19.12.2011

Митохондрии заставили организмы разделиться на два пола

Это произошло из-за резко возросших энергетических потребностей организмов: большую роль в их клетках стали играть митохондрии, а организовать условия работы для этих органелл лучше всего было, передавая их потомкам только от одного из родителей.

Хотя разделение животных на два пола кажется нам вполне естественным, для биологов это по-прежнему загадочный феномен. Дело в том, что раздельнополость по целому ряду причин не кажется таким уж выгодным эволюционным приобретением. Например, количество потенциальных половых партнёров для особи в этом случае составляет всего половину от популяции. Разве не было бы лучше, если бы каждая отдельная особь могла объединять свой генетический материал с любой другой?

По мнению исследователей из Лондонского университетского колледжа (Великобритания), разделиться на два пола нас заставили митохондрии. Эти органеллы замечательны не только тем, что снабжают клетку энергией: они ещё обладают собственным геномом, который делает их отчасти независимыми от клеточного ядра. При этом, когда приходит время размножения и оплодотворения яйцеклетки, митохондрии зародышу достаются только по материнской линии, от отцовского сперматозоида митохондрия не передаётся. Исследователи предположили, что именно в этом кроется причина существования двух полов у живых организмов. Они построили математическую модель, с помощью которой оценили плюсы и минусы передачи митохондрий одним родителем или двумя. Для простоты учёные рассматривали одноклеточный организм.

В итоге исследователи пришли к выводу: если митохондрии наследуются только по одной линии, им проще ужиться в клетке, а клетке проще ими управлять. Если же митохондрии приходят ещё и от другой клетки, то есть от полового партнёра, то между клеточным ядром и митохондриями начинается разлад. Такие внутренние трения, возможно, и не убьют дочерний организм, но жить ему будет сложнее: те же митохондрии будут работать вполсилы.

Результаты работы исследователи представили в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Поначалу, возможно, это и не играло такой уж большой роли, но потом жизнь усложнилась, появились многоклеточные формы, и энергозапросы организмов возросли. Чтобы митохондрии действовали на полную силу, им надо было эффективно организовать работу, и наследование по одной линии удачно решало эту задачу. В результате мы имеем радикально отличающиеся друг от друга мужские и женские половые клетки. Так что, можно сказать, причиной появления двух разных полов стали возросшие энергетические потребности живых организмов.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА