Geum.ru

Вигена Артаваздовича Геодакяна, посвященные проблеме пола, появились в 1965 году в сборниках по проблемам кибернетики. Тогда же вышла статья

Вид материалаСтатья

Содержание


Эволюция определения пола
Эволюция механизмов определения пола у пчел.
Тип гаметности и пол
Подобный материал:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   44

Эволюция определения пола


Пол в процессе эволюции, возникнув сначала, как чисто репродуктивное (рекомбинационное) явление, постепенно приобретает эволюционные функции. Одновременно и определение пола закономерно переходит от генного (у гермафродитов) к хромосомному (у раздельнополых форм начиная, видимо, с рыб) и геномному (у пчел). Параллельно повышается уровень дифференциации и происходит “экспансия” полового диморфизма: у бесполых форм он отсутствует, у гермафродитов существует половой диморфизм только на уровне первичных половых признаков (гамет, гонад), у раздельнополых моногамов появляется организменный половой диморфизм (вторичных половых признаков), у раздельнополых полигамов—популяционный, включающий половой диморфизм по численности и дисперсии полов, а у пчел (возможно и других общественных насекомых)—появляется половой диморфизм генома (гапло-диплоидия).

Эволюция механизмов определения пола у пчел. У пчел описано сосуществование двух систем определения пола: гапло-диплоидной и множественных аллелей гена пола. Предполагается, что это обстоятельство отражает эволюционные преобразования, связанные с переходом от одиночного к семейному существованию (Шаскольский, 1971). Согласно автору, можно предположить существование трех этапов в определения пола у пчел:
  1. самый древний, широко распространенный у насекомых ХY или ХО механизм определения пола.
  2. пол определяется серией множественных аллелей гена пола. В этом случае самцов в семье рождается только 2–8%, так как их появление определяется гомозиготным состоянием аллелей гена пола. На этом этапе и самки и самцы диплоидны.

Замена первой системы на вторую связана с прекращением одиночного существования и образованием семьи, специализацией особей в ней (матка, рабочие пчелы и трутни), резким сокращением числа размножающихся самок и уменьшением потребности в самцах.
  1. гапло-диплоидная система определения пола. Появление этой системы связано, по-видимому, с дальнейшим развитием семьи, увеличением численности ее особей до нескольких тысяч, при этом потребность в трутнях ограничивается только сезонным размножением.

У пчел также появляется новая консервативно-оперативная дифференциация на касты, при которой существуют две экологические подсистемы. Трутни других (богатых) семей, приносящие генетическую информацию (от ближней среды), и рабочие пчелы—от медоносов (дальней). При этом, рабочие пчелы, будучи генетическими самками, выполняют функции второго экологического (мужского) пола, а способ размножения пчел выступает, как эволюционно более продвинутый.

У некоторых лососевых рыб вторая дифференциация произошла на базе мужского генома, но также для доставки экологической информации в женский из морской и речной сред (подробнее см. Гл. 12).

Тип гаметности и пол


В связи с полом конфликт по консервативной и оперативной тенденциям эволюции возникал на клеточном уровне по крайней мере дважды. Первый раз, когда существовала изогамия на уровне клеток, возникли конфликтные требования к их размерам. В оперативную тенденцию входила задача найти другую клетку. Для этого необходимы подвижность и малые размеры. В консервативную тенденцию входили задачи сохранения образовавшейся зиготы, обеспечения ее материальными и энергетическими ресурсами и защитными оболочками, что связано с большими размерами. При изогамии, гаметы среднего (с) размера выполняли обе функции посредственно. Так как существует определенный разброс размеров, то мелкие (м) гаметы лучше обеспечивают поиск, а крупные (к) —ресурсы. Тогда комбинация к–м становится выгоднее, чем с–с и отбор автоматически приводит к превращению изогамии в анизогамию. В результате разрешения этого конфликта появилось разделение гамет по размеру и подвижности на яйцеклетки и сперматозоиды (Parker et al., 1972).

Вторая дилемма возникла при дифференциации по типу гаметности. Необходимо было иметь возможность пробовать рецессивные гены прежде, чем дать им закрепиться. Это можно было делать у аутосом в гомозиготном состоянии, а у гоносом практически только в их гемизиготном состоянии в гетерогаметном наборе хромосом (XY). Это оперативная тенденция. Гетерозиготная комбинация генов в аутосомах и в гомогаметном наборе (XX), при которой ущербный рецессивный ген не проявляется, реализует консервативную тенденцию.


Табл. 5.2 Консервативные и оперативные подсистемы на разных
уровнях организации у млекопитающих и птиц (Геодакян, 1983 б).

Уровень
организации
Гетерогаметность

Мужская
Женская

Организменный








Клеточный
Спермии
Яйцеклетки
Спермии
Яйцеклетки

Хромосомный
XY
XX
XX
XY



Понятие пола связано с первой дифференциацией по размеру, то есть к мужскому полу мы относим особей, которые производят мелкие подвижные гаметы, а к женскому—тех, которые производят крупные. В процессе эволюции у большинства видов обе оперативные подсистемы (малые гаметы и гетерогаметная конституция XY) оказались у мужского пола, а обе консервативные подсистемы (крупные гаметы и гомогаметная конституция XX)—у женского. Это виды с гаметностью типа Drosophila (Табл. 5.2).

Однако в эволюции некоторых видов направления этих двух дифференциаций не совпали. У женского пола оказались консервативные яйцеклетки в сочетании с оперативной гетерогаметностью, а у мужского—сочетание оперативных сперматозоидов с консервативной гомогаметностью. Это виды с гаметностью типа Abraxas. Следовательно, с точки зрения изложенных представлений, система гаметности типа Drosophila последовательна, а система типа Abraxas—противоречива. Этим, возможно, объясняется тот факт, что видов типа Drosophila несравненно больше, чем типа Abraxas, если считать, что выбор типа происходил чисто случайно (независимо от пола).
но (независимо от пола).