Почему половое размножение выгодно: эксперимент на дрожжах

Половое размножение биологически затратно: требует конкуренции за партнёра, а половина особей не может рожать. При бесполом размножении, как у бактерий, каждая особь — потенциальная мать. Учёные долго спорили, зачем оно вообще возникло. Новое исследование группы биологов из Гарварда показывает, что секс даёт преимущество в меняющейся среде. Об этом сообщает портал Phys.org.

Работа, опубликованная в журнале Science, проводилась в лаборатории Майкла Десаи. Команда использовала дрожжи — они размножаются и половым, и бесполым путём, а новое поколение появляется за 90 минут. За четыре месяца учёные наблюдали 960 поколений — процесс, который у крупных млекопитающих занял бы сотни и тысячи лет.

Эксперимент начался с 12 одинаковых популяций дрожжей в идеальных условиях. Каждые 100 поколений часть линий принудительно переводили на половое размножение. В постоянной среде приспособленность половых популяций выросла на 8% против 5,7% у бесполых. В изменённых условиях — с повышенной солёностью, жарой, пониженной кислотностью и низким фосфатом — преимущество половых популяций составило от 2% до 5,6%.

Механизм связан с «плеотропными» генами, влияющими на несколько признаков. Вредные мутации могут «ехать автостопом» вместе с полезными. При бесполом размножении потомки — клоны, и вредный груз не исчезает. Половое размножение перемешивает гены родителей, избавляя популяцию от вредных «попутчиков». По словам Десаи, даже доля процента преимущества может привести к доминированию популяции за 50–100 поколений.

Эффект распространяется на сложные организмы: растения из черенков и некоторые ящерицы, размножающиеся партеногенезом, тоже несут генетический груз. «Секс ускоряет адаптацию и очищает от вредных мутаций — это общее преимущество для всех организмов», — заключил Десаи.