sınaqdan keçirilməsinə gəlincə, mən əvvəldən onu təsdiqləməyə və ya təkzib etməyə imkan verən bir təcrübə təklif etdim (yaşamaq üçün mübarizə aparan qurdların orqanizmində biokimyəvi dəyişikliklərin vizuallaşdırılması).

                  İlkin fərziyyə ondan ibarətdir ki, maneələri dəf edən qurdlar arasında ya ilkin olaraq kifayət qədər böyük faiz “kişi” fərdlər olur, ya da maneəni dəf etmək nəticəsində “kişi” tərəfə keçid yaranır. Birinci halda biz ya dərhal görəcəyik ki, alpinistlər arasında “kişi” fərdlərin kifayət qədər yüksək faizi var, ya da “marafon”dan sonra “kişilik”in artdığını görəcəyik. Digər tərəfdən, ətraf mühitə uyğunlaşma ilə bağlı şərtlərin "qadın" tərəfinə keçid olacağı güman edilir. Alternativ olaraq, bir və ya hər iki təcrübənin eyni vaxtda hər iki meyli (“kişi” və “qadın”) artıracağını gözləmək olar.

                  Əgər eksperiment bu proqnozları təsdiqləsə, o zaman “iki strategiya” fərziyyəsi sübut olunmuş sayıla bilər. Əgər onların heç biri özünü doğrultmayıbsa, onda bu fərziyyə saxtalaşdırılmış sayıla bilər. Əgər hər iki halda yalnız bir istiqamətdə (“kişi” və ya “qadın”) yerdəyişmə olarsa, bu da ilkin fərziyyənin saxtalaşdırılması olacaq, lakin bizə yenisini formalaşdırmağa imkan verəcək.

                  Bəlkə də bu, ən konkret və saxtalaşdırıla bilən fərziyyədir, amma hələ də başa düşə bilmirəm ki, siz onu nəyə görə tənqid edirsiniz. Mənim fikrimcə, hər şey kifayət qədər aydın şəkildə müəyyən edilib.

                  Cavab verin

                  Mən İsgəndərin qeydlərinə baxdım.

                  Sözsüz ki, orada verilən məlumatlar maraqlıdır. Belə unikal xüsusiyyətlərə malik təkhüceyrəlilərin olduğunu bilmirdim.

                  Mənim üçün Protozoon, əldə edilən müxtəlif orqanizmlərin sadə ilkin qaydalar əsasında qurulduğu avtomat modelinin klassik nümunəsidir. Mən yalnız şad ola bilərəm ki, bioloqlar canlı olaraq "Həyat" (hüceyrə avtomatları oyunu) oynaya biləcəkləri belə bir "hüceyrə avtomatına" sahibdirlər. Maraqlı söz çıxdı :)

                  İndi, bu avtomatın işlədiyi qaydaları bilməklə, siz onları əlavə edə və genişləndirə bilərsiniz və beləliklə, həyat formaları üçün bir çox digər mümkün variantları əldə edə bilərsiniz. Üstəlik, bunu bir sınaq borusunda etmək belə lazım deyil - qaydaların sadəliyini nəzərə alaraq, hər şey bir maşında edilə bilər.

                  Ancaq söhbətimiz bu deyildi. Bəli, belə bir model birhüceyrəlidən çoxhüceyrəyə keçidi təsvir etmək üçün uyğun ola bilər (və sonra toxumaların differensasiyası üçün ağlabatan qaydalar yaradılarsa!). Amma mənim nöqteyi-nəzərimdən onun dialoqumuzun mövzusu - cinsi dimorfizmin yaranması ilə heç bir əlaqəsi yoxdur.

                  Yeri gəlmişkən, protozoonda gametlərin birləşməsinin necə baş verdiyi mənə tam aydın deyil; bu proses yalnız əlverişli şəraitdə, çoxlu gametlər olduqda və məskunlaşma zamanı onların birləşmə ehtimalı kifayət qədər yüksək olduqda faydalıdır. Əlverişsiz şəraitdə meyozla bölünmə, çox güman ki, alqoritmin primitivliyinin (unikallığının) nəticəsidir.

                  Digər tərəfdən, bu tək hüceyrə ARTIQ meioz mexanizminə malikdir. Mənim üçün bir şey söyləmək çox çətindir, amma mənim nöqteyi-nəzərimdən bu mexanizm ilkin birhüceyrəli üçün "çox təkmildir". Baxmayaraq ki, ilk birhüceyrəli orqanizmlərin tək xromosom dəstinə malik olması, sonra isə bu cür hüceyrələrin birləşməsi nəticəsində meiozun meydana çıxması və yalnız bundan sonra xromosom materialını "yarımlandırmadan" "birgə bölünmə" kimi mitoz meydana gəlir.

                  Kim nə deyə bilər, amma dialoqumuzun başladığı “iki strategiyadan” danışsaq, o zaman etiraf etməliyəm ki, meyoz mexanizmi onlarla sıx əlaqəli olmalıdır. Buna görə də, "strategiyaların ayrılması" üçün ilkin şərtlərin qədim birhüceyrəli orqanizmlərdə meydana çıxması tamamilə mümkündür.

                  Buna baxmayaraq, mənim cinsi dimorfizmin “ontogenez sxemi”nə baxsanız, çox güman ki, İsgəndərin materialının nə onunla ziddiyyət təşkil etdiyini, nə də “üst-üstə düşdüyünü” görərsiniz. O, yalnız birhüceyrəlidən çoxhüceyrəyə keçid mərhələsinə aiddir və bu mərhələni daha ətraflı təqdim etməyə imkan verir. Bununla belə, ilkin sual - yaşamaq üçün mübarizə ehtiyacının cinsi tənzimləmə ilə əlaqəli genetik və biokimyəvi mexanizmlərlə əlaqəli olub-olmaması açıq olaraq qalır.

                  Cavab verin

Biseksual çoxalma ilə kişilər qadınlar və hermafroditlər üzərində əhəmiyyətli bir üstünlüyə malikdirlər. Odur ki, belə bir mutasiya yaranıbsa, onun populyasiyada yer tutması ehtimalı var.
Ola bilsin, təcrid olunmuş kişilərin varlığında, hermafroditlərdən daha çox dişi olmaq daha sərfəlidir.

Cavab verin

Şərh yazın

Qurdlar üzərində aparılan təcrübələr kişilərin faydalı bir şey olduğunu sübut etdi

Caenorhabditis elegans dəyirmi qurdların dişiləri yoxdur, yalnız erkəklər (solda) və hermafroditlər (sağda). Hermafroditləri nazik uzun quyruğu ilə ayırd etmək olar. Şəkillər www.nematodes.org - Blaxter Laboratoriyasında və KiwiCrossing-də Nematod və Baxımsız Genomika Evi

Özünü gübrələyən heyvanlar çoxalırlar, digər şeylər bərabərdir, iki evli heyvanlardan iki dəfə tez. Təbiətdə niyə dioiklik üstünlük təşkil edir? Bu suala cavab vermək üçün dəyirmi qurdların Caenorhabditis elegans cinsləri süni şəkildə yetişdirildi, onlardan bəziləri yalnız çarpaz mayalanma, digərləri isə yalnız öz-özünə mayalanma tətbiq edirlər. Bu qurdlarla aparılan təcrübələr çarpaz mayalanmanın faydaları haqqında iki fərziyyəni dəstəklədi. Bir üstünlüyü zərərli mutasiyaların genofondunun daha səmərəli təmizlənməsi, ikincisi, əhalinin dəyişən şərtlərə uyğunlaşmasına kömək edən faydalı mutasiyaların sürətləndirilmiş toplanmasıdır.

Kişilərin ikiqat qiyməti

Cinsi çoxalma nəyə lazımdır, niyə kişilərə ehtiyacımız var? Bu sualların cavabları göründüyü qədər açıq deyil.

"Cinsi ikiqat qiymət" (və ya "kişilərin ikiqat qiyməti") təsvir edən diaqram. İkievli orqanizmlərdə hər dişinin nəslinin yarısı erkəkdir, onlar özləri heç bir nəsil verə bilməzlər. Aseksual çoxalmada bütün nəsillər dişilərdən (özünü mayalanma halında, özünü çoxaldan hermafroditlərdən) təşkil edir. Buna görə də, ceteris paribus, kişilərin iştirakı olmadan çoxalma kişilərlə müqayisədə iki dəfə təsirli olur. Şəkil, hər bir qadının tam olaraq iki nəslini meydana gətirdiyi bir vəziyyəti göstərir. Şəkil en.wikipedia.org saytından

Tanınmış təkamülçü Con Meynard Smit “The Evolution of Sex” (1978) kitabında bu problemin ciddiliyinə diqqət çəkmişdir. Maynard Smith "cinsiyyətin iki qat dəyəri" adlandırdığı paradoksu ətraflı izah etdi. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, başqa şeylər bərabər olduqda, aseksual çoxalma (yaxud öz-özünə mayalanma) kişilərin iştirak etdiyi çarpaz mayalanma ilə müqayisədə iki dəfə effektivdir (şəklə bax). Başqa sözlə desək, kişilər əhaliyə çox baha başa gəlir. Onların rədd edilməsi çoxalma sürətində dərhal və çox əhəmiyyətli bir qazanc verir. Bilirik ki, sırf texniki baxımdan, dioesiya və çarpaz mayalanmadan aseksual çoxalmaya və ya öz-özünə mayalanmaya keçid tamamilə mümkündür, bunun həm bitkilərdə, həm də heyvanlarda çoxlu nümunələri var. Buna baxmayaraq, aseksual irqlər və özünü gübrələyən hermafroditlərin populyasiyaları, nədənsə, erkəklərin iştirakı ilə "adi" şəkildə çoxaldanları hələ də sıxışdırmayıb.

Onsuz da onlar niyə lazımdır?

Deyilənlərdən belə çıxır ki, çarpaz gübrələmə bəzi üstünlüklər verməlidir, o qədər əhəmiyyətlidir ki, onlar hətta kişilərin rədd edilməsi ilə verilən heyvandarlıq səmərəliliyindəki ikiqat qazancdan da üstündür. Üstəlik, bu üstünlüklər bir milyon ildən sonra deyil, dərhal görünməlidir. Təbii seçmə uzaq perspektivlərə əhəmiyyət vermir.

Bu faydaların mahiyyəti haqqında çoxlu fərziyyələr mövcuddur (bax: Cinsi çoxalmanın təkamülü). Onlardan ikisinə baxacağıq. Birincisi "Müllerin cımbızı" kimi tanınır (bax: Muller ratchet). Ratchet oxun yalnız bir istiqamətdə fırlana bildiyi qurğudur. İdeyanın mahiyyəti ondan ibarətdir ki, əgər aseksual orqanizmdə zərərli mutasiya varsa, onun nəsli artıq ondan xilas ola bilməz. Ona görə də təkcə fərdi genomlar seriyasını deyil, həm də bütöv bir genom nəslini rədd edir. zərərli mutasiyaların dy toplanması (müəyyən şəraitdə) baş verə bilər.Bu şərtlərdən biri kifayət qədər böyük genom ölçüsüdür.Yeri gəlmişkən,dairəvi qurdlar digər heyvanlarla müqayisədə kiçik genomlara malikdir.Bəlkə də buna görə öz-özünə mayalanmağa imkan verə bilirlər (aşağıya bax).

Əgər orqanizmlər cinsi yolla çoxalır və çarpaz mayalanma tətbiq edirlərsə, o zaman ayrı-ayrı genomlar daim səpələnir və qarışdırılır və əvvəllər müxtəlif orqanizmlərə aid olan fraqmentlərdən yeni genomlar əmələ gəlir. Nəticədə, aseksual orqanizmlərdə olmayan xüsusi bir yeni varlıq yaranır - əhalinin genofondu. Genlər bir-birindən asılı olmayaraq çoxalmaq və ya kəsmək imkanı əldə edirlər. Uğursuz mutasiyaya malik gen seleksiya yolu ilə rədd edilə bilər və müəyyən bir ana orqanizmin qalan (“yaxşı”) genləri populyasiyada təhlükəsiz şəkildə qorunub saxlanıla bilər.

Beləliklə, birinci fikir ondan ibarətdir ki, cinsi çoxalma genomların "genetik yükdən" təmizlənməsinə kömək edir, yəni degenerasiyanın qarşısını almağa (əhali ümumi fiziki hazırlığının azalması) daim ortaya çıxan zərərli mutasiyalardan qurtulmağa kömək edir.

İkinci fikir birinciyə bənzəyir: o, cinsi çoxalmanın müəyyən mühitdə faydalı olan mutasiyaların yığılmasını sürətləndirərək orqanizmlərin dəyişən şərtlərə daha effektiv uyğunlaşmasına kömək etdiyini göstərir. Tutaq ki, bir fərddə bir faydalı mutasiya, digərində isə başqa bir mutasiya var. Bu orqanizmlər aseksualdırsa, hər iki mutasiyanın eyni genomda birləşməsini gözləmək şansları azdır. Cinsi çoxalma belə bir fürsət verir. O, populyasiyada yaranmış bütün faydalı mutasiyaları effektiv şəkildə "ümumi mülkiyyətə" çevirir. Aydındır ki, cinsi çoxalması olan orqanizmlərdə dəyişən şəraitə uyğunlaşma sürəti daha yüksək olmalıdır.

Cinsi çoxalmanın populyasiyada faydalı mutasiyaların yayılmasını necə sürətləndirə biləcəyini göstərən diaqram. Cinsi çoxalmada (üst rəqəm), hər birində bu allellərdən yalnız birinə malik olan fərdlərin kəsişməsi nəticəsində iki yeni faydalı allel (A və B) tez birləşir. Aseksual çoxalmada (aşağı rəqəm), eyni klonda hər iki mutasiya təsadüfən baş verənə qədər gözləmək lazımdır. Şəkil en.wikipedia.org saytından

Lakin bütün bu nəzəri konstruksiyalar müəyyən fərziyyələrə əsaslanır. Riyazi modelləşdirmənin nəticələri göstərir ki, aseksual çoxalma və ya özünü mayalanma ilə müqayisədə çarpaz mayalanmanın faydalı və ya zərərlilik dərəcəsi bir sıra parametrlərdən asılıdır. Bunlara əhalinin sayı; mutasiya dərəcəsi; genom ölçüsü; mutasiyaların zərərlilik/faydalılıq dərəcəsindən asılı olaraq kəmiyyət bölgüsü; bir dişi tərəfindən istehsal olunan nəslin sayı; seleksiyanın effektivliyi (təsadüfi deyil, genetik faktorlardan qalan nəsillərin sayının asılılıq dərəcəsi) və s.. Bu parametrlərdən bəzilərini təkcə təbii deyil, həm də laboratoriya populyasiyalarında ölçmək çox çətindir.

Buna görə də, bu cür bütün fərziyyələr nəzəri əsaslandırmalara və riyazi modellərə (artıq bütün bunlar çoxdur) deyil, birbaşa eksperimental yoxlamaya çox ehtiyac duyur. Bununla belə, indiyədək belə bir çox təcrübə aparılmayıb (Colegrave, 2002. Sex relizlər sürət həddi təkamül // Təbiət. V. 420. S. 664-666; Goddard et al., 2005. Cins eksperimental maya populyasiyalarında təbii seçmənin effektivliyini artırır // Təbiət. V.6.4). Oreqon Universitetində bioloqların dəyirmi qurd Caenorhabditis elegans üzərində apardığı yeni araşdırma, "ikiqat qiymətinə" baxmayaraq, kişilərdən əl çəkməyən populyasiyalara üstünlük təmin etmək üçün bu mexanizmlərin hər ikisinin gücünün təəccüblü təsvirini təqdim edir.

Kişilərin rolunu öyrənmək üçün unikal obyekt

Caenorhabditis elegans qurdları yuxarıdakı fərziyyələri eksperimental olaraq yoxlamaq üçün qəsdən yaradılmışdır. Bu qurdların dişiləri yoxdur. Populyasiyalar kişilərdən və hermafroditlərdən ibarətdir, sonuncular sayca üstünlük təşkil edir. Hermafroditlərdə iki X xromosomu var, kişilərdə isə yalnız bir (X0 cinsi təyinetmə sistemi, Drosophila kimi). Hermafroditlər sperma və yumurta istehsal edir və öz-özünə mayalanma ilə köməksiz çoxala bilirlər. Kişilər yalnız sperma istehsal edir və hermafroditləri dölləyə bilirlər. Öz-özünə mayalanma nəticəsində yalnız hermafroditlər doğulur. Çarpaz mayalanma ilə nəslin yarısı hermafroditlər, yarısı kişilərdir. Tipik olaraq, C. elegans populyasiyalarında çarpaz mayalanma tezliyi bir neçə faizdən çox deyil. Bu tezliyi müəyyən etmək üçün qurdların intim həyatını müşahidə etmək lazım deyil - populyasiyada kişilərin faizini bilmək kifayətdir.

Aydınlaşdırmaq lazımdır ki, öz-özünə mayalanma aseksual (klonal) çoxalma ilə tam eyni deyil, lakin onlar arasındakı fərqlər bir sıra özünü gübrələyən nəsillərdə tez yox olur. Özünü gübrələyən orqanizmlər bir neçə nəsil ərzində bütün lokuslar üçün homozigot olurlar. Bundan sonra, nəsil klonal çoxalmada olduğu kimi, genetik olaraq valideynlərdən fərqlənməyi dayandırır.

C. elegans-da çarpaz mayalanma tezliyinə təsir edən mutasiyalar məlumdur. Onlardan biri, xol-1, kişilər üçün öldürücüdür və əslində populyasiyada yalnız hermafroditlərin qalmasına, özünü mayalanma yolu ilə çoxalmasına səbəb olur. Digəri, duman-2, hermafroditləri sperma istehsal etmək qabiliyyətindən məhrum edir və onları effektiv şəkildə dişilərə çevirir. Bütün fərdlərin bu mutasiyanı daşıdığı populyasiya, əksər heyvanlarda olduğu kimi, normal seqreqasiya edilmiş populyasiyaya çevrilir.

Müəlliflər klassik üsullardan istifadə edərək (gen mühəndisliyi ilə deyil, krossinq yolu ilə) yalnız xol-1 və duman-2 mutasiyalarının olması ilə fərqlənən, demək olar ki, eyni genomlu iki cüt qurd cinsi yetişdirmişlər. Hər cütdəki birinci cins xol-1 mutasiyası ilə yalnız öz-özünə gübrələmə yolu ilə çoxalır (obliqat selfing, OS). İkincisi, duman-2 mutasiyası ilə, yalnız obligate outcrossing (OO) ilə çoxala bilər. Hər bir cüt cins eyni genetik "fona" malik, lakin hər iki mutasiyadan (vəhşi tip, WT) məhrum olan üçüncü ilə müşayiət olunurdu. WT cinslərində standart laboratoriya şəraitində çarpaz mayalanma tezliyi 5%-dən çox deyil.

Kişilər tələb olunur! Eksperimental olaraq sınaqdan keçirilmişdir

Bu üçlü cinslərlə iki seriyalı təcrübə aparılmışdır.

Birinci seriyada çarpaz mayalanmanın "genetik yükdən" qurtulmağa kömək etdiyi fərziyyəsi sınaqdan keçirildi. Təcrübə 50 nəsil davam etdi (təbii ki, qurdlar, təcrübəçilər deyil). Qurdların hər bir nəsli kimyəvi mutagenə - etil metansülfonata məruz qaldı. Bu, mutasiya nisbətinin təxminən dörd dəfə artması ilə nəticələndi. Gənc heyvanlar vermikulit divarı ilə yarıya bölünmüş Petri qabına qoyuldu (şəklə bax), yeməyin bir yarısında qurdlar, digər yarısında isə onların qidası - E. coli bakteriyası yerləşdirildi. Transplantasiya edilmiş qurdlar, təsadüfən yapışmış bakteriyaları təmizləmək üçün antibiotiklə müalicə olundu. Nəticədə, yeməyə çatmaq və buna görə də sağ qalmaq və nəsil buraxmaq şansı əldə etmək üçün qurdlar bir maneəni dəf etməli oldular. Beləliklə, təcrübəçilər zərərli mutasiyaları alaq otlarından təmizləyən “təmizləyici” seleksiyanın effektivliyini artırıblar. Normal laboratoriya şəraitində qurdlar hər tərəfdən qida ilə əhatə olunduğundan seleksiyanın effektivliyi çox aşağı olur. Belə bir vəziyyətdə zərərli mutasiyalarla yüklənmiş çox zəif heyvanlar belə sağ qala və çoxala bilirlər. Yeni eksperimental qurğuda bu bərabərləşdirməyə son qoyuldu. Divarın üstündən sürünmək üçün qurd sağlam və güclü olmalıdır.

Eksperimental qurğunun sxemi. Hər yeni nəslin gənc qurdları yeməyin sol yarısına (mavi dairə) yerləşdirilir. Yeməyə (sarı oval) çatmaq üçün onlar vermikulit baryerini keçməlidirlər. Zərərli mutasiyalarla həddən artıq yüklənmiş zəif fərdlər nadir hallarda bu işin öhdəsindən gəlirlər. düyü. əlavə materiallardan Təbiətdə müzakirə olunan məqaləyə

Müəlliflər təcrübədən əvvəl və sonra qurdlarda, yəni birinci və əllinci nəsillərin fərdlərində fitneslə müqayisə ediblər. C. elegans qurdları uzun müddət dondurulmuş halda saxlanıla bilər. Bu, belə təcrübələri çox asanlaşdırır. Təcrübə davam edərkən, 1-ci nəsil qurd nümunəsi dondurucuda sakitcə yatdı. Fitness aşağıdakı kimi ölçüldü. Soxulcanlar genomuna işıqlı protein geni daxil edilmiş nəzarət qurdları ilə bərabər nisbətdə qarışdırılıb və eksperimental qurğuda əkilib. Heyvanlara maneəni aşmaq və çoxalmaq üçün vaxt verildi və sonra nəsillərdə işıqsız fərdlərin faizi müəyyən edildi. Əgər bu faiz birinci ilə müqayisədə əllinci nəsildə artıbsa, təcrübə zamanı uyğunluq artıb, azalıbsa, degenerasiya baş verib.

Təcrübənin nəticələri şəkildə göstərilmişdir. Onlar açıq şəkildə göstərirlər ki, çarpaz mayalanma genetik yüklə mübarizə aparmaq üçün güclü bir vasitədir. Çarpaz gübrələmə tezliyi nə qədər yüksək olarsa, son nəticə daha yaxşıdır (şəkildəki bütün xətlər soldan sağa artır). Süni şəkildə artan mutasiya nisbəti OO - "məcburi çarpaz cinslər" istisna olmaqla, bütün qurd cinslərinin degenerasiyasına (yararlılığın azalmasına) səbəb oldu.

Hətta mutagenezin süni surətdə sürətləndirilmədiyi cinslər üçün çarpaz mayalanmanın yüksək tezliyi üstünlük verirdi. Normal laboratoriya şəraitində bu üstünlük görünmür, çünki qurdların qidaya çatmaq üçün divarların üstündən dırmaşması lazım deyil.

Maraqlıdır ki, iki OS nəzarət cinsindən birində ("məcburi öz-özünə gübrələr"), hətta mutasiya nisbətində artım olmasa belə, çarpaz gübrələmənin rədd edilməsi degenerasiyaya səbəb oldu (şəkildəki əyrilərin yuxarı cütündə sol kvadrat sıfırın altında yerləşir).

İlk təcrübənin nəticələri. Üfüqi oxda - çarpaz gübrələmə tezliyi. Həddindən artıq sol mövqe OS qurd növlərinə uyğun nöqtələr tərəfindən işğal edilir, həddindən artıq sağ mövqe OO tərəfindən tutulur. Aralıq mövqeni WT süxurlarına uyğun nöqtələr tutur. Üçbucaqlar və kvadratlar eyni genetik mənşəli qurd cinslərinin iki üçlüyünə uyğundur. Şaquli oxda - təcrübə zamanı uyğunluğun dəyişməsi. Müsbət dəyərlər fitnessdə artım, mənfi dəyərlər degenerasiya deməkdir. Möhkəm xətlər mutasiya sürətinin artmadığı qurdların cinslərinə uyğun olan nöqtələri birləşdirir. Nöqtəli xətt - kimyəvi mutagenə məruz qalmış süxurlar. düyü. Təbiətdə sözügedən məqalədən

Şəkil onu da göstərir ki, təcrübə zamanı “vəhşi” cinslərin (WT) əksəriyyətində çarpaz mayalanma tezliyi ilkin 5%-dən xeyli yüksək olmuşdur. Bu, bəlkə də ən vacib nəticədir. Bu o deməkdir ki, sərt şəraitdə (həm baryeri aşmaq zərurəti, həm də mutagenezin sürətinin artması deməkdir) təbii seçmə çarpaz mayalanma yolu ilə çoxalmış fərdlərə açıq üstünlük verir. Belə şəxslərin nəsli daha canlıdır və buna görə də təcrübə zamanı çarpaz mayalanma meyli üçün seçim aparılır.

Beləliklə, ilk təcrübə çarpaz mayalanmanın əhaliyə zərərli mutasiyalardan qurtulmasına kömək etdiyi fərziyyəsini inandırıcı şəkildə təsdiqlədi.

İkinci seriyada eksperimentlər çarpaz mayalanmanın faydalı mutasiyaları toplayaraq yeni uyğunlaşmaların inkişafına kömək edib-etmədiyini yoxladı. Bu dəfə qurdlar qidalarına çatmaq üçün patogen Serratia bakteriyasının məskunlaşdığı ərazidən keçməli olublar. Bu bakteriyalar C. elegansın həzm sisteminə daxil olur və qurdda ölümlə nəticələnə bilən təhlükəli xəstəliyə səbəb olur. Bu vəziyyətdə sağ qalmaq üçün qurdlar ya zərərli bakteriyaları qəbul etməməyi öyrənməli, ya da onlara qarşı müqavimət göstərməli idilər. Qurdların eksperimental populyasiyalarının seçimlərdən hansını seçdiyi məlum deyil, lakin 40 nəsildən çox OO cinsləri yeni şəraitə mükəmməl uyğunlaşdı, WT cinsləri bir qədər pis uyğunlaşdı və OS cinsləri ümumiyyətlə uyğunlaşmadı (zərərli bakteriyaların olduğu mühitdə sağ qalmaları ilkin aşağı səviyyədə qaldı). Yenə təcrübə zamanı seleksiyanın təsiri altında olan WT cinsləri çarpaz mayalanma tezliyini kəskin şəkildə artırdı.

Beləliklə, çarpaz mayalanma həqiqətən əhalinin dəyişən şərtlərə, bu halda patogen mikrobun görünüşünə uyğunlaşmasına kömək edir. Təcrübə zamanı WT cinslərinin çarpaz mayalanma tezliyini artırması o deməkdir ki, erkəklərlə cütləşmə (özünü gübrələməkdən fərqli olaraq) hermafroditlərə erkək istehsal etməklə ödəməli olduqları “ikiqat qiymətdən” açıq şəkildə üstün olan dərhal uyğunlaşma üstünlüyü verir.

Qeyd etmək lazımdır ki, çarpaz mayalanma təkcə ikiotaqlı orqanizmlərdə baş vermir. Məsələn, bir çox onurğasızlar hermafroditlərdir, özlərini deyil, bir-birlərini gübrələyirlər - çarpaz gübrələyirlər. Bitkilərdə biseksual (“hermafrodit”) fərdlərin çarpaz tozlanması da, yumşaq desək, qeyri-adi deyil. Bu işdə sınaqdan keçirilmiş hər iki fərziyyə belə hermafroditlərə kifayət qədər uyğundur. Başqa sözlə desək, bu iş sübut etmədi ki, “çarpaz hermafroditizm” bir növ ikievlilikdən aşağıdır. Amma bu iki variantdan birincisi üçün bədnam “ikiqat qiymət” ödəməyə ehtiyac yoxdur. Ona görə də problem hələ də qalmaqdadır.

Aparılan təcrübələr çarpaz mayalanma ilə müqayisədə öz-özünə mayalanmanın çatışmazlıqlarını üzə çıxardı, lakin onlar bir çox orqanizmlərin niyə ikiotluluğu "çarpaz hermafroditizm"ə üstünlük verdiyini izah etməyiblər. Bu tapmacanı həll etməyin açarı, çox güman ki, cinsi seçimdir. Dioiklik qadınlara partnyorlarını diqqətlə seçməyə imkan verir və bu, zərərli və toplanan faydalı mutasiyaların rədd edilməsinin effektivliyini artırmaq üçün əlavə bir yol ola bilər. Bəlkə də bu fərziyyə nə vaxtsa eksperimental təsdiqini alacaq.

Tsukuba və Kyoto Universitetlərinin (Yaponiya) bioloqları sübut ediblər ki, məşhur laboratoriya heyvanları, yumru qurdlar Caenorhabditis elegans kalori məhdudiyyətinə fərqli reaksiya verir. Yetərsiz qidalanmadan kişilərin ömür uzunluğu artmır, lakin çoxalma qabiliyyəti qalır. Hermafroditlər (bu növ qurdlardakı təmiz dişilər) kifayət qədər qidalanmadıqda daha uzun yaşayırlar, lakin nəsil vermirlər. Məlum olub ki, orqanizmdə qida maddələrinin azaldılmasına reaksiya, ən azı Caenorhabditis elegans-da cinsiyyətə görə müəyyən edilir. Jurnalda elmi məqalə Hüceyrə hesabatları.

Bu növün qurdlarının əvvəlki ömürləri göstərmişdir ki, onlar qida ilə məhdudlaşdıqda onların artmaqdadır. Eyni şey siçanlar və bir çox başqa heyvanlar üçün də müşahidə olunur. Ancaq qidalanmaya reaksiyalar arasında fərqlər var Caenorhabditis elegans müxtəlif cinslər ətraflı öyrənilməmişdir. Bu bilik boşluğu doldurmaq üçün təcrübələr və Yaponlarla məşğul olur. Onlar erkək və hermafrodit yuvarlaq qurdları qidaya məhdud və qeyri-məhdud çıxış yolu ilə qruplar və fərdi şəkildə petri qablarında yetişdirirdilər. Caenorhabditis elegans təxminən bir millimetr uzunluğunda və demək olar ki, şəffafdır. Lakin onların sağ olub-olmadığını xüsusi avtomatik videomüşahidə sistemlərinin köməyi ilə anlamaq mümkündür. Fərd müəyyən müddətdən artıq hərəkət etmədikdə ölü sayılır.

Belə “videoregistrator”lardan əldə edilən məlumatlara əsasən, işin müəllifləri qrup halında və fərdi şəkildə yaşayan qurdların ömründə ciddi fərq olmadığını müəyyən ediblər. Ancaq heyvanın cinsi vacibdir. Qida çatışmazlığı şəraitində hermafroditlər kişilərdən orta hesabla iki həftə gec öldü. Ancaq eyni zamanda çoxalma qabiliyyətini itirdilər. Kişilər üçün isə hər şey əksinə idi: düzgün qidalanmamaq onların daha uzun yaşamasına kömək etməsə də, nəsil yaratmağa mane olmurdu. Bu növün bir qurd üçün ömrünün 14 gün uzadılması çox şeydir: otaq temperaturunda və normal pəhrizdə onlar adətən yumurtadan çıxandan cəmi iki-üç həftə sonra ölürlər. Məlum olub ki, qida çatışmazlığı hermafroditlərin ömrünü demək olar ki, iki dəfə artırıb.

Kişilər arasındakı ən əhəmiyyətli biokimyəvi fərqlərdən biri Caenorhabditis elegans hermafroditlərdən - DAF-12 steroid cinsi hormonunun fəaliyyəti. Kişilərdə normal olaraq yüksək, hermafroditlərdə isə aşağı olur. Tədqiqatçılar DAF-12 aktivliyi azalmış transgen erkək qurdlar yaratdılar və onları məhdudlaşdırılmış pəhrizə yerləşdirdilər. Onlar eyni cinsdən olan normal qurdlardan orta hesabla 20 gün çox yaşayıblar. Belə ki, elm adamları müəyyən ediblər ki, məhz DAF-12 hormonu müxtəlif cinslərdən olan fərdlərdə qidalanmaya reaksiyanın fərqini müəyyən edir. Normalda, belə şəraitdə, caenorhabditis elegans erkəklərinin "uzunömürlülük mexanizmlərini" işə salmasının qarşısını alır, bədənin qüvvələrini çoxalmaya yönləndirir. Və hermafroditlərdə DAF-12 səviyyəsi adətən qeyri-kafi olur, buna görə də pis pəhriz ilə bu cür qurdların daha uzun yaşamasına mane olmur.

görünür.
Məşhur təkamülçü Con Meynard Smit bu problemin ciddiliyinə diqqət çəkmişdir

onun "Cinsin Təkamülü" (1978) kitabı. Maynard Smith "ikiqat" adını verdiyi paradoksu ətraflı nəzərdən keçirdi

seksin qiyməti” (seks dəyərinin iki qatı). Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, başqa şeylər bərabər olduqda, aseksual çoxalma (və ya

öz-özünə mayalanma) kişilərin iştirak etdiyi çarpaz mayalanma ilə müqayisədə iki dəfə effektivdir (şəklə bax).

Başqa sözlə desək, kişilər əhaliyə çox baha başa gəlir. Onların rədd edilməsi dərhal və çox əhəmiyyətlidir

çoxalma sürətində qazanc. Biz bilirik ki, sırf texniki cəhətdən ikievliklikdən və krossoverdən keçid

aseksual çoxalmaya qədər mayalanma və ya öz-özünə mayalanma olduqca mümkündür, bunun bir çox nümunəsi var

bitki və heyvanlar (bax, məsələn: Nəhəng Komodo kərtənkələsinin dişiləri erkəklərin iştirakı olmadan çoxalır,

"Elementlər", 26.12.2006). Buna baxmayaraq, aseksual irqlər və özünü gübrələyən hermafroditlərin populyasiyaları nədənsə əvvəllər

indiyədək “adi” üsulla, erkəklərin iştirakı ilə nəsil verənləri yerindən tərpətməmişlər.
Onsuz da onlar niyə lazımdır?
Deyilənlərdən belə çıxır ki, çarpaz gübrələmə bəzi üstünlüklər verməlidir, o qədər əhəmiyyətli,

onlar erkəklərin rədd edilməsi nəticəsində yetişdirilən məhsuldarlığın ikiqat qazancını da üstələyirlər. Və bunlar

faydalar bir milyon ildən sonra deyil, dərhal görünməlidir. Təbii seleksiyanın əhəmiyyəti yoxdur

uzaq perspektivlər.
Bu faydaların mahiyyəti haqqında çoxlu fərziyyələr mövcuddur (bax: Cinsi çoxalmanın təkamülü). Onlardan ikisinə baxacağıq.

Birincisi "Muller ratchet" kimi tanınır (bax: Muller s ratchet). Ratchet oxun olduğu bir cihazdır.

yalnız bir istiqamətdə dönə bilər. İdeyanın mahiyyəti ondan ibarətdir ki, əgər aseksual orqanizmdə zərərli mutasiya baş verərsə,

onun nəsli artıq ondan qurtula bilmir. O, bir ailənin lənəti kimi, əbədi olaraq onun bütün nəslinə keçəcək.

(əks mutasiya baş vermədikdə, bu, çox az ehtimal olunur). Aseksual orqanizmlərdə seleksiya ola bilər

fərdi genləri deyil, yalnız bütün genomları məhv edin. Buna görə də, aseksual orqanizmlərin bir sıra nəsillərində o (

müəyyən şərtlər) zərərli mutasiyaların davamlı yığılması var. Bu şərtlərdən biri

kifayət qədər böyük genom. Yeri gəlmişkən, dəyirmi qurdlar başqalarına nisbətən kiçik genomlara malikdir.

heyvanlar. Bəlkə də buna görə öz-özünə mayalanmağı ödəyə bilirlər.
Əgər orqanizmlər cinsi yolla çoxalırsa və çarpaz mayalanma tətbiq edirlərsə, o zaman fərdi genomlar

daim xırdalanır və qarışır və əvvəllər fərqli olan fraqmentlərdən yeni genomlar əmələ gəlir

orqanizmlər. Nəticədə aseksual orqanizmlərdə olmayan xüsusi yeni varlıq yaranır - əhalinin genofondu.

Genlər bir-birindən asılı olmayaraq çoxalmaq və ya kəsmək imkanı əldə edirlər. Bədbəxt mutasiyaya malik bir gen ola bilər

seçmə yolu ilə rədd edilə bilər və müəyyən bir ana orqanizmin qalan ("yaxşı") genləri təhlükəsiz ola bilər.

yük", yəni daim ortaya çıxan zərərli mutasiyalardan qurtulmağa kömək edir, degenerasiyanın qarşısını alır (azalma).

əhalinin ümumi hazırlığı).
İkinci fikir birinciyə bənzəyir: cinsi çoxalmanın orqanizmlərin daha effektiv uyğunlaşmasına kömək etdiyini göstərir.

müəyyən bir mühitdə faydalı olan mutasiyaların sürətlənmiş yığılması səbəbindən dəyişən şərtlərə. Tutaq ki, bir nəfər

biri faydalı mutasiya, digəri isə başqa bir mutasiya meydana gəldi. Əgər bu orqanizmlər aseksualdırsa, demək olar ki, şansları yoxdur

hər iki mutasiyanın bir genomda birləşməsini gözləyin e.Cinsi çoxalma belə bir fürsət verir. Əslində

populyasiyada yaranmış bütün faydalı mutasiyaları "ümumi mülkiyyət" edir. Uyğunlaşma sürətinin olduğu aydındır

cinsi çoxalma ilə orqanizmlərdə dəyişən şərtlər daha yüksək olmalıdır.
Lakin bütün bu nəzəri konstruksiyalar müəyyən fərziyyələrə əsaslanır. Riyazi nəticələr

simulyasiyalar çarpaz mayalanmanın faydalı və ya zərərlilik dərəcəsinin müqayisə edildiyini göstərir

aseksual çoxalma və ya özünü mayalanma ilə bir sıra parametrlərdən asılıdır. Bunlara əhalinin sayı;

mutasiya dərəcəsi; genom ölçüsü a; onların dərəcəsindən asılı olaraq mutasiyaların kəmiyyət paylanması

zərər / faydalılıq; bir dişi tərəfindən istehsal olunan nəslin sayı; seçim səmərəliliyi (sayıdan asılılıq dərəcəsi

nəsillərin təsadüfi deyil, genetik faktorlardan ayrılması) və s.. Bu parametrlərdən bəziləri çox çətindir.

təkcə təbii deyil, həm də laboratoriya populyasiyalarında ölçülür.
Buna görə də, bu cür bütün fərziyyələr nəzəri əsaslandırmalara və riyazi modellərə çox ehtiyac duyur.

(bütün bunlar artıq bolluqdadır), nə qədər birbaşa eksperimental yoxlamada. Ancaq bu cür təcrübələr hələ də davam edir

o qədər də çox iş görülməmişdir (Colegrave, 2002. Seks təkamül sürət həddini buraxır // Təbiət. V. 420. S. 664-

666; Goddard et al., 2005. Seks eksperimental maya populyasiyalarında təbii ionun effektivliyini artırır //

Təbiət. V. 434. S. 636-640). Oreqon Universitetinin bioloqları dəyirmi qurd üzərində yeni araşdırma aparıblar

Caenorhabditis elegans, təmin edən hər iki hesab edilən mexanizmin effektivliyini aydın şəkildə təsvir etdi

"ikiqat qiymətinə" baxmayaraq, kişilərdən imtina etməyən populyasiyalar üçün üstünlük.
Kişilərin rolunu öyrənmək üçün unikal obyekt
Caenorhabditis elegans qurdları yuxarıdakı fərziyyələrin eksperimental sınağı üçün məqsədyönlü şəkildə yaradılmışdır. Bunlar

dişi qurdlar yoxdur. Populyasiyalar kişilərdən və hermafroditlərdən ibarətdir, sonuncular sayca üstünlük təşkil edir. At

hermafroditlərdə iki X xromosomu var, kişilərdə isə yalnız bir (X0 cinsi təyinetmə sistemi, Drosophila kimi). Hermafroditlər

sperma və yumurta istehsal edir və öz-özünə mayalanma ilə köməksiz çoxala bilir. kişilər

yalnız spermatozoid istehsal edir və hermafroditləri dölləyə bilir. Dünyaya özünü gübrələmə nəticəsində

yalnız hermafroditlər görünür. Çarpaz mayalanmada nəslin yarısı hermafroditlər,

yarısı kişidir. Tipik olaraq, C. elegans populyasiyalarında çarpaz mayalanma tezliyi bir neçə nəfərdən çox deyil

faiz. Bu tezliyi müəyyən etmək üçün qurdların intim həyatını müşahidə etmək lazım deyil - bilmək kifayətdir.

əhalidə kişilərin faizi.
Aydınlaşdırmaq lazımdır ki, özünü mayalanma aseksual (klonal) çoxalma ilə tam eyni deyil, lakin

aralarındakı fərqlər bir sıra özünü gübrələyən nəsillərdə tez yox olur. Özünü gübrələyən orqanizmlər

bir neçə nəsil ərzində bütün lokuslar üçün homozigot olur. Bundan sonra nəsillər fərqlənməyi dayandırır

valideynlər genetik olaraq, klonal çoxalmada olduğu kimi.
C. elegans-da çarpaz mayalanma tezliyinə təsir edən mutasiyalar məlumdur. Onlardan biri, xol-1, öldürücüdür

kişilər və əslində populyasiyada yalnız hermafroditlərin çoxalmasına səbəb olur

özünü gübrələmə. Digəri, duman-2, hermafroditləri sperma istehsal etmək qabiliyyətindən məhrum edir və onları əslində

dişilər. Bütün fərdlərin bu mutasiyanı daşıdığı bir populyasiya, məsələn, adi ikievli populyasiyaya çevrilir

demək olar ki, eyni genomlar, yalnız xol-1 və duman-2 mutasiyalarının olması ilə fərqlənir. Hər bir cütdə ilk cins, ilə

xol-1 mutasiyası, yalnız özünü gübrələmə yolu ilə çoxalır (məcburi selfing, OS). İkincisi, duman-2 mutasiyası ilə ola bilər

yalnız çarpaz mayalanma ilə çoxalır (məcburi outcrossing, OO). Hər bir cüt cins müşayiət olundu

üçüncü, eyni genetik "fon" ilə, lakin hər iki mutasiyadan məhrumdur (vəhşi tip, WT). Cinslərdə WT tezliyi

standart laboratoriya şəraitində çarpaz mayalanma 5%-dən çox deyil.
Bu üçlü cinslərlə iki seriyalı təcrübə aparılmışdır.
Birinci seriya, çarpaz mayalanmanın "genetik"dən qurtulmağa kömək etdiyi fərziyyəsini sınaqdan keçirdi

yük”. Təcrübə 50 nəsil davam etdi (təbii ki, qurdlar, təcrübəçilər deyil). Hər biri

qurdların bir nəsli kimyəvi mutagen etil metansülfonata məruz qaldı. Bu artıma səbəb oldu

mutasiya tezliyi təxminən dörd dəfədir. Gənc heyvanlar bir divarla yarıya bölünmüş bir Petri qabına qoyuldu

vermikulit və qurdlar kubokun bir yarısında əkilmiş, digərində isə onların qidası - E. coli bakteriyası idi.

yarım. Transplantasiya edilmiş qurdlar, təsadüfən yapışmış bakteriyaları təmizləmək üçün antibiotiklə müalicə olundu. IN

Nəticədə, qurdlar yaşamaq və nəsil buraxmaq şansı əldə etmək mənasını verən yeməyə çatmaq məcburiyyətində qaldılar.

maneəni dəf etmək. Beləliklə, eksperimentlər həyata keçirən "təmizləmə" seçiminin effektivliyini artırdılar

zərərli mutasiyalar. Normal laboratoriya şəraitində qurdlar qida ilə əhatə olunduğu üçün seleksiyanın effektivliyi çox aşağıdır.

hər tərəfdən. Belə bir vəziyyətdə zərərli mutasiyalarla yüklənmiş çox zəif olanlar belə sağ qala və çoxala bilirlər.

heyvanlar. Yeni eksperimental qurğuda bu bərabərləşdirməyə son qoyuldu. Divarın üstündən sürünmək üçün

əllinci nəsil. C. elegans qurdları uzun müddət dondurulmuş halda saxlanıla bilər. Bu, belə işləri çox asanlaşdırır

təcrübələr. Təcrübə davam edərkən, 1-ci nəsil qurd nümunəsi dondurucuda sakitcə yatdı.

Fitness aşağıdakı kimi ölçüldü. Qurdlar genomda nəzarət qurdları ilə bərabər nisbətdə qarışdırıldı

parlaq zülal geni daxil edilmiş və eksperimental bir quruluşa əkilmişdir. Heyvanlara vaxt verildi

maneəni aşmaq və çoxalmaq və sonra nəsildə işıqsız fərdlərin faizi müəyyən edilmişdir. Əgər bu faiz

birinci ilə müqayisədə əllinci nəsildə artdı, yəni təcrübə zamanı fitness artdı,

azaldılsa, degenerasiya baş verdi.
Təcrübənin nəticələri şəkildə göstərilmişdir. Onlar birmənalı şəkildə çarpaz mayalanma olduğunu göstərir

genetik yüklə mübarizə aparan güclü vasitədir. Çarpaz gübrələmə tezliyi nə qədər yüksək olsa, bir o qədər yaxşıdır

yekun nəticə (şəkildəki bütün xətlər soldan sağa doğru artır). Süni şəkildə artan mutasiya dərəcəsi

OO - "məcburi melezlər" istisna olmaqla, bütün qurd cinslərinin degenerasiyasına (yaradıcılığın azalması) səbəb oldu.
Hətta mutagenez süni surətdə sürətləndirilməmiş cinslər üçün çarpaz mayalanmanın yüksək tezliyi

üstünlük verdi. Normal laboratoriya şəraitində bu üstünlük görünmür, çünki qurdlara ehtiyac yoxdur

yeməyə çatmaq üçün divarların üstündən keçin.
Maraqlıdır ki, iki nəzarət növündən birində OS ("məcburi öz-özünə gübrələr"), hətta sürəti artırmadan

mutasiyalar, çarpaz mayalanmanın rədd edilməsi degenerasiyaya səbəb oldu (yuxarı əyri cütündəki sol kvadrat

rəqəm sıfırdan aşağıdır).
Şəkil onu da göstərir ki, “vəhşi” cinslərin əksəriyyətində (WT) çarpaz mayalanma tezliyi

təcrübə ilkin 5%-dən nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksək olduğu ortaya çıxdı. Bu, bəlkə də ən vacib nəticədir. Bu o deməkdir ki, çətin vəziyyətdədir

şərtlər (həm baryeri aşmaq ehtiyacı, həm də mutagenezin sürətinin artması deməkdir) təbii

seleksiya çarpaz mayalanma yolu ilə çoxalmış fərdlərə açıq üstünlük verir. Belə şəxslərin nəsli

daha canlı olduğu ortaya çıxır və buna görə də təcrübə zamanı keçid meyli üçün seçim var

mayalanma.
Beləliklə, ilk təcrübə çarpaz mayalanmanın kömək etdiyi fərziyyəsini inandırıcı şəkildə təsdiqlədi

populyasiyalar zərərli mutasiyalardan xilas olmaq üçün.
Eksperimentlərin ikinci seriyasında, çarpaz mayalanmanın yeni uyğunlaşmaların inkişafına kömək edib-etməməsi yoxlanıldı.

faydalı mutasiyaların toplanması ilə. Bu dəfə qurdlar yeməyə çatmaq üçün zonanı keçməli oldu,

patogen Serratia bakteriyası yaşayır. C. elegansın həzm sisteminə daxil olan bu bakteriyalar səbəb olur

qurd ölümlə nəticələnə bilən təhlükəli bir xəstəlikdir. Bu vəziyyətdə sağ qalmaq üçün qurdlar ya məcbur idi

zərərli bakteriyaları qəbul etməməyi öyrənin və ya onlara qarşı müqavimət inkişaf etdirin. Mövzular hansı variantı seçdi?

qurd populyasiyaları məlum deyil, lakin 40 nəsildən çox OO cinsləri yeni şəraitə mükəmməl uyğunlaşdılar, WT cinsləri

bir qədər daha pis uyğunlaşdı və OS cinsləri heç uyğunlaşmadı (zərərli bakteriyaların olduğu mühitdə sağ qalmaları).

ilkin aşağı səviyyədə qaldı). Yenə də təcrübə zamanı cinslərdə seleksiyanın təsiri altında WT kəskin şəkildə artıb.

çarpaz mayalanma tezliyi.
Beləliklə, çarpaz mayalanma populyasiyanın dəyişməyə uyğunlaşmasına kömək edir

şərtlər, bu halda - patogen mikrobun görünüşünə. Fakt budur ki, WT-də təcrübə zamanı

çarpaz mayalanma tezliyi artdı, yəni kişilərlə cütləşmə (əks olaraq

öz-özünə gübrələmə) hermafroditlərə dərhal uyğunlaşma üstünlüyü verir

kişi istehsal etmək üçün ödəməli olduqları "ikiqat qiymət".
Qeyd etmək lazımdır ki, çarpaz mayalanma təkcə ikiotaqlı orqanizmlərdə baş vermir. Misal üçün,

bir çox onurğasızlar hermafroditlərdir, özlərini deyil, bir-birlərini gübrələyirlər - çarpaz gübrələmə. At

biseksual ("hermafrodit") fərdlərin bitkilərin çarpaz tozlanması da, yumşaq desək, qeyri-adi deyil. Hər iki fərziyyə

Bu işdə sınaqdan keçirilən bu cür hermafroditlər üçün olduqca uyğundur. Yəni bu əsər bunu sübut etmədi

"Çarmıx hermafroditizm" ikievlilikdən bir qədər aşağıdır. Ancaq bu iki seçimdən birincisi üçün sizə ehtiyac yoxdur

bədnam "ikiqat qiymət" ödəyin. Ona görə də problem hələ də qalmaqdadır.
Aparılan təcrübələr çarpaz mayalanma ilə müqayisədə öz-özünə mayalanmanın çatışmazlıqlarını üzə çıxarıb, lakin izah etməyiblər.

niyə bir çox orqanizmlər ikievliliyi “çarpaz hermafroditizmə” üstünlük verdilər. Bu tapmacanı həll etməyin açarı

çox güman ki, cinsi seçimdir. İkiözlülük qadınlara tərəfdaşlarını diqqətlə seçməyə imkan verir,

və bu, zərərlilərin rədd edilməsinin və faydalının yığılmasının səmərəliliyini artırmaq üçün əlavə bir yol ola bilər

mutasiyalar. Ola bilsin ki, bu fərziyyə nə vaxtsa eksperimental təsdiqini alsın.

Oxşar məqalələr