Ο λόγος για τον οποίο, από την άποψη της εξέλιξης, οι οργανισμοί κάνουν σεξ μπορεί να φαίνεται μάλλον προφανής - το κάνουν για αναπαραγωγή. Είναι σαφές ότι η φυσική επιλογή πρέπει να ευνοεί άτομα που μπορούν να αναπαραχθούν σε σχέση με εκείνα που δεν μπορούν. Αλλά αυτό δεν έχει νόημα. Για πολλά είδη υπάρχει μια εναλλακτική λύση: η ασεξουαλική αναπαραγωγή.

Γιατί λοιπόν το σεξ έχει εξελιχθεί σε τόσα πολλά είδη; Παραδόξως, δεν υπάρχει σαφής απάντηση σε αυτή την ερώτηση. Πράγματι, μέχρι σήμερα, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει περισσότερα από 20 διαφορετικές υποθέσεις. Τον τελευταίο καιρό, μια σειρά από πειράματα έχουν αρχίσει να δοκιμάζουν αυτές τις θεωρίες, φέρνοντάς μας πιο κοντά στην εύρεση λύσης.

Στα άφυλα είδη, ένα θηλυκό αναπαράγεται χωρίς τη γενετική συμβολή ενός αρσενικού και κάνει τις κόρες ουσιαστικά πανομοιότυπες με τον εαυτό της. Όποιος έχει μαυρίσει τα τριαντάφυλλά του από ψείρες φυτών (ψευδώνυμο: πράσινες μύγες ή αφίδες) θα γνωρίζει πόσο επιτυχημένη μπορεί να είναι μια στρατηγική.

Το κλειδί για το διανοητικό πρόβλημα είναι το γεγονός ότι τα αρσενικά συχνά δεν επενδύουν στους απογόνους. Ενώ οι σεξουαλικές μητέρες πρέπει να κάνουν και γιους και κόρες, μια άφυλη γυναίκα μπορεί να κάνει κόρες μόνη της. Αν τα θηλυκά είναι το επενδυτικό φύλο (φτιάχνουν αυγά, ταΐζουν τα μικρά κ.λπ.), αυτό διευκολύνει πολύ τη γρήγορη αύξηση του πληθυσμού: ένα άφυλο θηλυκό μπορεί να γίνει δύο, δύο μπορεί να γίνουν τέσσερα, τέσσερα μπορεί να γίνουν οκτώ κ.λπ. Αυτό έχει επιβεβαιωθεί με πειράματα συγκρίνοντας αποτελεσματικά ασεξουαλικά σκαθάρια με σεξουαλικά σκαθάρια στο εργαστήριο.

Εκτός από τα θηλαστικά (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων) και τα πτηνά, υπάρχουν άφυλα είδη σχεδόν σε κάθε ταξινομική ομάδα, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων ψαριών, ερπετών, φυτών και εντόμων – αλλά είναι ασυνήθιστα. Έτσι, παρά τα πλεονεκτήματα της ασεξουαλικής αναπαραγωγής, αυτό μας λέει ότι μακροπρόθεσμα, το σεξ κερδίζει.

Κακές μεταλλάξεις έναντι προσαρμογής

Η εξελικτική έρευνα για το πρόβλημα έχει επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό σε δύο ευρείες κατηγορίες υποθέσεων. Και οι δύο βασίζονται στο γεγονός ότι το φύλο δημιουργεί παραλλαγές αναμειγνύοντας τη γενετική σύνθεση των γονέων. Εσύ και εγώ δεν είμαστε πανομοιότυπα αντίγραφα των γονιών μας, ενώ οι κόρες μιας άφυλης αφίδας είναι.

Αυτή η παραλλαγή εκδηλώνεται σε γενετικό επίπεδο: το φύλο δημιουργεί ορισμένους οργανισμούς μέσα στο είδος με πολλές επιβλαβείς μεταλλάξεις και μερικούς με σχετικά λίγες. Υποστηρικτές του λεγόμενου μεταλλαξιακή ντετερμινιστική θεωρία υποστηρίζουν ότι εάν οι οργανισμοί με πολλές μεταλλάξεις έχουν δυσανάλογα χαμηλές πιθανότητες επιβίωσης, πολλές κακές μεταλλάξεις τείνουν να εξαφανιστούν με τους ξενιστές τους, δημιουργώντας έναν μεγάλο αριθμό οργανισμών που είναι απαλλαγμένοι από τέτοιες μεταλλάξεις. Στα άφυλα είδη, λόγω αυτής της έλλειψης διαφοροποίησης, κανένα άτομο δεν επιβαρύνεται ιδιαίτερα από μεταλλάξεις. Κατά συνέπεια, κανένας μεταλλαγμένος θάνατος δεν αφαιρεί τόσες πολλές επιβλαβείς μεταλλάξεις.

Αυτή η θεωρία αμφισβητείται ολοένα και περισσότερο, ωστόσο, καθώς γίνεται σαφές ότι πολλά σεξουαλικά είδη, συμπεριλαμβανομένων έντομα και φυτά, στην πραγματικότητα δεν παράγουν τόσες επιβλαβείς μεταλλάξεις όσες απαιτεί η θεωρία.

Μια άλλη ισχυρή υπόθεση υποψηφίου δηλώνει ότι το σεξ επιτρέπει σε μια γενεαλογία να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Τα πειράματα επιβεβαιώνουν ότι τα μέλη μιας σεξουαλικής γενεαλογίας συνήθως προσαρμόζονται πιο γρήγορα από τα άφυλα μέλη του ίδιου είδους όταν αλλάζουν οι συνθήκες. Πράγματι το πείραμα με σκαθάρι που αναφέρθηκε παραπάνω έχει δείξει ότι εάν ένας σεξουαλικός πληθυσμός επιτρέπεται να εξελίσσεται ελεύθερα κατά τη διάρκεια μεταβαλλόμενων συνθηκών, μπορεί να εκτοπίσει εντελώς τον ασεξουαλικό πληθυσμό.

Μπορεί να υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους το σεξ διευκολύνει την προσαρμογή. Για παράδειγμα, φανταστείτε δύο άτομα σε έναν ασεξουαλικό πληθυσμό που έχουν και τα δύο καλή αλλά διαφορετική μετάλλαξη. Επειδή το DNA τους δεν μπορεί να αναμιχθεί, οι απόγονοί τους καταλήγουν να ανταγωνίζονται μεταξύ τους (αυτό ονομάζεται κλωνική παρέμβαση) – δεν θα έχετε ποτέ τα οφέλη και των δύο μεταλλάξεων σε ένα άτομο. Σε έναν σεξουαλικό πληθυσμό, ωστόσο, και οι δύο καλές μεταλλάξεις μπορούν να βρουν το δρόμο τους σε ένα άτομο. Με αυτόν τον τρόπο, έχουμε το όφελος και των δύο, γεγονός που κάνει την προσαρμογή πολύ πιο εύκολη. Μια μελέτη μοριακού επιπέδου δημοσιεύθηκε στις 24 Φεβρουαρίου έχει επιβεβαιώσει ότι το σεξ πράγματι μετριάζει την κλωνική παρέμβαση.

The Queen Theory: παράσιτα;

Έτσι, η αύξηση της ταχύτητας προσαρμογής φαίνεται να είναι μια αρκετά καλή εξήγηση. Τι συμβαίνει όμως αφού έχει γίνει μια περιβαλλοντική αλλαγή και οι συνθήκες έχουν σταθεροποιηθεί; Δεν πρέπει να περιμένουμε ότι οι άφυλοι θα ξεπεράσουν ξανά τους σεξουαλικούς; Για το λόγο αυτό, πολλοί ερευνητές έλκονται όλο και περισσότερο από την ιδέα ότι η παραλλαγή που δημιουργείται από το φύλο επιτρέπει επίσης στα είδη να προσαρμοστούν στην ατέρμονη εξελικτική κούρσα εξοπλισμών με τα παράσιτά τους.

Αυτό το είδος εξελικτικού παιχνιδιού γάτας και ποντικιού είναι γνωστό ως Εξέλιξη της Κόκκινης Βασίλισσας, από τον χαρακτήρα της Αλίκης στη Χώρα των Θαυμάτων που επέμενε ότι κάποιος πρέπει να τρέξει μόνο και μόνο για να μείνει στο ίδιο μέρος. Πράγματι, τα γονίδια που σχετίζονται με την ανοσία είναι μερικά από τα ταχύτερα εξελισσόμενα που έχουμε. Υπάρχει επίσης πρόσφατα στοιχεία ότι τα είδη μπορούν να αυξήσουν την ποσότητα της γενετικής ανάμειξης που κάνουν όταν αισθάνονται ότι έχουν μολυνθεί από ένα παράσιτο. Αυτό σημαίνει ότι οι απόγονοί τους θα είναι ακόμη πιο διαφορετικοί μεταξύ τους και των γονιών τους.

Γνωρίζουμε επίσης τα μειονεκτήματα της έλλειψης διαφοροποίησης στα άφυλα φυτά. Για παράδειγμα, η επίθεση από παράσιτα οδήγησε στο Ιρλανδικός λιμός πατάτας το 1845–49. Επί του παρόντος οι μπανάνες είναι υπό την απειλή από προσβολή πολλών μυκητιακών παρασίτων. Αυτό είναι ανησυχητικό δεδομένου ότι πάνω από το 95% του εξαγωγικού εμπορίου μπανανών είναι μόνο ενός ασεξουαλικού στελέχους (Cavendish).

Κάνουν λοιπόν οι οργανισμοί σεξ για να βεβαιωθούν ότι οι απόγονοί τους δεν θα εξαφανιστούν από ασθένειες – ή για να τους καταστήσουν σχετικά απαλλαγμένους από επιβλαβείς μεταλλάξεις; Αυτές οι υποθέσεις δεν χρειάζεται να αλληλοαποκλείονται. Οι ερευνητές στο πεδίο ενδιαφέρονται όλο και περισσότερο για κάποιο είδος υβριδικού μοντέλου.

Επί του παρόντος, προχωράμε προς τις μελέτες του εξέλιξη του φύλου σε μοριακό επίπεδο – έτσι μπορούμε να χαρτογραφήσουμε τις ακριβείς μεταλλάξεις που χάνονται ή αποκτώνται κατά την προσαρμογή. Οι μελέτες για την τύχη των μεταλλάξεων ως αποτέλεσμα της συνεξέλιξης ξενιστών και παρασίτων είναι επίσης προ των πυλών. Ωστόσο, ένα σημαντικό ζήτημα παραμένει: η κατανόηση του γιατί περισσότερα είδη δεν έχουν το καλύτερο και των δύο κόσμων (όπως πράγματι έχουν οι αφίδες) και έχουν τόσο σεξουαλική όσο και ασεξουαλική αναπαραγωγική φάση.