Гермафродиту без мужика нельзя

Американские генетики установили: нематоды генетически научились обходиться без секса, становясь на время гермафродитами, однако каждый вид научился этому по-своему. Открытие позволяет шире посмотреть на сам процесс эволюции, сообщает сайт Университета штата Мэриленд.

В работе, опубликованной в выпуске Developmental Cell от 3 апреля, группа профессора биологии Университета штата Мэриленд Эрика Хаага рассматривает два очень близких вида нематод: Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae.

Ученые установили, что одной и той же способности становиться гермафродитами эти два вида добились по-разному, хотя в обоих случаях мутации подвергалась чисто женская особь, которой для спаривания необходим самец. И случилось это приблизительно в одно и то же время.

Нематоды –
круглые черви. Двусторонне-симметричные первичнополостные без настоящей сегментации животные с сильно вытянутым в длину и круглым в поперечнике телом (отсюда русское название). Длина от 80 мкм до 8 метров. Нематоды бывают нитевидные или веретеновидные, реже бочонковидные или лимонообразные. Человек чаще всего встречается с неприятными нематодами: многие нематоды паразитируют на человеке – трихины, острицы и аскариды относятся к классу нематод.

«Оба вида проделывают один и тот же трюк с гермафродитизмом. Это свидетельствует о том, что одинаковый ход эволюции может быть сделан разными путями», – говорит Хааг.

Нематоды С. elegans и C. Briggsae – близкородственные крошечные черви, которые питаются бактериями и обитают в почве и перегное. Большинство особей обеих разновидностей имеют особенность, будучи анатомически женскими особями, становиться одновременно и мужскими только на то время, которое необходимо для произведения потомства без спаривания. На протяжении всей жизни нематоды генерируют яйцеклетки, как это и полагается взрослой женской особи. Однако в организме есть и так называемые спермотики (spermathecae), которые заполняются спермой для последующего самооплодотворения.

Особи-гермафродиты обеих разновидностей имеют две Х-хромосомы, как и их женские предки. Однако, по выражению профессора Хаага, «они как будто говорят: «Мы забудем на время, что мы женщины, произведем сперму, а потом вернемся обратно».

Генетический анализ показал, что молекулярный переключатель, превращающий нематоду в гермафродита и обратно, находится на совершенно разных генетических и эволюционных путях.

С. elegans и C. Briggsae фактически вышли из одной точки, пошли по разным эволюционным дорогам, но пришли к одному и тому же результату, необходимому для выживания вида. Подобный вывод может иметь далеко идущие последствия: фактически, открытие означает, что конечный продукт эволюции не зависит от пути, по которому она идет.

Способность быть обоеполыми очень нужна нематодам при освоении новых территорий, когда может не появиться возможности для скрещивания. Почти 99,9% популяции нематод являются гермафродитами. Однако 0,1% популяции составляют самцы с одной Х-хромосомой. Когда условия жизни ухудшаются, самцы вносят ключевой генетический взнос в сохранение вида. Поступающая от них Х-хромосома определяет возможность выживания вида. При ухудшении условий питания около половины личинок-гермафродитов, зачатых половым путем, превращается в самцов, потеряв одну из Х-хромосом. Самцы выглядят иначе, живут дольше и могут передавать свои гены по наследству через сперму. Черви, зачатые путем самооплодотворения, подобной способностью не обладали. Это значит, что черви, зачатые половым путем, могут лучше приспосабливаться к меняющейся окружающей среде, чем гермафродиты.

Так что даже таким простым существам, как нематоды, без особей мужского пола прожить невозможно.

«Кажется, нематоды интуитивно ощущают, что пол необходим для развития и изменчивости», – говорит Хааг. Несмотря на то что самооплодотворение выгодно в плане времени, энергии и чисто статистически, в плане выживания вида самцы необходимы.