Как дрожжи научились не скрещиваться с близкими родственниками

N+1Наука

«Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии»

Как дрожжи научились не скрещиваться с близкими родственниками

Альпина нон-фикшн

d00cc43225b567663a7a5b6ec87038af.png

Половое размножение — не самый эффективный способ оставить потомство. Но именно им пользуется большинство эукариот. Все потому, что наличие двух родителей дает детям значительные эволюционные преимущества. В книге «Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии» (издательство «Альпина нон-фикшн») научный журналист Алексей Алексенко рассказывает о том, как половое размножение возникло и почему до сих пор не исчезло, несмотря на все сложности, которые оно привносит в жизнь тех, кто его практикует. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о типах спаривания, помогающих дрожжам избегать близкородственного скрещивания.

Глава двенадцатая, в которой читатель узнает о сексуальных проблемах сыроежек

Типы спаривания

Я бью себя по рукам каждый раз, когда они печатают на клавиатуре какой- нибудь мудреный биологический термин. Вот и в прошлой главе заслуженно получил леща: там проскочили и «конъюгация», и «пили», и «митохондрии», и, наконец, «анизогамия». Напомню, что так называется ситуация, когда партнеры в сексе явно отличаются друг от друга и внешне, и стратегией поведения. Ну что ж, семь бед — один ответ: раз есть анизогамия, должна быть и изогамия. Это когда два партнера внешне неотличимы и во время скрещивания ведут себя одинаково. При этом они все равно могут принадлежать к двум «полам», просто внешнему наблюдателю различия не видны.

Навалим в кучу еще больше сложных слов: кроме анизогамии и изогамии, существуют гетероталлизм и гомоталлизм. Первое слово означает, что два разных пола все-таки необходимы, даже если различия совершенно незаметны никому, кроме самих партнеров. А второе слово — это когда полов вообще нет и спариваться можно с кем угодно. Я попытаюсь в дальнейшем избегать всевозможных «-гамий» и «-таллизмов», но пусть они останутся в тексте хотя бы в некоторых местах — специально для любителей сложных слов.

В природе все эти варианты встречаются, и можно предположить, что самый примитивный из них — это когда скрещиваться уже хочется, но никаких полов еще нет, а потому нет и различий между ними. Такой вариант, кстати, показался удобным моей любимой плесени аспергиллу. Однако в первой части мы целые десять глав говорили о том, что смысл секса — освежить свой геном посредством перемешивания генов. Наверное, перемешивать гены имеет смысл с кем-то, у кого они отличаются от ваших?

Дальше пойдут рассуждения с позиций здравого смысла, а потом будет интересно увидеть, как они завели нас в тупик.

Итак: гены хорошо бы перемешивать с партнером, у которого они немного другие. Спариваться с самим собой совершенно бессмысленно, а природа не любит бессмысленных действий. Как избежать такого конфуза, если вы, например, гриб и ваша гифа встретила другую грибную гифу, вроде бы симпатичную, но вы не уверены, не растет ли она из той же самой колонии плесени, что и вы?

Самый простой путь к успеху — спариваться с кем-то, кто хоть в чем-то от вас отличается, потому что сами вы от себя не отличаетесь ни в чем. Решение задачи? Завести себе «тип спаривания». Пусть в популяции будут два варианта какого-то гена, причем для успеха любовного акта партнеры должны иметь разные варианты. Если вы встречаете кого-то с другим вариантом гена — это точно не вы, спариваться можно. Если вариант тот же самый — возможно, парень он симпатичный и вам во всем подходит, но на всякий случай лучше не надо.

Примером прямолинейной реализации этой идеи могут служить пекарские дрожжи. У них есть ген (генетики ради пущей точности употребляют здесь слово локус — это такое место в хромосоме, где может быть один или другой вариант какого-то гена) по имени МАТ, который способен существовать в двух вариантах — a и α («а» и «альфа»). Этот локус кодирует белки, руководящие переключением между двумя программами. Когда включается первая программа, клетка начинает синтезировать феромон a, а почуяв нежный аромат феромона α, изо всех сил стремится в этом направлении. При второй программе все происходит наоборот. К собственному типу спаривания, то есть феромону, дрожжи не испытывают никакого влечения, вот проблема и решена.

Есть, конечно, и потери. Вы избавились от риска спариться с самим собой или со своим идентичным близнецом (а таких вокруг много — заметим, что дрожжи обычно размножаются почкованием). Однако среди неродственных дрожжей ровно половина перестали быть для вас подходящими партнерами. Искать суженого стало вдвое сложнее. Но оно ведь того стоит: видимо, без перемешивания генов вам грозило вырождение, а близкородственные браки — путь к катастрофе?

Продолжим рассуждения на основе здравого смысла. Мы завели себе тип спаривания, но возникла проблема: спариваться можно теперь не со всеми своими соплеменниками, а только с половиной. Представим себе, что в такой двуполой популяции как-то возник третий тип спаривания. Он будет привлекать оба старых типа, так что проблема выбора партнера для него окажется значительно проще, чем для остальных. Налицо экономия ресурсов — не надо метаться в поисках подходящего партнера, — а стало быть, и эволюционный успех. Третий пол начнет распространяться, а за ним и четвертый, и пятый... Так можно объяснить, почему у многих грибов (а пекарские дрожжи — это как раз гриб-аскомицет, хоть и слегка странноватый, одноклеточный) типы спаривания устроены куда сложнее и многообразнее. Наши лесные боровики, а вместе с ними и огромное число других грибов из разных классов, избрали вариант «тетраполярного гетероталлизма», когда пол определяется не одним, а двумя генами (локусами), и если вы хотите с кем-то спариться, надо убедиться, что оба локуса партнера отличаются от ваших. При этом в каждом из локусов может быть много разных вариантов «гена типа спаривания». В результате в природных популяциях нередко до 98 процентов грибов одного вида оказываются друг для друга подходящими партнерами, притом что спаривание с братом- близнецом практически исключено.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
На ошибках учатся: что случилось с первым в мире реактивным самолетом «Комета» с квадратными окнами На ошибках учатся: что случилось с первым в мире реактивным самолетом «Комета» с квадратными окнами

Почему иллюминаторы самолетов имеют округлую форму

ТехИнсайдер
У бонобо нашли вокальные диалекты У бонобо нашли вокальные диалекты

Ученые сравнили вокализации бонобо из трех разных зоопарков

N+1
Исключение из правил: какая женщина на Руси сама могла выбрать мужа Исключение из правил: какая женщина на Руси сама могла выбрать мужа

Могла ли женщина на Руси выбрать себе мужа, или это не более чем миф?

VOICE
Дискуссия о формате: почему российской рознице нужны единые стандарты регулирования Дискуссия о формате: почему российской рознице нужны единые стандарты регулирования

Государство хочет установить правила регулирования работы маркетплейсов

Forbes
От «розовых очков» до стабильности: ученые определили этапы в карьере, через которые проходят все профессионалы От «розовых очков» до стабильности: ученые определили этапы в карьере, через которые проходят все профессионалы

Через какие эмоциональные этапы проходят все высококлассные профессионалы

ТехИнсайдер
«Мода — это язык мира» «Мода — это язык мира»

Карина Нигай о пути в моду, любимых брендах и новых целях

OK!
Широкими мазками по холсту алмазной истории Широкими мазками по холсту алмазной истории

Его величество бриллиант. Об истории алмазов и алмазного дела

Зеркало Мира
Стояние в середине взрыва Стояние в середине взрыва

За год Александр Плотников посадил вишневый сад и поставил четыре спектакля

СНОБ
Ночь в музее, «комната Афродиты» и «зона похоти»: самые роскошные новогодние корпоративы в истории Ночь в музее, «комната Афродиты» и «зона похоти»: самые роскошные новогодние корпоративы в истории

Самые необычные новогодние вечеринки — как зарубежные, так и российские

Правила жизни
История одной вещи: шапка-фернанделька, ставшая атрибутом пацанов 1980-х История одной вещи: шапка-фернанделька, ставшая атрибутом пацанов 1980-х

У такой вязаной шапки с узорами было несколько вариаций и еще больше имен

Правила жизни
Строить, не ломать Строить, не ломать

Очень надеемся, что облик XXI века определят не конфликты, а проекты городов

Robb Report
Не такой уж малый Не такой уж малый

Меры поддержки кредитования МСП все еще охватывают ничтожную его часть

Монокль
Фильм «Убийцы цветочной луны» с ДиКаприо и Де Ниро — кульминация творчества Мартина Скорсезе Фильм «Убийцы цветочной луны» с ДиКаприо и Де Ниро — кульминация творчества Мартина Скорсезе

«Убийцы цветочной луны» — синтез всего лучшего из карьеры Скорсезе

Правила жизни
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Философия нового времени Философия нового времени

Современное пространство в стиле минимализм для комфортной жизни большой семьи

SALON-Interior
IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов

IBM представила чип Condor, который содержит 1121 сверхпроводящий кубит

ТехИнсайдер
Дом, который построил страх Дом, который построил страх

Как устроен хоррор от крыши до фундамента

Weekend
Федор Елютин: гвоздь программы Федор Елютин: гвоздь программы

История-терпение от человека, который уверен, что умеет видеть мир со стороны

Maxim
Шимпанзе отобрал добычу у орла Шимпанзе отобрал добычу у орла

Зоологи стали свидетелями того, как вожак группы шимпанзе отобрал у орла добычу

N+1
Вина из США – яркие, шумные, солидные Вина из США – яркие, шумные, солидные

Знакомимся с американским виноделием

Зеркало Мира
История ритуального убийства История ритуального убийства

Книга, в которой подробно описана история краха Советского Союза

Монокль
Как кибернетические протезы делают общество лучше и справедливее Как кибернетические протезы делают общество лучше и справедливее

Как технологии делают жизнь людей проще и комфортнее

ФедералПресс
Кто хочет стать триллионером Кто хочет стать триллионером

Почему 100 лет назад рухнула германская марка

Деньги
Токсичная родня Токсичная родня

Как распознать токсичных родственников и что с ними делать

Лиза
Россияне пока не догоняют Россияне пока не догоняют

Как сравнить уровень жизни в разных странах?

Монокль
Пить русское вино: выносимая легкость и яркость вкуса Пить русское вино: выносимая легкость и яркость вкуса

Российское виноделие идет в рост, но до появления развитой индустрии пока далеко

Монокль
Зачем нужна «пауза в отношениях» и вдруг это манипуляция? Зачем нужна «пауза в отношениях» и вдруг это манипуляция?

Как «пауза в отношениях» может оказаться попыткой надавить на вас

Psychologies
10 фактов о сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте», которые надо знать, прежде чем начать его смотреть 10 фактов о сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте», которые надо знать, прежде чем начать его смотреть

Самые интересные факты о нашумевшем сериале «Слово пацана. Кровь на асфальте»

Maxim
Япона-рама Япона-рама

Dongfeng водим, Nissan в уме

Автопилот
Открыть в приложении