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“性选择”的进化力量可能解释性作为繁殖后代的一种主要机制的持续存在
2015-05-19 08:55:04   来源:化石网   评论:0 点击:

性选择的进化力量可能解释性作为繁殖后代的一种主要机制的持续存在(化石网配图)(化石网报道)据EurekAlert!:来自英国东安格利亚大学的新研究表明,一种称为性选择的进化力量可能解释性作为繁殖后代的一种主要


“性选择”的进化力量可能解释性作为繁殖后代的一种主要机制的持续存在(化石网配图)

(化石网报道)据EurekAlert!:来自英国东安格利亚大学的新研究表明,一种称为“性选择”的进化力量可能解释性作为繁殖后代的一种主要机制的持续存在。

长久以来,生物学家对于进化选择如何允许雄性存在而感到困惑,这是因为进化选择以其对于效率的无情要求而闻名,而在如此众多的物种中,雄性对繁殖的唯一贡献是精子。

但是今天发表在《自然》杂志上的研究表明,性选择——雄性进行繁殖竞争而雌性进行繁殖选择——能改善种群健康并防止灭绝,即使是在面对近亲繁殖带来的高度遗传压力的情况下也是如此。

这些发现有助于解释为什么性作为繁殖后代的一种主要机制而持续存在。

来自东安格利亚大学(UEA)生物科学学院的领导了该研究的科研人员Matt Gage教授说:“性选择是达尔文的第二个伟大的观念,它解释了各种令人着迷的、为繁殖的斗争助力的视觉景象、声音和气味的进化——它们有时候是以生存为代价的。”

“当雄性为繁殖而竞争、雌性做出选的时候,性选择就起作用了,而两种不同性别的存在鼓励了这些过程。它在根本上支配了谁能把自己的基因传播到下一代——因此这是一种广泛存在的非常强有力的进化力量。”

“地球上的几乎所有多细胞物种都使用性进行繁殖,但是性的存在很难解释,因为性带来了巨大的负担,其中最明显的负担是你的后代中只有一半,即女儿,可以真正地产生后代。因此,各个物种为什么要把精力浪费在儿子身上呢?”

“既然所有个体产生无性别后代——例如全雌性同性种群——的一个系统是产生更多数量的后代的更加有效的途径,因此,我们想知道达尔文式的选择是如何能够允许这种广泛存在的、而表面上又看来是一种浪费的繁殖系统持续存在的。”

“我们的研究表明,雄性之间关于繁殖的竞争提供了一个非常重要的收益,因为这种繁殖竞争改善了种群的遗传健康。性选择通过充当一个清除有害遗传突变的过滤器达到了这一目的,帮助种群繁盛并且在长期内避免灭绝。”

为了发现性选择的这种作用,这个科研团队在实验室受控条件下,在10年的时间里让赤拟谷盗面粉甲虫进行进化,这些甲虫种群的唯一区别是在每一个成年繁殖阶段的性选择的强度。

性选择强度的范围从90个雄性争夺仅仅10个雌性的强烈竞争与选择,到只有单个雄性和雌性配对的完全缺乏性选择的组合,在这种情况下雌性没有选择,而雄性没有经历竞争。

在这些条件下进行了7年繁殖之后——这代表了大约繁殖了50代——这项研究揭示出了繁殖出来的种群的遗传健康基础。这个研究组使用实验性的近亲繁殖揭示出了潜藏在每个种群中的有害突变的相对数量。

他们发现,此前经历了强烈的性选择的种群维持了更高的适应度,而且在面对近亲繁殖的时候对灭绝具有恢复力——一些种群在每一代的兄弟与姐妹进行交配的情况下,在20代近亲繁殖之后甚至还存活了下来。

然而,曾经经历了弱的性选择或者不存在性选择的种群在近亲繁殖情况下其健康迅速衰退——到了第10代的时候它们都灭绝了。

Gage教授说:“这些结果表明了性选择对于种群健康及其持续存在具有重要性,因为它帮助清除了一个种群中的消极的遗传变异,维持了积极的遗传变异。”

“在争取繁殖的过程中,为了善于击败竞争对手并且吸引伴侣,个体需要擅长大多数的事情,因此性选择提供了一个重要而有效的过滤器,从而维持并改善种群遗传健康。”

“我们的发现为一个观念提供了直接的支持,即性作为一种主要的繁殖模式而持续存在,这是因为它让性选择能够提供了这些重要的遗传收益。”

“在没有性的情况下,种群通过一种不可逆的棘轮效应积累有害突变,即每一个新的突变都让一个种群更加接近灭绝。性选择帮助清除了这些突变,让种群能够防范灭绝的威胁而持续存在。”

“例如,我们进行的一雌一雄配偶处理,在50代里没有性选择,导致了受到近亲繁殖挑战时的更低水平的种群健康以及迅速灭绝。所有由一雌一雄配偶产生的种群在8代之后就灭绝了。”

“相比之下,在有机会于每个成年阶段进行雄性竞争和雌性选择的情况下,来自同样的祖先的种群维持了种群健康并且避免了灭绝,某些家族系甚至在进行了20代的近亲繁殖之后仍然能快乐地繁殖。”

 

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