Способно ли размножение замедлить накопление зловредных мутаций?

СНОБ18+

Секс и вырождение

Алексей Алексенко продолжает публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. В шестой части речь пойдет о топоре

Алексей Алексенко

Глава шестая, в которой над нами нависает угроза генетического вырождения

Как мы знаем, секс — прекрасная штука, с которой связаны многие другие прекрасные штуки. Пение птиц, цветение цветов, да и вообще все, что вы думаете о себе и о мире в определенный, едва ли не лучший период жизни — это все про секс. Конечно, было бы как-то правильно, если бы и в области наук о жизни секс тоже был связан с самыми фундаментальными вещами. Гипотеза «храповика Мёллера» и то, что половое размножение, возможно, позволяет этот храповик остановить — очень красивая идея в том смысле, что она связывает секс с самым важным в биологии — мутационным процессом, отбором и эволюцией. Как раз таких объяснений мы и искали. Раз уж секс замечен практически у всех высших (эукариотических) организмов, то и причины его существования должны быть универсальными. Остается убедиться, что эта гипотеза верна.

Действительно ли половое размножение способно замедлить накопление зловредных мутаций? Это можно выяснить экспериментально, что ученые неоднократно проделывали. Вот, например, сравнительно недавняя работа, где биологи возились с палочниками (это такие нелепые, похожие на сухую щепку насекомые) рода Timema. Среди этих палочников некоторые виды отказались от секса, — подобно существам, которых мы обсуждали в предыдущей части, — а другие его с успехом практикуют. Взяли по пять видов тех и этих, сравнили их транскриптомы. Что такое «транскриптом»? Это слово не случайно рифмуется с «геномом»: транскриптом включает последовательности всех генов, которые у данного организма работают, то есть с них считывается РНК. В геноме, видимо, есть много ДНК, которая ни на что не влияет, и даже если там случилась мутация, ваши оппоненты сперва потребуют доказать, что от этой мутации хоть что-то зависит. А вот если мутация замечена в транскриптоме, шансов, что она останется совсем уж без последствий, значительно меньше.

Так вот, генетики из Лозанны нашли в транскриптомах палочников убедительные указания, что воздерживаться от секса вредно. У бесполых видов палочников мутаций было значительно больше. Этого, если верить Герману Мёллеру, и следовало ожидать: благодаря рекомбинации, сопровождающей половое размножение, вредные мутации в каждом поколении случайно перемешиваются, так что возникают палочники, почти совсем свободные от них — и, соответственно, палочники, отягощенные мутациями сверх меры. С этой бессмысленной симметрией добра и зла ловко разбирается очищающий отбор: первые палочники живут и размножаются, вторые умирают, а вместе с ними умирают и сонмы их вредных мутаций.

Исследователи увидели и еще одно поучительное следствие отказа от секса: у бесполых палочников наблюдался значительно более низкий полиморфизм. Что такое «полиморфизм»? Это то самое разнообразие, которое мы обсуждали на примере потомков Толстого. Точнее, так называют ситуацию, когда в одном и том же месте генома («локусе», как говорят помешанные на латыни генетики) у разных особей наблюдаются разные буквы-нуклеотиды. Это еще одно следствие полового размножения, о котором мы, с нашей манерой все время забегать вперед, чтобы никто не соскучился, еще не упомянули.

Дело в том, что если гены не перемешивать с помощью рекомбинации, отбор не сможет проверять их каждый по отдельности. Вместо этого он вынужден иметь дело сразу с большим куском генома — например, целой хромосомой. Допустим, в этой хромосоме возникла мутация, не то чтобы слишком ужасная, но лучше бы без нее. К несчастью, на той же самой хромосоме оказалась и другая мутация — весьма полезная. Конечно, отбор поддержит полезную мутацию, и через сколько-то поколений она распространится повсеместно — каждая особь этого вида получит ее в наследство. Увы, вместе с ней она получит и всю ту малосимпатичную мерзость, которая накопилась на этой хромосоме. В результате всякое разнообразие исчезнет: все варианты данной хромосомы, которые гуляли когда-то по популяции, сойдут на нет, кроме единственного — того, где отбор заметил полезную мутацию и просмотрел множество слабовредных. При половом размножении с его рекомбинацией такое было бы невозможно: полезная мутация была бы отделена от шлака и распространялась независимо от всего того груза, который ее окружает. Если этот груз вреден, отбор бы его вычистил, а если он ни рыба ни мясо, — так бы и остался болтаться в популяции с определенной частотой, обогащая ее разнообразие, то есть создавая полиморфизм.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Песнь клетки: Медицинские исследования и новый человек» «Песнь клетки: Медицинские исследования и новый человек»

Что переносит система циркуляции крови

N+1
«Москвич» возвращается. 8 самых культовых моделей марки «Москвич» возвращается. 8 самых культовых моделей марки

Культовые модели возрождающейся марки «Москвич»

РБК
Правила жизни Рами Малека Правила жизни Рами Малека

Как жил и живет актер Рами Малек

Правила жизни
Как менялся российский рубль и что на него можно было купить Как менялся российский рубль и что на него можно было купить

Старые вши, ефимки, русы, моржовки — чем только не расплачивались на Руси

Вокруг света
Как выбрать хорошую мультиварку: подробная инструкция Как выбрать хорошую мультиварку: подробная инструкция

Кто не работает, тот не ест, но кто приготовит поесть, пока ты на работе?

CHIP
Как в «Гарри Поттере»: туристы съезжаются к грандиозному мосту-призраку в Чувашии Как в «Гарри Поттере»: туристы съезжаются к грандиозному мосту-призраку в Чувашии

Мокринский мост в Чувашии — оживший пейзаж из романа о мальчике, который выжил

Вокруг света
Осторожно: цветы! Осторожно: цветы!

Цветы и возможные опасности, которые они могут таить в себе

Здоровье
Древних римлян обвинили в падении численности тюленей-монахов Древних римлян обвинили в падении численности тюленей-монахов

Численность тюленей-монахов сократилась в античности из-за активного промысла

N+1
5 упражнений, которые помогут снять боли в спине: разгрузка для тех, кто ведет сидячий образ жизни 5 упражнений, которые помогут снять боли в спине: разгрузка для тех, кто ведет сидячий образ жизни

Простые упражнения, которые помогут расслабить позвоночник

ТехИнсайдер
Без косметики и талии: каких женщин считали красивыми колхозники Без косметики и талии: каких женщин считали красивыми колхозники

Насколько идеалы красоты времен СССР отличаются от нынешних

Cosmopolitan
Почему мужчины не ценят заботу и доброту? Почему мужчины не ценят заботу и доброту?

Почему же от мужчин страдают добрые и заботливые девушки?

Psychologies
Спустить паруса: лучшие марины Средиземноморья Спустить паруса: лучшие марины Средиземноморья

Самые современные, комфортные и живописные стоянки для яхт в Средиземном море

Forbes
Ученые провели эксперимент, чтобы узнать, есть ли сознание у животных — и вот что из этого вышло Ученые провели эксперимент, чтобы узнать, есть ли сознание у животных — и вот что из этого вышло

Стоит ли приписывать животным человеческие качества?

ТехИнсайдер
Получится ли у России производить литий Получится ли у России производить литий

Литий — компонент разнообразных аккумуляторов, которые используются везде

Forbes
Прокусить не так-то просто: кто пил кровь динозавров? Прокусить не так-то просто: кто пил кровь динозавров?

Доисторические кровососы стали одной из причин вымирания динозавров

Вокруг света
Странный брак: что на самом деле произошло между Чайковским и его женой Странный брак: что на самом деле произошло между Чайковским и его женой

Брак Чайковского продлился всего несколько недель и одновременно — всю жизнь

VOICE
Невероятные кинетические украшения Дакно Юна Невероятные кинетические украшения Дакно Юна

Живые существа в мире механизмов Дакно Юна

ТехИнсайдер
Как попросить о прибавке на фоне растущей инфляции Как попросить о прибавке на фоне растущей инфляции

Как добиться повышения зарплаты и что делать, если вам отказали?

Forbes
Физики поймали магноны за превращением в фононы Физики поймали магноны за превращением в фононы

Магноны превращаются в фононы за десятки наносекунд

N+1
Читая кожа лица: правила питания, подходящий продукты и секреты ухода Читая кожа лица: правила питания, подходящий продукты и секреты ухода

Здоровая и чистая кожа – это прежде всего правильное питание

VOICE
Как придумали и запустили «Вояджер». Отрывок из книги об исследованиях планет Солнечной системы Как придумали и запустили «Вояджер». Отрывок из книги об исследованиях планет Солнечной системы

Отрывок из книги «Разведчики внешних планет»

СНОБ
Новые машины на старых платформах. Неожиданные примеры со всего мира Новые машины на старых платформах. Неожиданные примеры со всего мира

Какие современные автомобили построены на весьма пожилой технической базе

РБК
Почему царя Бориса Годунова похоронили сидящим: а ты знала? Почему царя Бориса Годунова похоронили сидящим: а ты знала?

Даже после смерти Борису Годунову не удалось обрести покой

VOICE
Палеоантропологи впервые обнаружили останки денисовца вне Алтая и Тибета Палеоантропологи впервые обнаружили останки денисовца вне Алтая и Тибета

Зуб небольшой девочки, жившей 164–131 тысячу лет назад, был найден в Лаосе

N+1
«Мой муж внезапно умер, и я осталась одна с двумя сыновьями. Не знаю, как жить дальше» «Мой муж внезапно умер, и я осталась одна с двумя сыновьями. Не знаю, как жить дальше»

Как справиться с горем утраты и найти в себе силы жить дальше?

Psychologies
Почему женщины становятся бездомными и как они живут на улицах в России Почему женщины становятся бездомными и как они живут на улицах в России

Что известно о женщинах без крыши над головой

Forbes
Кузбасс в сердце Кузбасс в сердце

Четыре дня в Кузбассе: маршрут, который изменит ваши познания об этом регионе

Отдых в России
По совету классика: почему стоит уехать на выходные в мае в Переделкино По совету классика: почему стоит уехать на выходные в мае в Переделкино

Когда в «Переделкино входит весна», пора забывать городские привычки

Вокруг света
6 простых шагов к счастью 6 простых шагов к счастью

Как создать рецепт счастья?

Psychologies
Аллергия на косметику Аллергия на косметику

Почему проявляется негативная реакция на бьюти-средства

Лиза
Открыть в приложении