A razão pela qual, em termos de evolução, os organismos têm sexo pode parecer bastante óbvia - eles fazem isso para se reproduzir. Claramente, a seleção natural deve favorecer os indivíduos que podem se reproduzir sobre aqueles que não podem. Mas isso está faltando o ponto. Para muitas espécies existe uma alternativa: reprodução assexuada.

Então, por que o sexo evoluiu em tantas espécies? Surpreendentemente, não há uma resposta única e clara para essa questão. De fato, até o momento, os pesquisadores desenvolveram mais de 20 hipóteses diferentes. Ultimamente, vários experimentos começaram a testar essas teorias, levando-nos mais perto de encontrar uma solução.

Em espécies assexuadas, uma fêmea se reproduz sem a contribuição genética de um macho e torna as filhas efetivamente idênticas a si mesma. Qualquer um que tenha suas rosas arruinadas por piolhos (alias: pulgões ou pulgões) saberá quão bem sucedida uma estratégia pode ser.

A chave para o problema intelectual é o fato de que os homens geralmente não investem nos filhos. Embora as mães sexuais precisem produzir filhos e filhas, uma mulher assexuada pode fazer filhas sozinhas. Se as fêmeas são o sexo de investimento (eles fazem ovos, alimentam os jovens etc), isso torna muito mais fácil o crescimento rápido da população: uma fêmea assexuada pode se tornar dois, dois podem se tornar quatro, quatro podem se tornar oito etc. por experimentos comparando efetivamente besouros assexuados com besouros sexuais no laboratório.

Além de mamíferos (incluindo humanos) e aves, existem espécies assexuadas em quase todos os grupos taxonômicos, incluindo peixes, répteis, plantas e insetos - mas são incomuns. Portanto, apesar das vantagens da reprodução assexuada, isso nos diz que, a longo prazo, o sexo vence.

Mutações ruins versus adaptação

A pesquisa evolutiva sobre o problema centrou-se principalmente em duas grandes classes de hipóteses. Ambos são baseados no fato de que o sexo gera variação misturando a composição genética dos pais. Você e eu não somos cópias idênticas de nossos pais, ao passo que as filhas de um afídeo assexuado são.

Essa variação se manifesta no nível genético: o sexo gera alguns organismos dentro da espécie com muitas mutações nocivas e algumas com relativamente poucas. Apoiadores do chamado teoria determinista mutacional argumentam que se os organismos com muitas mutações têm chances desproporcionalmente baixos de sobrevivência, muitas mutações ruins tendem a desaparecer com os seus anfitriões, gerando um grande número de organismos que estão livres de tais mutações. Em espécies assexuadas, por causa desta falta de variação, nenhum indivíduo é especialmente sobrecarregado por mutações. Como consequência, há uma morte mutacional remove que muitas mutações prejudiciais.

No entanto, esta teoria está sendo cada vez mais questionada à medida que se torna claro que muitas espécies sexuais, incluindo insetos e plantas, Não estão realmente produzindo o maior número de mutações prejudiciais como a teoria requer.

Outra hipótese forte concorrente afirma que o sexo permite uma linhagem de se adaptar às condições de mudança. As experiências confirmam que os membros de uma linhagem sexual geralmente se adaptam mais rapidamente do que os membros assexuadas das mesmas espécies, quando as condições mudam. Com efeito, a experimento beetle mencionado acima mostrou que se uma população sexual é permitida a liberdade de evoluir livremente durante mudanças de condições, ela pode deslocar completamente a população assexuada.

Pode haver muitas razões pelas quais o sexo facilita a adaptação. Por exemplo, imagine dois indivíduos em uma população assexuada que ambos têm um bom, mas diferente mutação. Porque o seu DNA não pode misturar, seus descendentes acabam competindo uns com os outros (isto é chamado de interferência clonal) - você nunca vai obter os benefícios de ambas as mutações em um indivíduo. Em uma população sexual, no entanto, ambas as boas mutações podem encontrar seu caminho em um indivíduo. Desta forma, temos o benefício de ambos, o que torna a adaptação muito mais fácil. Um estudo a nível molecular publicado no 24 de fevereiro confirmou que o sexo realmente alivia a interferência clonal.

A teoria Queen: parasitas?

Então aumentar a velocidade da adaptação parece ser uma boa explicação. Mas o que acontece depois que uma mudança ambiental ocorreu e as condições se estabilizaram? Não deveríamos esperar que os assexuais superassem novamente os sexos? Por esta razão, muitos pesquisadores estão cada vez mais atraídos pela idéia de que a variação criada pelo sexo também permite que as espécies se adaptem na interminável corrida armamentista evolutiva com seus parasitas.

Este tipo de jogo evolutivo de gato e rato é conhecido como Evolução da Rainha Vermelha, do personagem de Alice no País das Maravilhas, que insistiu que se deve correr apenas para ficar no mesmo lugar. De fato, genes relacionados à imunidade são alguns dos que mais evoluímos. Há também evidência recente Essa espécie pode aumentar a quantidade de mistura genética que eles fazem quando sentem que estão infectados com um parasita. Isso significa que seus filhos serão ainda mais diferentes um do outro e de seus pais.

Sabemos também as desvantagens de uma falta de variação de plantas de culturas assexuadas. Por exemplo, ataque por parasitas levou à Fome de batata irlandesa em 1845 – 49. Atualmente bananas são sob ameaça do ataque de numerosos parasitas fúngicos. Isso é relativo, dado que mais de 95% do comércio de exportação de bananas é de apenas uma cepa assexuada (Cavendish).

Então faça organismos têm sexo para se certificar de seus descendentes não vai ser dizimado pela doença - ou para torná-los relativamente livre de mutações prejudiciais? Essas hipóteses não tem que ser mutuamente exclusivos. Pesquisadores da área estão cada vez mais interessados ​​em algum tipo de modelo híbrido.

Atualmente, estamos caminhando para estudos do evolução do sexo ao nível molecular - Para que possamos mapear as mutações exatas que são perdidas ou ganhas durante a adaptação. Estudos sobre o destino de mutações, como resultado da co-evolução dos exércitos e parasitas também estão ao virar da esquina. Uma questão importante permanece, no entanto: entender por que mais espécies não têm o melhor dos dois mundos (como, aliás, pulgões fazer), e têm duas fases reprodução sexuada e assexuada.