Мужчины нужны эволюции из-за паразитов, - ученые

С момента появления эволюционной теории существование раздельнополости и полового размножения у живых организмов ставило биологов в тупик. С точки зрения эволюции, существование второго, мужского, пола бессмысленно: самцы сами не производят потомства; самооплодотворение выглядит при этом гораздо более выгодным и целесообразным процессом. Но в реальности все обстоит с точностью до наоборот: раздельнополость существует повсеместно, а самооплодотворяющиеся виды находятся на задворках эволюции, передает Компьюлента.

Для объяснения этого была выдвинута "гипотеза Черной королевы", названная в честь персонажа из Кэрролловской "Алисы в Зазеркалье". В книге Черная королева говорит, что "нужно бежать изо всех сил, чтобы остаться на том же месте"; в биологических терминах это означает, что организмы должны непрерывно изменяться, чтобы не вымереть в существующих условиях окружающей среды. Одно из следствий этой гипотезы состоит в том, что раздельнополость и перекрестное оплодотворение защищают нас от инфекций и паразитов.

Паразиты могут приспособиться к жизни в родительском поколении, но если они столкнутся с новым "генетическим узором" у потомков, их атака может быть не такой уж успешной; между тем генетическое разнообразие может быть обеспечено именно при раздельнополой схеме размножения. Если же организм оплодотворяет сам себя, то генетический состав потомков, грубо говоря, повторяет таковой у родителей (с поправкой на мутационный процесс), и паразиты, выучившиеся жить в организме предшественника, с легкостью оккупируют и его потомство.

Исследователи из Университета Индианы (США) смогли получить экспериментальное доказательство этой своеобразной гипотезы. Ученые работали с круглым червем (нематодой) Caenorhabditis elegans, известным модельным объектом, и патогенной бактерией Serratia marcescens. С этими видами были поставлены более 70 эволюционных экспериментов, чтобы выяснить, как червь и бактерия сосуществуют друг с другом. C. elegans обладает способностью как к раздельнополому размножению, так и к самооплодотворению, а потому ученые генно-инженерным способом выключали либо один, либо второй способ размножения у червя. Бактериям же либо позволялось жить и развиваться бок о бок с нематодой, либо бактерия и червь эволюционировали друг без друга, а потом в какой-то момент оказывались вместе.

Как пишут ученые в своей статье, опубликованной в журнале Science, если бактерия и червь развивались вместе, и при этом у червя был выключен раздельнополый способ размножения, то нематода в таких условиях быстро вымирала. Половое же размножение позволяло популяции червей выжить, поддерживая что-то вроде "вооруженного перемирия" между хозяином и паразитом: каждое следующее поколение было более устойчиво к патогену, что защищало популяцию от вымирания.

Если речь шла о червях, которые располагали обоими способами воспроизводства, то тогда все решало эволюционное состояние бактерии. В случае развития микроорганизма без контакта с червями, при встрече нематоды продолжали размножаться самооплодотворением — бактерия им не угрожала. Если же патоген "жил и работал" вместе с нематодами, то черви отдавали предпочтение перекрестному оплодотворению, поскольку бактерия за время совместной жизни приспосабливалась инфицировать нематод, и тем нужно было срочно придумать что-то новое.

Необходимо отметить, что не просто присутствие паразита само по себе подталкивает организмы к раздельнополости, а именно коэволюция паразита и хозяина. Таким образом, как шутят авторы работы, можно сказать, что самцы обязаны своим существованием многочисленным паразитам, от одноклеточных бактерий до ленточных червей.