Niezależna i wielokrotna ewolucja płci binarnej

Artykuł dotyczy tego, jak ewolucja dwóch różnych typów gamet („anisogamia”: wymóg powstania płci biologicznej) może w pewnych warunkach pochodzić z izogamii (gamet tej samej wielkości). Jest to artykuł teoretyczny i nie czytałem go uważnie, ponieważ jestem niechętny matematyce. Jednak interesujący jest pierwszy akapit artykułu, który omawia literaturę na temat anizogamii. W tym akapicie stwierdza się, że anizogamia (ergo płeć biologiczna) powstała niezależnie w wielu grupach eukariotów (organizmów z prawdziwymi komórkami). Umieściłem ten pierwszy akapit poniżej i pogrubiłem odpowiednią część. Dodałem również linki do każdej grupy, by można było zobaczyć, o co chodzi. Numery prowadzą do przypisów, których nie sprawdziłem.

Organizmy wielokomórkowe zazwyczaj wytwarzają gamety dwóch odrębnych klas wielkości: większe jaja i mniejsze plemniki. Ten dymorfizm — znany jako „anizogamia” — jest niezwykłym przypadkiem ewolucji konwergentnej. Powstał niezależnie w wielu odległych liniach eukariotycznych, w tym u zwierząt [1]; grzybów dikariotycznych [2]; różnych grup zielenic, w tym przodków roślin lądowych [3, 4]; krasnorostów [5]; brunatnic [6, 7]; różnowiciowców (Xanthophyceae: Vaucheria) [8]; okrzemek [9]; lęgniowców [10]; bruzdnic [11]; apikompleksów [12]; i parabasalidów (Trichonympha) [13]. Natomiast gamety większości jednokomórkowych i niektórych wielokomórkowych eukariotów są izogamiczne, z unimodalnym rozkładem rozmiarów gamet. Anizogamia jest często uważana za decydującą różnicę między „męskimi” i „żeńskimi” strategiami seksualnymi: samce produkują tylko plemniki; samice produkują tylko jaja; a hermafrodyty mają potencjał do wytwarzania obu typów gamet, jednocześnie lub na różnych etapach życia. Gatunkom izogamicznym brakuje płci zgodnie z tą definicją. Jednak ich gamety można często klasyfikować do dwóch, a czasami więcej, „typów godowych”, tak że zapłodnienie następuje tylko między gametami różnych typów [2 , 14 – 16].

Jeśli zsumujesz te grupy, otrzymasz co najmniej 11 ewolucyjnie niezależnych źródeł anizogamii: produkcja „większych jajeczek i mniejszych plemników”. Niezależność jest prawdopodobnie wnioskowana za pomocą metody „kladystycznej” poprzez spojrzenie na drzewa genealogiczne tych grup, widząc, że przodkowie byli albo bezpłciowi, albo izogamiczni, i zauważając, że anizogamia pojawiła się na późniejszej gałęzi pochodnej.

Jeśli autorzy mają rację, to mamy tutaj niezwykły przykład ewolucyjnej konwergencji: jedenaście oddzielnych grup niezależnie rozwijających binarny seks z dużymi jajami i małymi plemnikami. Oczywiście istnieją teorie ewolucyjne pokazujące, dlaczego przodkowie płci z równymi rozmiarami gamet podzieliliby się na pochodny stan z dwoma rozmiarami gamet, ale jest to wynik teoretyczny. Tutaj widzimy, że w naturze zdarzyło się to prawie tuzin razy, więc teorie mogą mieć trochę uzasadnienia.

Dodam jedną rzecz. Nie tylko płeć anizogamiczna najwyraźniej ewoluowała jedenaście razy niezależnie, ale nawet w jednej grupie zwierząt czynniki determinujące płeć — cechy, które wyzwalają rozwój dwóch typów zwierząt produkujących gamety różnej wielkości — również ewoluowały niezależnie. Luana i ja wskazaliśmy na to w naszym artykule ”Ideologiczne podważanie biologii” (pogrubienie moje):

Możemy zobaczyć stabilność sytuacji dwupłciowości, zdając sobie sprawę, że to, co wyzwala rozwój samców i samic, różni się znacznie w zależności od gatunku. Różne płcie mogą być oparte na różnych chromosomach i ich genach (np. XX vs. XY u ludzi, ZW vs. ZZ u ptaków, osobniki z dwoma takimi samymi chromosomami są samicami u ssaków i samcami u ptaków); różne temperatury odchowu (krokodyle i żółwie); czy masz pełny lub połowiczny zestaw chromosomów (pszczoły); czy spotkasz samicę (robaki morskie); oraz wiele innych czynników społecznych, genetycznych i środowiskowych. Dobór naturalny niezależnie wytworzył różne ścieżki generowania płci, ale na końcu są tylko dwa miejsca przeznaczenia: samce i samice. Mamy więc rozwiniętą i obiektywnie uznaną dychotomię, a nie arbitralne spektrum płci.

No cóż, nie jestem wystarczająco mądry ani pilny, aby zrozumieć, dlaczego skoro istnieją dwie płcie — co ma miejsce u zwierząt, a zatem musiało być prawdą u naszego wspólnego przodka) — to jak można ewolucyjnie przejść od jednego wyznacznika płci (powiedzmy genu na chromosomie) do czegoś takiego jak zależne od temperatury determinowanie płci lub społeczne determinowanie płci (np. słynne błazenki, wykorzystywane przez pomylonych do twierdzenia, że istnieją więcej niż dwie płcie). To zagadka czekająca na rozwiązanie. Ale nawet tutaj, w jednej grupie, mamy ewolucję konwergentną — czynników, które powodują rozejście się obu płci.

Wszystko to wydaje mi się fascynujące i pokazuje siłę Drugiej Zasady Orgela: „ewolucja jest mądrzejsza od ciebie”.

Link do oryginału: https://whyevolutionistrue.com/2025/02/14/apparent-independent-evolution-of-binary-sex-many-times/

Why Evolution Is True, 14 lutego 2025

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem (wydanej również po polsku przez wydawnictwo "Stapis") książki "Faith vs Fakt". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.