Mengapa pemilihan seksual tidak dapat menyediakan semua seekor domba dengan tanduk besar • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur" • Biologi, Evolusi

Mengapa pemilihan seksual tidak dapat menyediakan semua tanduk besar domba

Hubungan genotip dengan saiz tanduk di bulu rumput liar (semua individu dalam gambar adalah lelaki dewasa). Homozygotes Ho+/ Ho+ (a) dan heterozygotes Ho+/ HoP (b) hampir selalu mempunyai tanduk besar, sedangkan di kalangan homozigot HoP/ HoP kira-kira individu yang sama dibahagikan dengan tanduk besar (c) dan dengan asas (d). Imej dari artikel dalam perbincanganAlam

Ahli biologi Inggeris yang mempelajari populasi unik dari domba liar dari Pulau Soei telah menemui jawapan kepada soalan yang telah lama disiksa oleh para ahli teori: kenapa variasi turun temurun dalam saiz tanduk kekal dalam populasi, jika diketahui bahawa lelaki dengan tanduk besar meninggalkan lebih banyak anak daripada yang berkaki panjang tahun demi tahun? Nampaknya pilihan seksual sepatutnya telah lama disediakan untuk semua lelaki dengan tanduk besar. Jawapannya adalah kesan sebaliknya pemilihan semula jadi seksual dan "biasa" pada gen RXFP2menjejaskan perkembangan ciri seks lelaki pada manusia, tikus dan domba. Domba mempunyai dua varian allelik gen ini: Ho+ dan HoP. Allele Ho+ menyumbang kepada pertumbuhan tanduk dan disokong oleh pemilihan seksual: semasa musim gugur musim gugur, lelaki berhadapan besar dengan genotip Ho+/ Ho+ dan Ho+/ HoP memenangi pertandingan untuk wanita. Walau bagaimanapun, dalam kelaparan musim sejuk, pemilihan semula jadi berfungsi terhadap alel Ho+: lelaki dengan genotip Ho+/ Ho+ mempunyai peluang paling sedikit untuk bertahan dalam musim sejuk. Akibatnya, heterozigot mempunyai kecergasan maksimum (Ho+/ HoP), yang menerangkan pemeliharaan mampan kedua-dua varian genetik dalam kolam gen.

Jika mana-mana sifat keturunan sentiasa disokong oleh pemilihan (iaitu, individu dengan sifat ini membiak lebih cekap daripada individu tanpanya), maka sifat ini, dalam teori, perlu diperbetulkan, iaitu, menjadi harta semua individu dalam populasi. Walau bagaimanapun, banyak ciri yang disokong oleh pemilihan seksual (meningkatkan peluang kejayaan dalam persaingan untuk pasangan seks) tetap polimorfik, iaitu, dinyatakan dalam pelbagai peringkat dalam individu yang berbeza. Kenapa pemilihan seksual sering gagal membawa sifat "berguna", sama ada hiasan atau senjata kejohanan, untuk penekanan? Kenapa dalam populasi dari satu generasi ke generasi masih terdapat peratusan yang signifikan dari lelaki yang tidak menarik atau kurang bersenjata?

Ternyata, tidak ada satu penjelasan di sini: mekanisme yang berbeza beroperasi dalam situasi yang berbeza. Sesetengah tanda di bawah tindakan pemilihan seksual berkembang sehingga sejauh mana ia mula mengganggu kelangsungan hidup – dan kemudian polimorfisme dapat dikekalkan kerana keseimbangan vektor seleksi pelbagai arah (semulajadi dan normal),kekuatan yang berbeza-beza bergantung kepada keadaan (lihat: John A. Endler, 1980. Pemilihan Semulajadi Corak Warna dalam Poecilia reticulata, PDF, 443 Kb).

Kemungkinan lain dikaitkan dengan pilihan rakan kongsi untuk ciri-ciri, bergantung kepada jumlah gen yang sangat besar. Tanda-tanda seperti itu boleh berfungsi sebagai "petunjuk kecergasan" yang boleh dipercayai hanya kerana pembangunan mereka memerlukan kerja yang terkoordinasi dari banyak gen. Sebagai contoh, ada pendapat (lihat: Geoffrey Miller, 2000. Pemikiran berpasangan) bahawa nenek moyang kita memainkan kecerdasan, rasa humor, kebolehan linguistik dan kreatif sebagai petunjuk "jujur" (kerja keras) dari kualiti gen. Untuk semua ini, otak yang berkesan diperlukan, perkembangannya memerlukan kerja terkoordinasi beribu-ribu gen. Kegagalan mutasi mana-mana daripada mereka boleh menjejaskan keputusannya. Untuk membawa sifat multigene sebelum penetapan (sebagai contoh, untuk semua orang menjadi sama pintar dan bermusim) sangat sukar, walaupun dengan bantuan pemilihan yang kuat. Polimorfisme akan kekal dalam populasi walaupun, katakanlah, lelucon yang berjaya atau nyanyian yang indah akan meningkatkan kejayaan reproduktif.

Satu lagi penjelasan yang mungkin adalah konflik antara "kepentingan" genetik lelaki dan perempuan. Sesetengah alel mungkin berguna untuk lelaki, tetapi berbahaya kepada wanita (atau sebaliknya).Sebagai contoh, beberapa fakta menunjukkan kewujudan alel yang meningkatkan kejayaan reproduktif pada wanita, dan pada lelaki, kemungkinan untuk mengembangkan orientasi homoseksual (yang mengurangkan kejayaan reproduktif lelaki). Kesan ganda seperti ini dapat menjelaskan pemuliharaan alel-alel ini di dalam kolam gen manusia (lihat: Camperio-Ciani et al., 2004. Bukti-bukti untuk faktor-faktor yang diwarisi maternal disukai oleh PDF, 201 Kb).

Walaupun banyak teori dan mekanisme, dalam setiap kes tertentu, sangat sukar untuk menubuhkan sebab-sebab kegigihan. Kita masih belum tahu tentang latar belakang genetik watak-watak yang berada di bawah pengaruh pemilihan seksual dalam spesies yang berbeza. Ahli biologi dari universiti Sheffield, Edinburgh dan Cambridge telah dapat menyelesaikan salah satu teka-teki ini dalam kajian populasi unik domba feral di pulau Hirt di kepulauan St Kilda barat Scotland. Domba ini dipanggil "soiyskim" (lihat kambing biri-biri Soay), kerana mereka berasal dari pulau sebelah Soei (yang bermaksud "pulau kambing" di Norse Lama), tidak berpenghuni selama berabad-abad. Adalah dipercayai bahawa kambing biri-biri kedelai telah liar lebih dari 4,000 tahun yang lalu dan berasal dari keturunan kuno Eropah Utara zaman Neolitik.Populasi kambing biri-biri kacang soya adalah objek yang sangat baik untuk mengkaji evolusi dalam tindakan (lihat Projek Kambing Sayuran St Kilda).

Sebelum ini telah ditunjukkan bahawa kejayaan pembiakan lelaki bergantung pada saiz tanduk. Walau bagaimanapun, polimorfisme oleh sifat ini dipelihara dalam populasi. Lelaki bertubuh besar semasa tempoh musim gugur musim gugur berjaya melindungi harem mereka daripada pesaing dan meninggalkan lebih banyak keturunan daripada lelaki dengan tanduk rendah yang hanya boleh bergantung pada mengawan secara rawak dengan wanita yang hilang. Mengapa, kemudian, mempunyai "gen horor" yang masih tidak disaring oleh pemilihan?

Sebelum ini, penulis menunjukkan bahawa kebolehubahan dalam saiz tanduk dalam kambing soya adalah sebahagian besarnya keturunan. Pewarisan sifat adalah kira-kira 0.4, iaitu, kira-kira 40% daripada variabiliti sifatnya disebabkan oleh gen, selebihnya disebabkan oleh sederhana atau kemalangan.

Para penulis memproses data mengenai genotip, fenotip (saiz tanduk), bilangan keturunan, masa hidup dan keturunan 1750 individu. Data ini telah dikumpulkan lebih dari 20 tahun. Analisis genetik menunjukkan bahawa hampir semua komponen keturunan variabiliti dalam saiz tanduk dikaitkan dengan satu gen RXFP2 (Reseptor peptida keluarga seperti Relaxin / insulin 2). Gen ini menyandi reseptor di mana tindak balas tisu kepada hormon tertentu bergantung. Dalam tikus dan manusia RXFP2 terlibat dalam pengawalseliaan perkembangan ciri seks lelaki. Sebagai contoh, beberapa mutasi dalam gen ini membawa kepada cryptorchidism.

Kambing soya mempunyai dua alel gen ini: Ho+ dan HoP ("Ho" di sini berasal dari tanduk tanduk – tanduk, dan "P" daripada ditinjau – komoly, iaitu humor). Homozygous lelaki dan perempuan Ho+/Ho+serta lelaki heterozigot hampir selalu mempunyai tanduk yang biasanya dibangunkan (walaupun mereka lebih kecil pada heterozygote). Perempuan Heterozygous sering mempunyai tanduk rendah, dan kebanyakan wanita HoP/HoP – benar-benar merendah diri. Adapun lelaki HoP/HoP, di antara mereka ada individu yang mempunyai tanduk biasa dan asas (lihat jadual).

Jadual Ketergantungan pembangunan tanduk pada genotip dalam sampel kajian kambing soya.
Bilangan menunjukkan bilangan individu.

PaulTandukHo+/Ho+Ho+/HoPHoP/HoP
LelakiNormal289559152
Rudimentary231129
PerempuanNormal131171
Rudimentary21707
Tidak hadir125102

Pada wanita, ternyata, kesuburan dan kelangsungan hidup tidak bergantung pada gen RXFP2, Bukan saiz tanduk. Sebaliknya, lelaki menunjukkan kebergantungan yang signifikan. Lelaki dengan genotip Ho+/Ho+ dan Ho+/HoP setiap tahun meninggalkan lebih banyak keturunan daripada lelaki HoP/HoP. Lebih-lebih lagi, antara individu yang bertumbuk, mempunyai penghasilan reproduktif yang lebih besar daripada domba dengan genotip yang sama,tetapi dengan tanduk rendah. Bagi survival, lelaki dengan genotip mempunyai peluang terbaik untuk bertahan musim sejuk Ho+/HoP dan HoP/HoP. Individu bertopeng dan tanpa tanduk dengan genotip HoP/HoP mempunyai kadar kelangsungan hidup yang sama rata. Selalunya lelaki mati di musim sejuk Ho+/Ho+.

Data-data ini membolehkan kita menyimpulkan bahawa kejayaan reproduktif lelaki adalah yang paling mungkin ditentukan oleh kehadiran atau ketiadaan tanduk. Hidup, sebaliknya, tidak ditentukan oleh tanduk per se (atau, sekurang-kurangnya, bukan tanduk sahaja), tetapi oleh beberapa kesan tambahan dari variasi alel RXFP2. Sebab utama kematian lelaki musim sejuk yang tinggi ialah mereka menghabiskan sejumlah besar tenaga untuk bersaing untuk perempuan semasa musim gugur musim gugur, dan oleh itu musim sejuk mendapati mereka dalam keadaan yang sangat panas. Lelaki berambut, nampaknya, menghabiskan lebih banyak tenaga semasa rut daripada tanpa tanduk, tetapi isu ini memerlukan kajian tambahan.

Salah satu cara atau yang lain, dalam hal ini, alasan pemeliharaan polimorfisme atas dasar yang disokong oleh pemilihan seksual ternyata mudah dan jelas. Ia terdiri daripada kelebihan heterozygote adaptif untuk kedua-dua genotip homozigot. Rams Ho+/Ho+ berjaya membiak, tetapi sering mati di musim sejuk.Rams HoP/HoP mudah bertolak ansur dengan musim sejuk, tetapi kalah dalam persaingan untuk wanita dan dengan itu menghasilkan lebih perlahan. Dan hanya lelaki heterozigot Ho+/HoP mereka berjaya melipatgandakan secara serentak dan berjaya, dan mudah menanggung musim sejuk. Keuntungan penyesuaian heterozygotes, yang juga disebut overdominance, memberikan penjelasan yang komprehensif untuk pemeliharaan polimorfisme dalam ukuran tanduk domba soey. Penjelasan alternatif yang lebih kompleks yang berkaitan dengan konflik kepentingan genetik para jantina atau indikator multigene kualiti gen, dalam hal ini, boleh dibuang sebagai berlebihan.

Setakat ini, tidak banyak kes-kes yang terlalu banyak dipelajari tentang overdominance diketahui. Contoh yang paling terkenal adalah mutasi yang meluas di kawasan malaria, yang dalam keadaan homozigot menyebabkan penyakit serius, anemia sel sabit, dan dalam keadaan heterozigus ia melindungi terhadap malaria. Kajian yang sedang dibincangkan telah menambah koleksi kecil kes dekodan yang terlalu banyak dengan satu lagi contoh yang indah.

Sumber: Susan E. Johnston, Jacob Gratten, Camillo Berenos, Jill G. Pilkington, Tim H. Clutton-Brock, Josephine M. Pemberton & Jon Slate. Dagangan hayat pada satu lokus tunggal Alam. 2013. V. 502. P. 93-95.

Lihat juga:
Johnston et al, 2011. Corak pemetaan persatuan genom seluruhnya Ekologi Molekul. V. 20. P. 2555-2566.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: