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

Городские реки оказались мощным источником парниковых выбросов Городские реки оказались мощным источником парниковых выбросов

За год из городских рек в атмосферу поступает ~80 млн. тонн углекислого газа

N+1
Роковая пощечина Берии: почему советская актриса Евгения Гаркуша ушла из жизни в 33 года Роковая пощечина Берии: почему советская актриса Евгения Гаркуша ушла из жизни в 33 года

Смерть актрисы Евгении Гаркуши загадочна

VOICE
Астрономы впервые нашли массивные магнитные звезды за пределами Млечного Пути Астрономы впервые нашли массивные магнитные звезды за пределами Млечного Пути

Впервые обнаружены магнитные массивные звезды за пределами нашей галактики

N+1
Голова кругом Голова кругом

Есть ли у сосудов мозга углы

N+1
Астрономы увидели предсказанное повторное частичное разрушение звезды черной дырой Астрономы увидели предсказанное повторное частичное разрушение звезды черной дырой

Астрономы нашли звезду, обращающуюся вокруг черной дыры по вытянутой орбите

N+1
Агенты Дмитрия Самозванца убивают сына Бориса Годунова Агенты Дмитрия Самозванца убивают сына Бориса Годунова

Момент, когда низвергнутый царь, сумевший дать отпор убийцам, лишается сил

Дилетант
Конкурс страшных рассказов: «Квартирная магия», Анастасия Безган Конкурс страшных рассказов: «Квартирная магия», Анастасия Безган

Пощекочите себе нервы и прочитайте страшный рассказ на ночь

VOICE
В России выходит автобиография Энцо Феррари «Мои ужасные радости». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок В России выходит автобиография Энцо Феррари «Мои ужасные радости». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок

Самая важная глава из книги великого конструктора и автогонщика.

Maxim
Упражнения на спину в зале: видеоинструкции и комплекс на неделю Упражнения на спину в зале: видеоинструкции и комплекс на неделю

Какие упражнения можно и нужно делать на спину в зале

РБК
Капитан Южного океана Капитан Южного океана

История великого путешественника и первооткрывателя Джеймса Кука

Знание – сила
Качество жизни Качество жизни

В чем секрет успеха новой модели Arcadia A96?

Y Magazine
Как работает обет на исполнение желаний: сложный, но верный способ воплотить свои мечты в 2024 году Как работает обет на исполнение желаний: сложный, но верный способ воплотить свои мечты в 2024 году

Есть ли у тебя желание, претворения которого в жизнь ты особенно жаждешь?

VOICE
Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе

К чему приводят романтические отношения на работе?

Правила жизни
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

Кем могла бы быть волшебная Жар-птица с точки зрения науки?

Вокруг света
Утопления в Нанте Утопления в Нанте

Мрачное полотно Жозефа Обера, запечатлевшее нантские утопления

Дилетант
«Бензин самотеком не подавать»: о чем предупреждали водителей советских автобусов «Бензин самотеком не подавать»: о чем предупреждали водителей советских автобусов

Что значит надпись «бензин самотеком не подавать» и в чем минусы самотека

ТехИнсайдер
Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф

Как успех ученого может обернуться его же трагедией

Знание – сила
Железная проблема Железная проблема

Беспокоят слабость, выпадение волос, ломкие ногти?

Лиза
Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков

Признаки, которые выдают токсичного партнера

Psychologies
Счастье по фэншуй Счастье по фэншуй

Гармонизируем пространство детской комнаты с помощью древней китайской науки

Лиза
«Картинки в голове: И другие рассказы о моей жизни с аутизмом» «Картинки в голове: И другие рассказы о моей жизни с аутизмом»

Как лекарства облегчают жизнь людям с РАС

N+1
Конкурс страшных рассказов: «Черные крылья», Ольга Покровская Конкурс страшных рассказов: «Черные крылья», Ольга Покровская

Страшный рассказ от Ольги Покровской

VOICE
Личные и общие границы в отношениях: как защитить свою территорию и перестать нападать на чужую Личные и общие границы в отношениях: как защитить свою территорию и перестать нападать на чужую

Как понять, кто и где вторгается в наше пространство, а где вы делаете это сами

Psychologies
Распечатайте мне котлету: что сейчас умеют 3D-принтеры? Распечатайте мне котлету: что сейчас умеют 3D-принтеры?

А вы знали, что 3D-принтер умеет печатать не только пластмассовые детальки?

CHIP
Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры

Как креативным образом улучшить экологию Земли

ТехИнсайдер
Раз прошла такая пьянка Раз прошла такая пьянка

Выпивка на фоне автомобиля как жанр советской фотографии

Автопилот
Планета номер Икс Планета номер Икс

Гипотетическую девятую планету до сих пор не увидели ни в один телескоп

ТехИнсайдер
«Держись от него подальше»: причины и последствия стигматизации «Держись от него подальше»: причины и последствия стигматизации

Почему все еще существуют стигмы? Какие из них наиболее распространенные?

Psychologies
Героиня в кадре Героиня в кадре

Стася Милославская живет свою лучшую жизнь

VOICE
Русская красавица Русская красавица

Как выглядела и что носила стереотипная русская красавица

Дилетант
Открыть в приложении