Эволюция полового размножения

Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что интегрированная в хромосому конъюгативная плазмида (например, F-фак-тор Е.соН) не теряет способности инициировать конъюгацию клеток и перенос ДНК из донора в реципиент. При этом ДНК плазмиды, составляющая одно целое с хромосомной ДНК, затаскивает в реципиент хромосому бактерии-донора. Между ДНК донора и реципиента может происходить общая рекомбинация, что приводит к обмену гомологичными генами между клетками бактериальной популяции. Этот процесс — бактериальный аналог полового размножения. Наличие механизма обмена генами очень важно для эволюции бактерий, поскольку, как и в случае патового размножения эукариот, нарушает абсолютную сцепленность генов одной хромосомы и позволяет естественному отбору находить благоприятные комбинации уже присутствующих в популяции бактерий аллельных вариантов генов. [c.128]

Однако здесь не место для детального обсуждения преимуществ полового процесса. Вместо этого мы хотим сосредоточить внимание на несколько ином вопросе допустим, какой-то вид размножается половым путем-каковы будут последствия этого для его дальнейшей длительной эволюции Почему почти все наиболее сложные организмы в своем историческом развитии отдавали предпочтение половому размножению, а не бесполому [c.9]

Хотя, как известно, эволюция может происходить и в отсутствие полового процесса, это нельзя считать нормой. Половой процесс представляет собой механизм, объединяющий генетический материал отдельных особей и создающий новые, ранее неизвестные сочетания родительских генов. В результате создается огромный запас изменчивости, а это, по-видимому, дает такие большие преимущества, что половой процесс стал преобладающим способом размножения у всех растений и животных. Половое размножение, очевидно, возникло на очень ранней стадии эволюции организмов. [c.22]

Теория полового отбора, предложенная Дарвином, не получила всеобщего признания. По мнению некоторых авторов, нахождение брачных партнеров — это просто еще один аспект естественного отбора. Если, например, какой-нибудь стерильный самец добьется особенно больших успехов в отстранении других самцов и в спаривании со всеми самками, он тем не менее не будет иметь потомков и его гены не будут воспроизводиться. Успеха в размножении может добиться также самец, имеющий яркую окраску (у птиц или у насекомых), однако его потомки вследствие своей заметности будут, вероятно, в большей мере уничтожаться хищниками, так что через одно поколение в популяции может оказаться меньше, а не больше ярко окрашенных особей. Очевидно, половой отбор действует на одну из составных частей общей приспособленности, и эволюция полового диморфизма не Может продолжаться, если он оказывается гибельным для особи. Остается, однако, открытым вопрос о том, возможна ли эволюция признаков, которые создают преимущество только или главным образом для нахождения брачных партнеров. [c.271]

Можно представить себе, что в зависимости от условий существования наибольшая скорость эволюции может обеспечиваться иногда лишь весьма сложной стратегией сменой гаплоидных и диплоидных поколений, чередованием полового размножения с неполовым, например, партеногенетическим. [c.37]

Всегда ли эволюция вегетативного строения влечет за собой эволюцию формы полового размножения [c.72]

Генеративные мутации при половом размножении передаются следующим поколениям организмов. Доминантные мутации проявляются уже в первом поколении, а рецессивные — только во втором и последующих поколениях, при переходе их в гомозиготное состояние. Соматические мутации возникают в диплоидных клетках, поэтому проявляются только по доминантным генам или по рецессивным генам в гомозиготном состоянии. Они имеют больщое значение для эволюции организмов, у которых возможно вегетативное размножение. [c.206]

Отдельный организм кажется достаточно дискретным, пока он живет, но. Боже, как недолго это длится Каждый индивидуум уникален. Эволюция невозможна, если все, чем вы располагаете — выбор между организмами, каждый из которых имеется лишь в одном экземпляре Половое размножение — это не репликация. Точно так же, как данная популяция загрязнена другими популяциями, так и потомство данного индивидуума загрязнено потомством его полового партнера. В ваших детях от вас лишь половина, в ваших внуках — лишь четверть. По прошествии нескольких поколений вы можете надеяться только на то, что каждый из ваших многочисленных потомков будет нести в себе маленькую частичку, полученную от вас, всего несколько генов, даже в том случае, если некоторые среди этих потомков будут носить вашу фамилию. [c.34]

Эти рассуждения угрожающе приближаются к порочному кругу, поскольку существование полового размножения — непременное предварительное условие для целой цепи рассуждений, которые ведут к тому, чтобы считать ген единицей отбора. Я полагаю, что этого порочного круга можно избежать, но настоящая книга — не место для дальнейшего обсуждения данного вопроса. Половое размножение существует. Уж это точно. Именно благодаря существованию полового размножения и кроссинговера мелкая генетическая единица, или ген, может рассматриваться в качестве наиболее вероятного кандидата на роль фундаментального независимого фактора эволюции. [c.41]

Только на третьей стадии эволюции вида — на стадии филе-тического изменения, протекающего более или менее независимо от эволюции сестринских видов, — происходит основная дивергенция. Скорость этой дивергенции сильно варьирует по отношению к морфологическим изменениям, по крайней мере на ранних стадиях, так что заметные различия между видами-близнецами могут затрагивать от 10 до 50% генома однако даже в последнем случае дивергенция носит преимущественно количественный характер. Лишь в редких случаях виды различаются по аллелям, которые не полиморфны у их близких родичей, так что при дивергенции видов на ранних стадиях филетической эволюции используется но большей части уже имеющийся набор генетических вариантов, и процесс не ограничен частотой появления эволюционных новшеств в результате мутационного процесса. Это последнее положение — возможность значительного эволюционного изменения (включая видообразование и дивергенцию полных новых видов), не ограниченного частотой появления новых генов, — основное следствие (для процесса видообразования) бесконечного ряда генотипической изменчивости, существующей в популяциях организмов с половым размножением. [c.193]

Однако, каким бы ни был исход дискуссии, не вызывает сомнений, что эволюция полового размножения оказала глубокое и далекоидущее воздействие на сами эволюционные процессы. Некоторые из наиболее важных эффектов приведены ниже. [c.81]

Рис. 15-5. Из этой схемы видно, каким образом нри половом размножении диплоидные организмы сохраняют диплоидность в ходе эволюции. Для простоты рассматриваются только летальные рецессивные мутации. Аналогичным образом обстоит дело и с вредными рецессивными мутациями.

Этот вопрос подробно рассматривается в монографии Мэйнарда Смита Эволюция полового размножения>, М., Мир>, 1981. —ред. [c.22]

Мэйнард Смит Дж. Эволюция полового размножения. - М. Мир, 1981. [c.169]

Половой отбор начинается с разделения труда между гаметами и между их носителями, возникшего на ранних этапах эволюции полового размножения. Специализация яиц и в ко-печном счете особей женского пола была направлена на обесие-чение питания и защиты зародыша, а сперматозоиды и в конеч- ом счете особи мужского пола —на нахождение яиц н их оплодотворение. Это разделение функций привело в самом начале к численному преобладанию сперматозоидов над яйцами, к большей подвижности сперматозоидов или самцов по сраннению с яйцеклетками или самками и к развитию у самцов более силь> ного полового влечения, чем у самок. Все это заложило основы для возникновения селективных различий между самцами. [c.145]

Аппарат полового размножения сложш, и средства, затрачиваемые на него, очень велики. Какие же преимущества он дает, и почему он выработался в процессе эволюции При половом размножении родительские особи производят потомков, которые будут отличаться от них самих непредсказуемым образом, причем среди новых случайных сочетаний генов по меньшей мере [c.8]

Многие белки многоклеточного животного могут быть сгруппированы в семейства-коллагены, глобины, актины, сериновые протеазы и т.п. Белки одного семейства близки как по своей функции, так и по аминокислотной по-следовательноста Вряд ли можно сомневаться в том, что гены белков каждого такого семейства произошли от единственного предкового гена в результате процессов дупликации и дивергенции (разд. 3.3.6). Разные члены одного сачейства белков часто бывают характерны для различных тканей тела, где они выполняют аналогичные, но несколько различающиеся функции. Создание новых генов благодаря дивергенции и специализации имеющихся, генов играло, очевидно, решающую роль в эволюции сложных многоклеточных организмов. Однако мы увидим, что в деталях последовательность событий у диплоидных и гаплоидных видов существенно различна. Диплоидные организмы обладают важным преимуществом у них имеется добавочная копия каждого гена, и эта копия может мутировать и служшъ исходным материалом для создания чего-то нового. Гаплоидные виды не могут так же легко вступать на путь, ведущий к увеличению и усложнению генома. Чтобы механизм этих процессов стал ясен, нам нужно будет несколько подробнее рассмотреть связь между половым размножением и диплоидией. [c.11]

За последнее десятилетие генетика претерпела быструю эволюцию. Составной частью методов генетики микроорганизмов стали значительно усовершенствованные методы биохимии и биофизики. Генетические исследования физической природы генов были ускорены появлением работы Уотсона и Крика о репликации первичной генетической информации. В свете этих достижений термин ген в настоящее время редко используется без расшифровки. В микробиологической генетике ему, по сути дела, нет адекватного значения. Для обозначения соответствующего понятия у микроорганизмов появились новые термины с более точным значением, например рекон (Бензер [1]). Представление о половом размножении как единственном методе генетической рекомбинации претерпело изменение и включило альтернативные механизмы, например трансформацию, конъюгацию у бактерий, парасексуализм в грибах и др. (Понтекорво [2]). Разрабатываются методы изучения последовательности пар оснований в нуклеиновых кислотах и механизма кодирования, управляющего последовательностью аминокислот в белках приближается решение и многих других фундаментальных проблем генетики. [c.140]

Факт безусловного преобладания на Земле семенных растений говорит о том, что семя служит чрезвычайно эффективным приспособлением для сохранения и распространения видов. Эта эффективность обусловлепа, во-первых, способностью семян переносить в состояпии покоя неблагоприятные условия (например, зимние холода, засуху и т. д.), во-вторых, их физическими свойствами, позволяющими им распространяться с помощью ветра, воды и различных животных, и, наконец, тем фактом, что каждое семя представляет собой продукт полового размножения со всеми вытекающими отсюда последствиями в отношении возможности генетической изменчивости и рекомбинации. Совместное действие этих факторов определило эволюционный взлет, благодаря которому семенные растения заняли господствующее положение в частности, это относится к травянистым покрытосеменным растениям. Распространение семян в весьма различных условиях внешней среды и короткий жизненный цикл, характерный для травянистых растений, способствовали отбору вариантов, приспособленных к специальным условиям. Возможно, что такой быстрой эволюции цветковых растений содействовало одновременное развитие видов насекомых, принимающих участие в опылении, которое представляет собой одну из стадий полового размножения покрытосеменных. [c.465]

Хоке [И] подчеркивает, что эволюцию клубнеобразующих видов Solanum нельзя понять, не приняв во внимание два свойственных нм способа размножения - вегетативное и половое. Хотя наш культурный картофель размножается вегетативно, половой способ размножения широко распространен среди диких видов. Даже у южноамериканских культурных диплоидных видов половое размножение играет, вероятно, более важную роль, чем признавалось до сих пор. [c.145]

При половом размножении происходит слияние двух гамет с образованием зиготы, из которой развивается новый организм. Половое размножение ведет к генетической изменчивости. Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет сырье для естественного отбора, а следовательно, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к данной среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому с течением времени виды способны изменяться, т. е. возможен процесс видообразования (разд. 27.7). Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей — процесса, назьшаемого генетической рекомбинацией, и составляюшего важную особенность полового размножения. В примитивной форме генетическая рекомбинация встречается уже у некоторых бактерий (разд. 2.3.3). [c.41]

Итак, половое размножение идет рука об руку с динлоидностью, которая в свою очередь обеспечивает особо благоприятные условия для создания более крупного, более сложного и более гибкого генома. Конечно, эволюция может протекать по-разному, и указанный нами путь дупликаций и дивергенции генов, безусловно, далеко не единственный. Тем не менее, половое размножение, по-видимому, оказало огромное влияние на истоки и способы распространения в популяции генетических изменений, сделав возможным ноявление столь сложных организмов, как мы сами. [c.13]

Изменчивость вносится в популяцию в результате мутационного процесса (или иммиграции). С возникновением изменчивости общий набор генотипов может значительно увеличиться в результате рекомбинации (некоторые авторы считают это главным преимуществом полового размножения по сравнению с бесполым см. разд. 3.7), но эта генетическая изменчивость полностью ограничена изменчивостью аллелей, которые могут участвовать в рекомбинации. Дарвин считал, что естественный отбор ограничивает эту изменчивость до уровня адаптивного подмножества, а основная теорема Фишера также подразумевает эволюцию, ведущую от большей изменчивости к меньшей. Исходя из этого, следует ожидать, что популяции эволюционируют в направлении гомозиготного дикого типа и мало отклоняются от этого адаптивного оптимума. Между тем в природных популяциях существует значительная изменчивость, т. е. генетический полиморфизм, и экогенетики потратили немало времени и усилий, чтобы собрать соответствующие фактические данные. [c.71]

Эволюция генетических систем. Существование полового размножения имеет важные последствия для генетических механизмов. Самое главное из них состоит в том, что гены (или группы сцепленных генов) представляют собой более важные единицы отбора, чем целые геномы, так как последние — недолговечные единицы, разбивающиеся на части при мейозе и смешивающиеся при сингамии. Вызывающие это механизмы и такие связанные с ними явления, как диплоидность и доминирование, сами служат объектами отбора, и поэтому для них на- [c.81]

Это вопрос, на который эволюционисту ответить крайне трудно. Серьезные попытки разобраться в этой проблеме по большей части сопряжены со сложнейшими математическими рассуждениями. Я собираюсь честно избежать их, ограничившись лишь одним заявлением трудности, с которыми сталкиваются теоретики, пытаясь объяснить эволюцию пола, по крайней мере отчасти связаны с тем, что по их представлениям индивидуум старается максимизировать число своих выживающих генов. В свете таких представлений половое размножение воспринимается как нечто парадоксальное, поскольку это неэффективный для индивидуума способ размножать свои гены каждый ребенок получает при этом только 50% генов данной самки, а остальные 50%> поставляет ее половой партнер. Если бы только самка подобно тле отпочковывала детенышей, которые были бы ее точными копиями, то она передавала бы следующему поколению в теле каждого детеныша все 100%) своих генов. Этот кажущийся парадокс заставил некоторых теоретиков примкнуть к сторонникам теории группового отбора, поскольку на [c.40]

Некоторые люди возражают против такого крайне геноцентрического , по их представлениям, взгляда на эволюцию. В конечном счете, заявляют они, на самом деле живут или умирают целостные индивидуумы со всеми своими генами. Надеюсь, в этой главе я достаточно подробно разъяснил, что здесь на самом деле нет никаких разногласий. Точно так же, как гонку выигрывают или проигрывают целые лодки, выживают или умирают действительно индивидуумы, и непосредственное проявление естественного отбора почти всегда наблюдается на уровне индивидуумов. Однако долговременные последствия неслучайных смерти и успеха размножения индивидуумов выражаются в форме изменяющихся частот генов в генофонде. С некоторыми оговорками, генофонд играет для современных репликаторов ту самую роль, которую первичный бульон играл для первых репликаторов. Половое размножение и кроссинговер как бы обеспечивают сохранение современного эквивалента этого бульона в жидком состоянии. Благодаря половому процессу и кроссинговеру генофонд все время хорошо перемешивается, а гены частично перетасовываются. Эволюция — процесс, с помощью которого число одних генов в генофонде возрастает, а число других уменьшается. Было бы хорошо, если бы мы при попытке объяснить эволюцию какого-нибудь признака, например альтруистичного поведения, всякий раз просто спрашивали самих себя А какое действие окажет этот признак на частоты генов в генофонде Иногда язык генов становится несколько нудным, и мы для краткости и живости будем прибегать к метафорам. Но мы всегда будем придирчиво оценивать наши метафоры, чтобы в случае необходимости можно было вновь вернуться к генному языку. [c.42]

По мнению В. В. Скрипчинского (1977, 1985), эволюция способов размножения у растений происходила следующим образом. На первом этапе из форм, размножающихся простым делением клеток, возникли спорообразующие, а позже — способные к половому размножению организмы. В результате объединения бесполого и полового типов размножения появились виды с чередованием поколений. У наиболее высокоорганизованных водорослей одно поколение стало доминирующим, наиболее приспособленным к условиям существования. У наземных растений эта тенденция выражена еще более четко у мхов спорофит вообще не способен к самостоятельному существованию и живет за счет гаметофита. У остальных выс- [c.370]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология