Evolution der sexuellen Fortpflanzung von asexuell

Die sexuelle Fortpflanzung ist ein Prozess, bei dem zwei Zellen zu einer diploiden Zelle verschmelzen. Einzeller (oder sogar mehrzellige niedere Organismen wie Algen, Pilze und Protisten) vermehren sich unter günstigen Bedingungen bevorzugt asexuell. Aber wenn die Bedingungen ungünstig werden, entscheiden sie sich für die sexuelle Fortpflanzung. Dies deutet darauf hin, dass sich die sexuelle Fortpflanzung entwickelt hat, um die Überlebenschancen unter ungünstigen Bedingungen zu erhöhen.

Wie hilft also die sexuelle Fortpflanzung bei der Erhöhung der Überlebensrate? Durch Verschmelzung von Zellen, dh geschlechtliche Fortpflanzung, wird eine Zelle nun diploid und besitzt somit zwei Kopien ihres Genoms. Diese erhöhte Kopie des Genoms ist vorteilhaft bei der Reparatur von Brüchen oder Veränderungen im Genom, da die andere Kopie als Vorlage für die Reparatur (über homologe Rekombination) dient.

Um dies besser zu verstehen, nehmen wir ein Beispiel. Es gebe eine Population haploider Zellen. Diese Population war Bedingungen ausgesetzt, die das Genom schädigen würden, insbesondere DNA-Brüche verursachen würden. Es gab zwei Zellen "Fella A" und "Fella B". Sie wussten beide, dass ihr Genom beschädigt wurde, aber keiner von beiden war erfolgreich bei der Reparatur der DNA, da sie eine intakte DNA-Vorlage für die Reparatur benötigten. Plötzlich hatte „Fella B“ diese tolle Idee, mit „Fella A“ zu verschmelzen. Das würde funktionieren, argumentierte „Fella B“, da die Position des Schadens in der DNA in seinem Genom eine andere sei als bei „Fella A“. Die Verschmelzung von Zellen war der erste Schritt zur Evolution der sexuellen Fortpflanzung.

Später erkannte das biologische System die Bedeutung der Variation, die durch die sexuelle Fortpflanzung erzeugt wurde, und daher setzte sich diese Art der Fortpflanzung bei verschiedenen Abstammungslinien durch.

Sexuell oder asexuell ist kein binärer Zustand, sondern ein Spektrum. Viele Organismen tun beides und/oder eine Vielzahl von Dingen dazwischen. Eine der grundlegendsten ist das Austauschen von Plasmiden . Bakterielle Konjunktion in einzelligen Organismen. Sogar asexuelle Selektion hat mehrere Formen der Reproduktion, wie z. B. Knospung vs. Spaltung. Der Austausch von Genen kann aus mehreren Gründen sehr vorteilhaft sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf; Dies erschwert die Infektion für Parasiten erheblich oder gibt einem günstigen Gen eine bessere Veränderung, um sich auszubreiten, da sie nicht für immer in derselben genetischen Linie stecken bleiben.

Viele Organismen sind opportunistisch sexuell, nutzen die sexuelle Fortpflanzung, wenn sie können (wenn sie einen Partner finden können oder wenn Ressourcen reichlich vorhanden sind), und verwenden asexuelle Selektion, wenn dies nicht möglich ist. Dies impliziert, dass die sexuelle Selektion einen Vorteil hat, selbst wenn darüber diskutiert wird, aber es zeigt auch, dass es sich um eine Entweder-Oder-Frage handelt, dass die beiden Formen der Fortpflanzung recht gut koexistieren.

Warum sich die sexuelle Selektion entwickelt hat, ist ein heiß diskutiertes Thema, auf das es keine klare Antwort gibt. Es könnte so einfach sein wie ein Weg, um die Vorteile des Genaustauschs zu nutzen, ohne die Virusanfälligkeit, die Plasmide erzeugen. Es ist von Natur aus auch eine vage Frage, weil sich viele Organismen auf viele verschiedene Formen und Kombinationen von Fortpflanzungsformen einlassen UND weil sich viele davon scheinbar unabhängig voneinander entwickelt haben, ist die Frage schrecklich verworren.

Kurz gesagt, wir wissen, dass die sexuelle Fortpflanzung Vorteile hat, aber wir können nicht sagen, welche die entscheidenden Faktoren in ihrer frühen Entwicklung waren, teilweise weil es mehrere verschiedene Fälle ihrer Entwicklung gibt.

Nein, Sie haben das falsche Ende des Stocks ... asexuelle Fortpflanzung kam von sexueller Fortpflanzung, nicht umgekehrt! Asexuelle Fortpflanzung ist ein degenerierter Zustand, der Vorteile hat, aber eine evolutionäre Sackgasse darstellt, da die sexuelle Kombination notwendig ist, um nützliche Allele zu fördern und neue Gene aufzubauen. Siehe: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4231362/

Die Antwort „Sexuell vs. Asexuell ist kein binärer Zustand“ ist irreführend; ja, das ist wahr. Sexuelle Arten werden anfangen, mit asexuellen Formen zu experimentieren, wenn sie können, weil das Vorteile bringt. Die Fähigkeit, parthenogen zu sein, ist sehr nützlich, aber da es sich um eine Sackgasse handelt, sollte die Fähigkeit zur sexuellen Fortpflanzung nicht verloren gehen.

Obwohl es von Anfang an ziemlich schwierig war, Sex zu entwickeln, war er von Anfang an notwendig. Es entwickelte sich aus einfacheren Systemen zum Austauschen und Bauen von Genen, die von Anfang an benötigt wurden.