性女性确实至少付出两倍的性成本,因此完全克隆的群体应该比性生殖更快地繁殖

2020-03-22 作者:科技资讯   |   浏览(200)

图片 1

图片 2

图片 3

为什么性在植物和动物中如此受欢迎,为什么不是无性繁殖,或克隆,更常见的繁殖策略?

当克隆自己的生物使用更少的时间和精力,并且不需要配偶来生产后代时,为什么会存在性?斯特林大学的研究人员旨在回答这个古老的问题,他们发现性行为可以帮助下一代抵抗感染。

根据对瑞典林雪平大学进行的果蝇研究,男性和女性的老龄化受到他们选择投入可用能源的影响。发表在美国自然主义者杂志上的研究结果支持这样一种观点,即两性之间的策略差异最大化后代数量会导致男性和女性之间的衰老差异。

研究人员最近测试了约翰梅纳德史密斯(John Maynard Smith)在20世纪70年代开发的一种理论,认为性别是一种比无性繁殖更昂贵的繁殖策略。在数学上,他表明无性女性比性女性更多的孙子孙女。对于有性的女性,大约一半的后代必须是儿子,而那些儿子不能亲身生孙子孙女。无性雌性不会生育儿子,因此它们生育的女儿数量是性雌性的两倍。梅纳德史密斯称这种性成本是男性成本的两倍。因此,无性系谱应该在每一代的频率上增加,并且胜过性别谱系,使它们灭绝。

克隆自己的人群完全是女性,不需要性别来繁殖。由于性别需要雄性,而雄性本身不会产生后代,因此完全克隆的群体应该比性生殖更快地繁殖。

在动物领域,老年人和女性之间的衰老和生命长度的差异是常见的。男性的寿命通常比女性短。林雪平大学的一个研究小组正试图找出原因。一种可能性是衰老中的性别差异导致动物在生命中产生的后代数量最多。

在这项最新研究中,研究人员研究了具有两种雌性的蜗牛Potamopyrgus antipodarum:一种是无性的,另一种是性的,产生儿子和女儿。在新西兰的湖泊和溪流中,无性雌性与性雌性共存。当他们从无性和性雌性共存的湖泊中收集蜗牛并允许它们在大型户外水池中繁殖时,他们发现无性雌性从父母到后代的频率增加,这种增加与性生活成本的两倍相一致。

然而,虽然一些动物和植物物种可以在没有性别的情况下繁殖,例如科莫多巨蜥,海星和香蕉,但性仍然是自然界中主要的繁殖方式。

这个想法是每个人都有一定数量的资源可以用于不同的活动。个人可以投入更多的精力来增加在这里和现在拥有尽可能多的后代的可能性,或者投入更多的精力来维持身体状况良好,寿命更长,并且继续生育后代。我们想测试一下这样的理论,即性别对他们使用资源的方式给予不同的优先级,这有助于老龄化的性别差异,Martin Brengdahl说,物理,化学和生物学系的博士生和描述该研究的文章的主要作者。

我们的研究结果意味着梅纳德史密斯的理论确实适用于这种复杂的自然系统,性女性确实至少付出两倍的性成本,Evolution Letters研究的第一作者Amanda Gibson博士说。这项研究提供了对性成本的第一次直接估计,结果证实了梅纳德史密斯在进化生物学中的基础理论。我们对两倍性别成本的实验证实也证明了继续寻找有利于性的选择性力量,因为P. antipodarum的性别确实很高。

科学家们知道,性别允许基因混合,使人们能够快速进化并适应不断变化的环境,包括快速进化的寄生虫。

两性用于成功繁殖的策略不同。在许多物种中,雄性生育许多后代的可能性取决于它们与其他雄性竞争可用雌性的程度。这可能是赢得物理战斗,或使用鲜艳的颜色或有吸引力的声音以各种方式吸引女性的情况。这种进化机制决定了男性对女性的接触,并以这种方式将他的基因传递给下一代的可能性被称为性选择。

然而,对于将性别克服作为复制策略的性别而言,必须有大规模的益处才能对下一代产生影响。该理论难以测试,因为大多数生物是完全有性的或克隆的,因此无法轻易比较。

研究人员使用果蝇(Drosophila melanogaster)研究性选择是否与衰老的性别差异有关。他们想确定这两种性别在身体状况较差时是否会受到不同的影响,换句话说,当他们获得营养和能量较差时。特别是,它们对果蝇的繁殖能力感兴趣,以及这种能力在苍蝇衰老时如何变化,这一过程称为繁殖衰老。

斯特灵大学的一组专家采用创新方法测试性行为的成本和收益。研究人员发现,使用能够同时繁殖两种生物的生物体,性生殖的后代对其传染病的抵抗力是其克隆姐妹的两倍多。

苍蝇被允许做他们的专家:吃和交配。然而,研究人员操纵了一些苍蝇的遗传物质,因此它们的基因中有许多小的有害突变。这些突变在整个生命过程中都会产生负面影响,这意味着具有此类突变的个体将食物转化为有用能量的效率稍低。因此,尽管所有的果蝇都可以获得相同的食物并且可以吃相同的量,但是被操纵的苍蝇的身体状况较差。

自然科学系的斯图尔特奥尔德博士说:进化生物学中最古老的问题之一是,为什么当它耗费了大量的时间和精力时,性就存在了?

为了与可用的雌性交配,老年男性被迫与年轻男性竞争。事实证明,正如预期的那样,身体状况良好的男性比那些处境较差的男性更好,而不管他们的年龄多大。然而,雄性的生殖衰老以相同的速率下降,而与它们的身体状况是好还是差无关。

性别解释了孔雀的尾巴,雄鹿的鹿角和雄性天堂鸟精心制作的舞蹈的存在。但如果这些物种中的任何一个的雌性自己产生后代,没有性别,她的后代应该占主导地位,而另一个女性看着多余的男性在战斗和跳舞。那么,为什么我们不被克隆生物包围?

女性的情况有所不同。在生命早期,良好状态的雌性产生的后代数量,可以更好地利用现有资源的后代数量,以及处于较差状态的变异雌性产生的数量之间没有差异。然而,这两个群体以不同的速度老化。随着女性年龄的增长,身体状况良好的人比不幸的姐妹拥有更多的后代。结果与获取资源的想法是一致的,例如来自食物的能量限制了女性可以拥有的后代数量。

通过比较来自同一母亲的克隆女性和性女儿,我们发现性生殖的后代比克隆产生的后代患病更少。一直存在的逃避疾病的需要可以解释为什么性生活在自然界中仍然存在,尽管有成本。

结果显示,性别选择导致了性别在生殖衰老方面的差异。这可能是因为女性状况良好,能够很好地获取营养,投入额外的资源来维持自己的身体,这样她们就可以继续繁殖。相比之下,男性似乎投入大量资源,不论其状况如何,都试图确保他们在这里和现在成功交配,Martin Brengdahl说。

从野外采集水f及其寄生虫。从野生水域收获有性和克隆产生的雌性,并且在受控的实验室条件下将这些后代暴露于寄生虫。

研究人员认为,该结果对果蝇以外的物种有效,而在资源有限的情况下,物种之间可能存在老化受影响的方式。

该研究得到了瑞典研究委员会,隆德皇家地理学会和Helge Axe:儿子约翰逊基金会的资助。

本文由ds足球即时比分发布于科技资讯,转载请注明出处:性女性确实至少付出两倍的性成本,因此完全克隆的群体应该比性生殖更快地繁殖

关键词: