האבולוציה של הרבייה המינית

חיפושיות מושית השבע מזדווגות

גרגרי אבקה בצמחי זרע

האבולוציה של הרבייה המינית הן מספר השערות מדעיות מתחרות הנוגעות לאבולוציה של רבייה מינית. כל מיני אורגניזמים המתרבים ברבייה מינית התפתחו מאב קדמון משותף אשר היה מין של חד-תא איקריוטי. פרוטיסטים רבים מתרבים מינית, כמו גם יצורים רב-תאיים – צמחים, בעלי חיים ופטריות. ישנם כמה מינים אשר איבדו תכונה זו בהתפתחות מאוחרת, כמו במחלקת Bdelloidea (שייכים לגלגיליות) וכמה צמחים פרתנוקרפיים.

האבולוציה של הרבייה המינית כוללת שני נושאים קשורים, אך שונים: מקורה של הרבייה המינית והאופן שבו השתמרה במהלך האבולוציה. עם זאת, מאחר שקשה לבדוק באופן ניסיוני השערות על המקורות של הרבייה המינית, המחקר העכשווי מתמקד בחקר שימור התכונה.

נראה כי מחזור חיים מיני נשמר משום שהוא משפר את איכות הצאצאים (כשירות), למרות צמצום מספר הצאצאים הכולל (מאפיין המכונה "העלות הכפולה של הרבייה המינית"). על מנת שרבייה מינית תהיה יתרון מבחינה אבולוציונית, היא חייבת להיות קשורה לעלייה משמעותית בכשירות של הצאצאים. אחד ההסברים המקובלים ביותר הוא שהיתרון של הרבייה המינית טמון ביצירת שונות גנטית.הסבר אחר מבוסס על שני יתרונות מולקולריים. הראשון הוא היתרון של תיקון DNA משוחלף (מתקיים במהלך המיוזה, בזמן שכל שני כרומוזומים הומולוגיים צמודים זה זה כזוג), וההסבר השני הוא היתרון של קומפלמנטציה (המכונה גם בשם און כלאיים, או מיסוך של מוטציות).

יש שלוש סיבות אפשריות ליתרון האפשרי של יצירת שונות גנטית. ראשית, רבייה מינית יכולה להפגיש שתי מוטציות מועילות באותו הפרט ובכך לתת לו יתרון על פני פרטים אחרים (כלומר רבייה מינית תורמת להתפשטות של תכונות מועילות). כמו כן, בזכות הרבייה המינית מוטציות מועילות לא צריכות להתרחש זו אחר זו, במצטבר, בשושלת אחת של יצורים חיים, אלא יכולות לקרות במקביל בפרטים שונים או תת-אוכלוסיות שונות, ולהיפגש בהמשך ברבייה מינית. שנית, רבייה מינית מפגישה מוטציות מזיקות ויוצרת צאצאים שאינם כשירים לשרוד וכך הם נעלמים מהאוכלוסייה. עם זאת, באורגניזמים המכילים כרומוזום אחד בלבד, מוטציות מזיקות יחוסלו מייד ולכן הסרת מוטציות מזיקות כנראה אינה יתרון סביר של רבייה מינית. לבסוף, רבייה מינית יוצרת צירופים גנטיים חדשים שעשויים להיות בכשירות גבוהה יותר מאשר אלה הקיימים בעבר, או אולי פשוט להביא להפחתת התחרות בין קרובי משפחה על ידי הגדלת השונות ביניהם.

לגבי היתרון בשל תיקון הדנ"א, יש יתרון גדול ומיידי להסרת דנ"א שניזוק על ידי תיקון דנ"א בשחלוף במהלך המיוזה, מאחר שהסרה זו מגדילה את סיכויי ההישרדות של הצאצאים בעלי הדנ"א המתוקן. היתרון של קומפלמנטציה על ידי כל אחד מבני הזוג המתרבה היא הימנעות מההשפעות הרעות של גנים רצסיביים מזיקים אצל הצאצאים על ידי אפקט מיסוך של גנים דומיננטיים תקינים אותם תרם בן הזוג השני.

ייתכן שההשערות הללו נכונות כולן במידה זו או אחרת לגבי אורגניזם מסוים (הן אינן סותרות זו את זו), וכי השערות שונות עשויות לחול על מינים שונים. עם זאת, במסגרת מחקר העוסק ביצירת שונות טרם נמצאה סיבה אוניברסלית לרבייה מינית לכל היצורים המתרבים מינית. מצד שני, תיקון דנ"א במהלך המיוזה, וקומפלמנטציה, קיימים אצל כל היצורים המתרבים מינית.

קישורים חיצוניים

• למה מין? חידות ואמיתות מחדר המיטות של האבולוציה מחברת: ד"ר דינה צפרירי, באתר מט"ח.