Warum findet bei männlichen Drosophila keine Rekombination statt?

Das ist eine ehrwürdige Tatsache. Ausnahmen wurden beim D. melanogaster -Stamm Y-007 beobachtet, und D. ananassae weist konsistente männliche Kreuzungen auf, aber diese Arbeit stammt aus den 1970er Jahren.

Diese Abhandlung von Current Biology 2002 ist nicht gerade neu, wirft aber ein wenig Licht auf das fragliche Thema.

Bei männlichen Drosophila melanogaster tritt Meiose in Abwesenheit einer Rekombination oder eines erkennbaren synaptonemalen Komplexes (SC) auf.

Die Autoren verwendeten eine GFP-lac-Fusion, um eine Reihe von Schnitten der männlichen Fliege in der Meiose mit integrierten lac-spezifischen Bindungsregionen zu beobachten. Sie sehen zum größten Teil, dass die GFP-gebundenen Segmente der DNA bei der Zellteilung nicht verbunden sind. Das heißt, homologe Chromosomen assoziieren physikalisch während der Meiose (über den SC) und bei männlichen Drosophila tun sie dies nicht.

Aus neueren Arbeiten geht hervor , dass die Details dieser Arbeit noch ausgearbeitet werden, aber mehrere Genregionen und Faktoren identifiziert wurden. Vermutete Faktoren, die dazu beitragen, die verschiedenen homologen Chromosomen auszurichten, werden untersucht. Weitere Informationen finden Sie in der PIs -Bibliothek .

Das ist nicht mein Hauptgebiet, aber so wie ich es verstehe, werden viele Aspekte der Meiose immer noch ausgearbeitet.

Auf die Frage, wie sich das entwickelt hat und warum ; es ist definitiv seltsam. Es sieht so aus, als gäbe es ein geschlechtsspezifisches Merkmal, bei dem sich der SC bei Männern nicht bildet. Es ist leicht, sich eine Mutation vorzustellen, die dazu führte, dass Männer nur die Rekombination verloren – der Prozess ist so komplex, dass es schwer vorstellbar ist, dass ein solches Merkmal nicht auftaucht.

Dennoch ist es überraschend zu glauben, dass das Merkmal bei Drosophila auf der ganzen Welt nicht nur überlebt hat, sondern dominant geworden ist. Um so vielen Drosophila- Arten gemeinsam zu sein, muss es vor mehr als 10 Millionen Jahren passiert sein. Erklärungen für die Vorteile der sexuellen Fortpflanzung beinhalten oft die Rekombination . Sogar das menschliche Y-Chromosom hat einen Selbstrekombinationsmechanismus , der Fehler in den codierenden Regionen reduziert. Daher ist es schwer zu glauben, dass dies kein großer Nachteil für die Fliegen ist. Wenn es jedoch so eine große Sache wäre, würden Sie sich vorstellen, dass Y-007 das Merkmal dominiert und wieder eingeführt hätte.

Die einzige Theorie, die mir einfällt, könnte „faule Männer“ heißen; dass die Männchen die Weibchen dazu gebracht haben, noch etwas für den Nachwuchs zu tun, und es übertrifft irgendwie das Sperma der rekombinierenden Männchen. Viele Spermien sind nicht beweglich ; Das ist eine Tatsache für Menschen, ich habe keine Ahnung, wie es für Fliegen ist, die sich rekombinieren. Werfen Sie auch einen Blick auf die Varianz in der Morphologie – Spermien sind manchmal wirklich wahnsinnig hässlich und ein großer Teil des Paarungsprozesses besteht darin, dabei zu helfen, die fehlerhaften auszusortieren. Könnte es sein, dass Männchen ohne Rekombination lebensfähige Spermien mit einer größeren Rate produzieren, was ihnen beim Spermienwettbewerb hilft , was sicher bei der Fliegenpaarung der Fall ist - Drosophila ist auch nicht monogam, würde ich vermuten? Wie auch immer, das ist keine recherchierte Idee, sondern nur eine Vermutung meinerseits.

Soweit ich weiß, gibt es keine eindeutigen Beweise für die Gründe dafür. Die vernünftigste Erklärung scheint zu sein, dass es sich als grober Mechanismus zur Verhinderung der Rekombination des männlichen Geschlechtschromosoms entwickelt hat.

Sie könnten sich dann fragen, warum sich ein Mechanismus, der speziell auf das Geschlechtschromosom (wie beim Menschen) abzielt, nicht entwickelt hat, wozu ich vorschlagen würde, dass die Evolution häufig mit "gut genug" Lösungen fortgesetzt wird, bei denen die Vorteile scheinbar besserer Lösungen gering sind oder nicht t inkrementelle Vorteile beinhalten und beachten Sie, dass es einige Hinweise darauf gibt, dass niedrigere Rekombinationsraten bei Drosophila von Vorteil sind ( Ref .).

Dieses Phänomen ist als Achiasmie bekannt, bei dem die Rekombination bei einem Geschlecht einer Art fehlt. Die Haldane-Huxley-Regel besagt, dass bei achiasmischen Arten das Geschlecht ohne Rekombination immer das heterogametische Geschlecht (XY oder ZW) ist. Dies ist im Grunde die einzige konsistente Regel in Bezug auf die Rekombination. Es scheint Ausnahmen zu jeder anderen Theorie und jedem beobachteten Muster zu geben. Die Haldane-Huxley-Regel unterstützt die Theorie, dass sich die Achiasmie entwickelt hat, um eine nicht-homologe Rekombination zwischen X und Y zu verhindern. Es gibt jedoch Arten (die meisten Säugetiere), bei denen X und Y eine Rekombination erfahren, die Rekombination jedoch auf einen kleinen Teil der genannten Chromosomen beschränkt ist die pseudo-autosomale Region.