Seksualinis konfliktas evoliucinėje biologijoje — apibrėžimas ir pavyzdžiai
Seksualinis konfliktas evoliucinėje biologijoje: aiškus apibrėžimas, pavyzdžiai ir mechanizmai — patinų ir patelių ginklavimosi varžybos bei pasekmės.
Seksualinis konfliktas - tai evoliucinės biologijos terminas. Jis pasireiškia rūšyje, kai tai, kas naudinga patelėms, skiriasi nuo to, kas naudinga patinams.
Žodis "nauda" čia reiškia tai, kas naudinga patelės (arba patino) genų reprodukcijai. Jis išreiškiamas kaip biologinio tinkamumo skirtumas.
Konfliktas gali sukelti evoliucines ginklavimosi varžybas tarp patinų ir patelių. Šis konfliktas daugiausia tyrinėtas tarp gyvūnų, nors iš esmės jis gali būti taikomas bet kuriam lytiškai besidauginančiam organizmui, pavyzdžiui, augalams ir grybams.
Kas vyksta biologiniu lygmeniu
Seksualinis konfliktas kyla, kai tam tikri elgesio bruožai, fiziologinės savybės ar genų variantai padidina vienos lyties reprodukcinį sėkmę, tačiau tuo pačiu mažina kitos lyties tinkamumą. Tai gali reikštis kaip trumpalaikė nauda vienai lyčiai ir ilgalaikė žala kitai, arba kaip nuolatinė priešprieša, vedanti prie koevoliucijos.
Tipai
- Interlociinis (tarp lokusų) konfliktas: kai vienos lyties variantai skatina evoliucinius pokyčius tam tikruose genuose, o kiti genai atsako adaptacijomis priešinga lyčiai. Tai dažnai veda prie „ginklavimosi varžybų“ tarp lytinių interesų.
- Intralociinis (viename lokuse) konfliktas: kai tas pats genas turi priešingą poveikį skirtingoms lytims (pvz., allelis gerina patino sėkmę, bet mažina patelės produktyvumą). Tokie genai gali išlikti populiacijoje, nes nauda vienai lyčiai kompensuoja nuostolį kitai.
- Konfliktas hermofroditais: pvz., augaluose ar kai kuriuose gyvūnuose, kur vienas individas vienu metu atlieka abu lyčių vaidmenis — čia konfliktas gali kilti dėl energijos paskirstymo tarp vyriškos ir moteriškos funkcijos.
Pavyzdžiai
- Drosophila (muskto sparvė): patinų spermos baltymai gali didinti patinų reprodukcinę sėkmę, bet kartu sukelti patelėms sumažintą ilgaamžiškumą ar būklę. Tyrimai rodo, kad po daugelio kartų selekcijos patelės gali evoliucionuoti atsparumą, o patinai — intensyvesnius „harmoningus“ baltymus.
- Grūdų vabalai (pvz., Callosobruchus maculatus): patinų genitalijų dantukai pakenkia patelėms ir sumažina jų gyvavimo trukmę, tačiau patinai gauna didesnę tikimybę sėkmingai apsėklinti.
- Plovikų šeima (water striders): patinai dažnai prievarta prideda poravimosi bandymus, o patelės vysto atsparumo elgesį ir morfologijas, kurios trukdo patinams.
- Siaubūnai (bed bugs, Cimex lectularius): traumatinė inseminacija — patinai praduria patelių kūno sienelę, kad įterptų spermą; tai didina patino sėkmę, bet sukelia patelėms žalingus padarinius.
- Augalai ir grybai: konfliktai gali pasireikšti per išteklių paskirstymą tarp vyriškos ir moteriškos funkcijos hermofrodituose arba per selekciją skirtingiems žydėjimo laikams ar ženklais, kurie palankūs vienai „lyčiai“ (pvz., žiedadulkių gamybai) bet ne kitai.
Pasekmės ir sprendimo būdai
- Evoliucinė „ginklavimosi varžybos“: patinų adaptacijos skatina pateles vystytis atsakomiesiems mechanizmams (pvz., imuniniai atsakai, elgesio pasikeitimai, morfologiniai pokyčiai).
- Lyčių dimorfizmas: konfliktas gali skatinti didesnį skirtumą tarp patinų ir patelių išvaizdos, elgesio ar fiziologijos.
- Genetinės spragos ir reguliacija: intralociinio konflikto sprendimas kartais pasiekiamas per sex-limited ekspresiją (genų raiška tik vienai lyčiai), genų duplikaciją ir sub/neofunkcionalizaciją arba per pokyčius reguliaciniuose regionuose.
- Demografiniai ir ekologiniai padariniai: intensyvus konfliktas gali sumažinti bendrą populiacijos tinkamumą arba paskatinti reprodukcinę izoliaciją ir galiausiai speciaciją.
Kaip tai tiria mokslininkai
Tyrėjai naudoja įvairius metodus: selekcijos eksperimentus (pvz., ilgalaikė kryptinė selekcija patinams arba patelėms), genetinius kryžminimus, genomines asociacijas, fenotipų palyginimus ir elgesio stebėjimus. Ieškoma genų, kurių allelių efektai skiriasi tarp lyčių, matuojami fitness krumeliai, atliekami manipuliaciniai eksperimentai (pvz., pašalinant spermos baltymus ar blokuojant tam tikrus elgesio komponentus).
Reikšmė
Seksualinis konfliktas yra kertinis veiksnys, formuojantis daugelio rūšių reprodukcinę biologiją. Jis paaiškina tam tikrus trumpalaikius žalingus bruožus, kodėl egzistuoja seksualiniai skirtumai ir kaip vyksta greita evoliucija lytinių požymių srityje. Supratimas apie šį reiškinį padeda aiškinti ne tik laukinių gyvūnų ir augalų elgseną, bet ir bendresnes evoliucines dinamikas, įskaitant speciaciją ir genomų evoliuciją.
Drosophila melanogaster (pavaizduotas poravimasis) yra svarbus lytinių konfliktų tyrimų modelinis organizmas.
Esminis interesų skirtumas
Evoliucijos požiūriu lytinis dauginimasis evoliucijos požiūriu iš esmės skiriasi vyrų ir moterų interesais. Šis interesų skirtumas skirtingose rūšyse pasireiškia skirtingai.
Vyrai
Jų interesas - poruotis su daugybe visiškai ištikimų patelių ir taip plačiai paskleisti savo genus populiacijoje.
Moterys
Jų interesas - poruotis su daugeliu tinkamų patinų ir taip susilaukti daug tinkamų ir įvairių palikuonių.
Pavyzdžiai
- Gerai dokumentuotas pavyzdys - Drosophila melanogaster sėklinis skystis, kuris reguliuoja patelių kiaušinėlių dėjimo greitį ir mažina jų norą pakartotinai poruotis su kitu patinu (tai tarnauja patino interesams), tačiau taip pat trumpina patelės gyvenimo trukmę, todėl mažina jos tinkamumą.
"Hormonas, vadinamas "sekso peptidu"... sukelia patelės nesuinteresuotumą poruotis... taip pat patinai savo spermoje turi komponentų, kurie sunaikina seną ankstesnių patinų spermą".92 - Tas pats alelių rinkinys vyrams ir moterims gali turėti skirtingą optimumą: jie skirtingai išreikšti abiejų lyčių atstovams. Klasikinis pavyzdys - žmogaus dubuo, kai gimdymui moterims reikia didesnių klubų. Siauresni klubai geriau tinka judėjimui.
Genai, turintys įtakos klubų dydžiui, turi pasiekti kompromisą, kuris neatitinka nei vyrų, nei moterų optimumo. Kai kuriais atvejais su tuo susiję lokusai yra skirtingai išreikšti vyrų ir moterų organizmuose. Įrodymai rodo, kad vidinis konfliktas yra svarbus daugelio požymių evoliucijai. - Lytinis konfliktas gali sukelti antagonistinę koevoliuciją, kai viena lytis (dažniausiai patinai) išvysto palankią savybę, kuriai priešpriešinama kitos lyties savybė.
Pavyzdžiui, pupinių vikšrų (Callosobruchus maculatus
) patinai turi dygliuotus lytinius organus. Dėl jų jie gali ilgiau kopuliuoti neišsiskirdami ir taip perduoti daugiau spermos.
Tačiau tai kenkia patelei ir mažina jos fizinį pajėgumą. Patelės išvystė priešingą prisitaikymą - poravimosi metu kopuliuoti į patinus, todėl sutrumpėja kopuliacijos laikas.
Vieni mano, kad lytinis konfliktas yra lytinės atrankos (kuri tradiciškai buvo laikoma mutualistine) porūšis, kiti mano, kad tai atskiras evoliucinis reiškinys.
Susiję puslapiai
Ieškoti