paleoforum.ru

Каким образом произошел переход от бесполового к половому размножению?
Как это происходило на генетическом уровне? Как возникли и эволюционировали половые органы? Как появились гермафродиты?

для чего нужны два пола ? почему детопроизводящие особи не могут обмениваться геннетическим материалом друг с другом ?

Цитата: LFrentz от декабря 17, 2012, 13:27:09
для чего нужны два пола ?

Генетическое разнообразие и аппробирование новых условий на самцах...

Цитата: LFrentz от декабря 17, 2012, 13:27:09
почему детопроизводящие особи не могут обмениваться геннетическим материалом друг с другом ?

Если бы состояли из одной клетки, могли бы.

Цитата: InTeGro от декабря 17, 2012, 14:33:12
Чем вызваны генетические отклонения - Гермафродитов?

О каких генетических отклонениях идет речь?

Цитата: LFrentz от декабря 17, 2012, 13:27:09
для чего нужны два пола ? почему детопроизводящие особи не могут обмениваться геннетическим материалом друг с другом ?

два пола "выкристализовываются" из популяции гермафродитов - в силу того, что при их перекрёстном оплодотворении и затратах самца меньших, чем самки никто не хочет выступать в роли самки. два пола же необходимы для генетической рекомбинации, которая необходима для большего количества сочетаний мутаций. Получаются именно два пола, а не просто слияние гамет (хотя и такое есть), как видно просто потому, что двум движущимся объектам гораздо труднее найти друг друга, чем если один из них будет стоять на месте и второй иметь "ориентиры" для его нахождения.

Когда появились полы- когда у одноклеточных сформировалась схема генома с двойным набором гомологичных хромосом.
Принципиальные генетические различия между полами развились у разных животных по-разному, у теплокровных потому что у предков контроль половой принадлежности осуществлялся температурным режимом развития зародышей, у членистоногих своим чередом ну и много наверное вариантов.
У растений генетический унисекс доминирует.

Я тут думаю, а может есть глубинные причины, у конкретного устройства полов, смотрите- мужских гамет много, десятки и сотни миллионов, женских- там посмотреть, у рыб бывает и много, но всё-таки мужских больше, показательны конечно какие-нибудь слоны и китообразные, мужских гамет крайне много, а женских крайне мало, и животные умудряются несмотря на длину поколений сохранять эволюционную пластичность и тому подобное.
Без быстрого вырождения.

Может тут дело в каком-то способе обмануть статистику и вероятность, в чём проблема метода научного тыка в эволюции- нужно очень много попыток, чтобы вероятность положительного результата была хоть сколько-то высока.
Ну так вот они эти попытки- сперматозоиды.
Вопрос только в том, как прогрессивность попыток сперматозоидов может себя показать на доэмбриональном этапе, здоровые сперматозоиды плывут прямо к яйцеклетке , больные- крутятся на месте, плавают кверху брюхом и так далее.
Но от формы сундука не зависит состав монет в нём хранимых, тем более чтобы изменение состава монет меняло форму сундука, вот как-то изменяя его свойства, при той же массе монет, распределении внутри сундука, только состав монет.
В каждом сперматозоиде в целом половина нормального набора хромосом, только в одном по факту больше патогенных генов, в другом больше непатогенных и тому подобное, желательно оплодотворить яйцеклетку вторым. Кроме способа плавать нет никакой возможности различить два сперматозоида, но наверняка не все хорошо плавающие здоровы, а плохо плавающие обязательно больны, как провести выборку на гаметном уровне?
Тем не менее кажется, что именно это происходит, иначе не было бы такого различия в гаметах и способе их формирования, яйцеклетки формируются одним образом- лишние хромосомы просто отбрасываются, сперматозоиды формируются по максимальному принципу- из одной клетки четыре сперматозоида.
Огромная гибель сперматозоидов всегда на пути к оплодотворению, уж этого легко было бы избежать, чуть покрепче броня, чуть помощнее ресурсы- но гибнет сперматозоидов очень много именно из-за их уязвимости.
Однако доплывают!
В нужных в целом количествах!
Что если мы не дооцениваем игру в сперматозоиды, я понимаю, формально остаются все эти трудности- испытания гамет не могут охарактеризовать разовьющийся из них организм, ведь именно это нужно, прекрасно плавающий сперматозоид не может показать реальное качество своих хромосом на будущей практике, а вдруг может?
Фантастика пока, но все эти проблемы с вырождением генома, с требованием огромного числа эволюционных попыток для получения хоть какого-то положительного результата упирается именно в малое число рождающихся особей, и даже скорее успешными в конечном счёте являются не такие уж многопотомственные виды.
Что если "удача"- не просто вероятность, что если латырея сперматозоидов имеет конкретный смысл, выпадает оплодотворить не просто случайному товарищу, а в среднем действительно имеющему, что вложить в будущий организм.
То есть- выигравший гонку сперматозоид с гораздо большей вероятностью имеет внутри себя конструктивные изменения и не имеет патогенных, чем если рассматривать процесс только с позиции чистой случайности.
Конечно отсекаются откровенные браки, которые хвостиком шевелить не могут, но остальные по сегодняшним понятиям не могут проявить в своём кроссе положительные или отрицательные качества будущего организма, это просто ещё не только от них зависит, зависит и от яйцеклетки, зависит от условий жизни самого организма, но всё же- при наличии десятков миллионов и больше мужских гамет вероятность конструктивныъх попыток эволюции в принципе на порядки выше, чем это следует просто из рассчётов вероятности конкретных конструктивных попыток, вот у данных сформировавшихся организмов.
Как это работает- не предполагаю даже.
Но очень похоже на это.

Яйцеклетки в том числе у человека, хранятся с раннего этапа эмбриогенеза, они уже сформированы, казалось бы, что мешает нарабатываться яйцеклеткам непрерывно как спермиям, но нет, они изолируются от внешних воздействий возможно раньше. Окончательное формирование гаметы- отбрасывание лишних хромосом- лучше выбросить, чем допустить формирование пусть дополнительной, но возможно бракованной яйцеклетки, причём сразу вопрос- как же определить, не бракованный ли набор входит именно в состав сформированной яйцеклетки, а выбрасываются может быть как раз перспективные наработки. Женские гаметы, похоже, формируются по "ответственному" сценарию, чтобы они были возможно гарантированнее качественными, ну пусть, здесь это можно обеспечить крайне ответственным копированием генетического материала, возможно, в яйцеклетках природа добивается меньшего количества мутаций, чем, положим, при формировании даже соматических клеток. Возможно это объяснимо уже сейчас.
А сперматозоиды формируются по максимальному сценарию, чтобы ни один кусочек не пропал.
Зачем эти конкретные особенности?
У меня вопросы больше к мужским гаметам- их очень много и их могло бы быть как минимум в миллион раз меньше, но зато попрочнее.
Значит именно выгодно иметь много, но сравнительно слабых, это имеет смысл именно для латыреи- в конце концов больше счастливых билетов в большом розыгрыше, чем в малом, как вот только суметь из большого розыгрыша вытащить больше счастливых билетов, чем из меньшего розыгрыша- не представляю, но видимо есть способы!

Пока фантастика, прошу прощения, трактат получился!

Цитата: Limfil от декабря 17, 2012, 16:05:24

Цитата: LFrentz от декабря 17, 2012, 13:27:09
для чего нужны два пола ? почему детопроизводящие особи не могут обмениваться геннетическим материалом друг с другом ?

два пола "выкристализовываются" из популяции гермафродитов - в силу того, что при их перекрёстном оплодотворении и затратах самца меньших, чем самки никто не хочет выступать в роли самки. два пола же необходимы для генетической рекомбинации, которая необходима для большего количества сочетаний мутаций. Получаются именно два пола, а не просто слияние гамет (хотя и такое есть), как видно просто потому, что двум движущимся объектам гораздо труднее найти друг друга, чем если один из них будет стоять на месте и второй иметь "ориентиры" для его нахождения.

Самцы - упрщенные "самки - гермафродиты", специализированные на внесение максимального числа мутаций в генофонд популяции. Что в целом полезно для вида, и было закреплено отбором. Как то так   )))  Еще странно, что их ровно половина особей ... преимущество  должны были получить виды где большая часть детопроизводящие самки, а "фонтанирующие мутациями" самцы в соотношении 1 к 10 , или нет ?

Самцы не только фонтанируют мутациями, но ещё и проверяют их на себе.
В этом плане как раз важно, чтобы самцов было сопоставимо с самками по числу родившихся.
Вот до спаривания пусть добираются сильнейшие, и то есть обходные пути, а так- кто же обкатывать нововведения будет?
Если количество самцов радикально сократить, то тогда уже в очень большой степени за генетическое разнообразие будут отвечать как раз самки, просто их больше, а бык-производитель один на стадо.
Нет, самцов должно быть сопоставимо по количеству с самками.

Цитата: алексаннндр от декабря 18, 2012, 02:45:42
Самцы не только фонтанируют мутациями, но ещё и проверяют их на себе.
В этом плане как раз важно, чтобы самцов было сопоставимо с самками по числу родившихся.
Вот до спаривания пусть добираются сильнейшие, и то есть обходные пути, а так- кто же обкатывать нововведения будет?
Если количество самцов радикально сократить, то тогда уже в очень большой степени за генетическое разнообразие будут отвечать как раз самки, просто их больше, а бык-производитель один на стадо.
Нет, самцов должно быть сопоставимо по количеству с самками.

ну, я думаю если просчитать число спарившихся(передавших гены) самцов к числу спарившихся самок, то и получиться соотношение 1 к 10  (один бык на стадо).
За исключением,  редких представителей моногамных видов. Получается, что эволюция осознает всю огромную  важность увеличения изменчивости ... хм, точнее огромное  преимущество в борьбе за выживание получили, по факту,  те виды, которые готовы ради увеличения количества мутаций перевести половину особей в непроизводящий режим " самцов-осеменителей". Которые большую часть своей жизненой энергии (помимо выживания) будут тратить на соперничество друг с другом, и на производство тоннами
семенного материала. Внутри которого также идет борьба (см. выше), причем соотношение  передавших гены к числу остальных, я не знаю, наверно 1 к миллиарду )))

Кое-какие соображения.

Вот что мне более-менее понятно.

1) В основе половых различий первично лежит не утрата альтернативных программ морфогенеза, а их блокировка. Даже у млекопитов, включая Homo sapiens. Смотрите: каждый мужчина несет в своем геноме информацию, полностью описывающую женский фенотип (т.е. содержащуюся в аутосомах и в X-хромосоме). Еще более иллюстративна в этом отношении "балансовая" система прямокрылых насекомых: пол определяется у большинства их видов исключительно количеством X-хромосом, в то время как Y-хромосомы у них отсутствуют (кстати, у всеми любимой дрозофилы ситуация очень близкая: генов, локализующихся в аутосомах и в X-хромосоме, вполне достаточно для формирования фенотипа любого пола).

2) Механизм этой блокировки не обязательно генетический/хромосомный. Она может запускаться также и факторами внешней среды (например, температурой у крокодилов).

3) Можно полагать, что именно внешние факторы изначально и использовались для блокировки программ развития одного из полов, и лишь затем в ряде случаев произошло их замещение цитогенетическими механизмами. Во всяком случае, такое предположение хорошо согласуется с тем, что у разных групп позвоночных встречаются разные механизмы определения пола: "крокодилий", XX/XY, ZZ/ZW (причем, скажем, у амфибий они могут быть быть реализованы по-разному в близкородственных таксонах).

Но вот что я пока понимаю плохо: почему эволюция не ограничилась в случае определения пола простыми аллелями какого-то гена, а стала многократно, независимо в разных группах, воротить сложные фокусы с целыми хромосомами (которые, вроде бы, больше нигде, кроме как в определении пола, особенно не внедряла)?

BTW, не знает ли кто-нибудь 2 вещи, имеющие близкое отношение к обсуждаемой теме:
1) как регулируется "пол" у двудомных растений?
2) как соотносятся жизнеспособности самцов и самок у птиц и прочих организмов с ZZ/ZW-системой?

Цитата: PVOzerski от декабря 18, 2012, 13:54:07
Но вот что я пока понимаю плохо: почему эволюция не ограничилась в случае определения пола простыми аллелями какого-то гена, а стала многократно, независимо в разных группах, воротить сложные фокусы с целыми хромосомами (которые, вроде бы, больше нигде, кроме как в определении пола, особенно не внедряла)?

Думаю, пол и определяется несколькими сайтами (генами), как качественным различием (х, y), так и количественным (количеством Х-хромосом) или воздействием внешней среды. Допустим, в двух гомологичных хромосомах появились аллели: х - обусловливающий женский пол, Y - обусловливающий мужской пол. Возможно, многие гены нужны лишь для развития самок, поэтому в хромосоме, в которой оказался аллель Y, они начали элиминироваться и, таким образом, мужская хромосома Y частично редуцировалась.

>Возможно, многие гены нужны лишь для развития самок, поэтому в хромосоме, в которой оказался аллель Y, они начали элиминироваться и, таким образом, мужская хромосома Y частично редуцировалась.

Всё сложнее. Y-хромосома млекопитов - функционально совсем не то же самое, что Y-хромосома мух. А, например, у некоторых видов саранчовых произошло слияние X-хромосомы с одной из аутосом, в результате чего гомологичная 2-я аутосома стала восприниматься как Y.

Надо бы начинать издалека. Дробление на неравные части - естественно. В присутствии активной среды - всё наоборот, в насышенном растворе мелкие части растворяются быстрее (площадь/объем), потому происходит рост кристалла за счет растворения мелких.
  Деление-распад клетки на полностью равнозначные части - маловероятный процесс, геном, конечно, защищает, насколько может, от излишней неравнозначности, но такая борьба слишком затратна. Проще оставить при делении одну часть нетронутой, в другую сбагрить "дислокации". Только избавишись от дислокаций можно рассчитывать на рост и деление равнозначных. Это первый эволюционный этап - как бы "возвращение" к исходности на новом уровне организации.
  Второй этап - это сбагривание изменений не на смерть и расстворение в среде, а в "противопложно-полый" организм с той асимметрией признаков, которая делает ущербным раздельное сосуществование. При этом постепенный переход к гермофрадитизму (выравнивание половых признаков) - естественность, которая наступает после выработки приемов генома освобождаться от мутаций с помощью внутреннего контроля, допустим, имунной системой.
  Таким образом, чередование этапов деления с неравностями, позволющими блюсти принцип комбинаторной изменчивости, и этапов, позволяющих добиваться максимально возможной сохранности, является вполне объяснимой с точки зрения физических принципов, реальностью.
  Тонкости же вариаций этими этапами - вопрос серьезного изучения.

Цитата: алексаннндр от декабря 17, 2012, 17:01:49
Я тут думаю, а может есть глубинные причины, у конкретного устройства полов, смотрите- мужских гамет много, десятки и сотни миллионов, женских- там посмотреть,

из организмов с внутренним оплодотворением наземные позвоночные тут почти единственные, у кого такое кол-во сперматозоидов, то есть это исключение, доставшиеся нам в наследство от ополодотворения наружнего и подкреплённое "битвой семенников" в теле самки - кого больше, тот вероятнее и ополодотворит. членистоногие, практикующие почти погловно (а может и не почти) внутренее оплодотворение пошли по иному пути - делать сперматозоиды как можно качественнее. и - в случае многих насекомых, подносить их как можно точнее к цели, что достигается сложностью полового аппарата. для такого сценария "рыбье" начало было в нас слишком сильно. кстати насчёт того, что среди млекопитающих самцы вносят значительно большее генетическое разнообразие - конкретными цифрами не распологаю, но по идее должно быть так, правда, яйцеклетка пока покоится и не делется тоже мало по малу накапливает мутации, но конечно гораздо медленее, чем постоянно делящиеся сперматозоиды

Цитата: LFrentz от декабря 18, 2012, 10:51:49
Получается, что эволюция осознает всю огромную  важность увеличения изменчивости ... хм, точнее огромное  преимущество в борьбе за выживание получили, по факту,  те виды

не совсем, тут сказываются более "гкурные" интересы каждой особи в отдельности - соотношение 1:1 точка стабильного равновесия, поскольку если увелиится количество одного из полов, то выгоднее будет оставлять потомство противоположного пола - что и поддерживает это соотношения постоянно таким и почти у всех, за исключением некоторых "экзотических случаев" когда полы резко различны (паразитизм самцов у самок - как у бонелий и глубоководных удильщиков, мешкообразные самки-паразиты и летающие самцы веерокрылых и может ещё чуток)
либо когда генетические способы определия пола резко различны - как у перепончатокрылых.

Цитата: PVOzerski от декабря 18, 2012, 13:54:07
Но вот что я пока понимаю плохо: почему эволюция не ограничилась в случае определения пола простыми аллелями какого-то гена, а стала многократно, независимо в разных группах, воротить сложные фокусы с целыми хромосомами (которые, вроде бы, больше нигде, кроме как в определении пола, особенно не внедряла)?

а как провернуть штуку с двумя аллелями? куда девать половину гетерозигот? делать аллель "самковости" доминантной? так тогда нарушится стабильность и будет положительный отбор в сторону аллели "самцовости". потмоу наверное определие полы и пошло по пути "фона" в виде всегда имеющиейся хромосомы, на который накладывались различия. кстати, такой механизм помимо определения пола несёт полезную для эволюции вещь - самцы, кусок генома (иногда довольно значительный, как у Дрозофил) которых гаплоиден, более разнообразны фенотипически и в них проявляются те мутации. которые у самок проявляются крайне редко и потмоу могут быть отобраны - то, что это обычно именно самцы - так это потому что их может быть меньше самок и их не так жалко для репродуктивности популяции. исключение тут птицы, однако они почти все моногамны и потому самцы и самки в репродкутивном плане равны.

>а как провернуть штуку с двумя аллелями? куда девать половину гетерозигот?
А откуда такая проблема возьмется? Пусть гетерзиготы Аа будут самцами, а гомозиготы аа - самками. Расскажите, как в такой ситуации получить при нормальном ходе мейоза гомозигот AA! Мы ж потомства от двух самцов получить не сможем.