Cinsel üremenin nasıl ortaya çıktığı uzun zamandır bir gizem, ancak evrimsel bir model, gıda rezervlerini arttırmak için kaynaşan hücrelerle başlayabileceğini gösteriyor
Bir sürü çiftleşme jartiyer yılanı
Kuşlar yapar, birkaç arı bunu yapar – ama cinsel üreme ilk etapta nasıl gelişti? Evrimsel bir model, elverişli ortamlar sert döndüğünde iki hücrenin kaynaklarını bir araya getirmesinin bir yolu olarak başlayabileceğini düşündürmektedir.
“Fikir, zamanların zorlaştığı, başka bir hücreyle kaynaştığınızdır” diyor İngiltere, İngiltere Üniversitesi’nden George Constable. “O zaman hayatta kalma şansı daha yüksek olan bu büyük hücreye sahipsin.”
Cinsel üremenin evrimi uzun süredir devam eden bir gizemdir. Bakteriler gibi basit hücreler, DNA bitlerini çeşitli şekillerde değiştirir, ancak iki hücrenin birbirleriyle kaynaştığı ve tüm genomlarını karıştırdığı karmaşık hücrelerle aynı şekilde cinsel üremeye girmezler.
Cinsel üremenin, uzun vadede bir eş bulmak zorunda gibi aseksüel üreme ile karşılaştırıldığında bir dizi dezavantajı olsa da, genomlarını karıştırabilen türlerin büyük bir avantajı vardır: bazı yavrular sadece ebeveynlerden daha faydalı mutasyonlarla sonuçlanırken, diğerleri daha zararlı mutasyonlarla iner ve ortadan kaldırılır. Sonuç olarak, cinsel üremeden tamamen çok az organizma vazgeçmiştir.
Bununla birlikte, cinsel üremenin avantajları, ilk etapta nasıl geliştiğini açıklamıyor, diyor Constable. Yapışan bir nokta, cinsel üremenin hücre füzyonu gerektirmesidir, ancak hücreler neden genomlarını birleştirme yeteneğini geliştirmeden önce kaynaşırlar?
Biraz fikir edinmek için ekibi, cinsel üremeyi geliştiren ilk organizmalar olan tek hücreli karmaşık hücrelere baktı. Aslında, cinsel üremenin ilk karmaşık hücrelerin ortaya çıkmasından çok kısa bir süre sonra ve belki de aynı zamanda geliştiği açıktır.
Bu hücreler için cinsel üreme genellikle isteğe bağlıdır ve çevre artık uygun olmadığında gerçekleşir, diyor Constable. Hücreler daha sonra genellikle spor gibi hareketsiz bir aşama oluşturur.
Dahası, hayvanlarda cinsel üreme, çok daha büyük yumurtalarla kaynaşan minik sperm içerirken, tek hücreli organizmalarda benzer boyutlarda iki hücre içerir. Bu, hücrelerin füzyonunun daha büyük bir hücre yarattığı anlamına gelir.
Bu, evrimsel biyolog Thomas Cavalier-Smith’i füzyon tarafından oluşturulan bu daha büyük hücrelerin daha büyük gıda rezervleri nedeniyle zor zamanlarda hayatta kalma olasılığının daha yüksek olacağını öne sürdü. Constable, “Matematiksel model bunu destekliyor” diyor.
Ekibinin modelinde, iyi huylu bir ortamda gelişen küçük hücreler, daha büyük hücrelerin hayatta kalma avantajına sahip olduğu sert bir ortama geçer. Hücreler füzyonu geliştirebilir, ancak ilk başta çok iyi olmadıkları varsayılır. Modern hücreler, füzyon için çok fazla gelişmiş makineye sahiptir, ancak bu erken olmazdı.
Henüz hakemli olmayan çalışmaya göre, hücre füzyonunun evrimi, sigortalamaya çalışan hücrelerin yüzde 86’sına kadar olsa bile tercih edilmektedir. Constable, “Hücre füzyonu hala oldukça yüksek bir maliyetle bile gelişebilir” diyor.
Londra University College’da Andrew Pomiankowski “Belki de doğru,” diyor. “Ama bunun hücre füzyonunun arkasındaki temel neden olduğu konusunda oldukça şüpheliyim.”
Fusion böyle bir avantajsa, Pomiankowski’ye sorarsa, neden basit hücreler bunu yapmıyor? Ancak Constable, basit hücrelerin kalın hücre duvarlarına sahip olduğuna dikkat çekiyor, bu nedenle onlar için füzyon maliyetleri faydalardan daha ağır basabilir.
Ayrıca, sadece karmaşık hücrelerin üstesinden gelmeyi başardığı basit hücrelerin boyutunda sınırlar olduğunu düşünmek için nedenler de vardır.
Çalışması çok zor olduğu için cinsel üremenin kökeni hakkında asla kesin cevaplar alamayız. “Bence bilmiyoruz,” diyor Pomiankowski.
