„Organizmi su morali proizvesti najveće gamete s najviše hranljivih sastojaka ili najmanje gamete da bi koristili najmanje resursa”, rekao je rukovodilac studije Danijel Abrams, profesor inženjerskih nauka i primenjene matematike iz Makormik škole za inženjerstvo.
DARVINOVA NIT
Naučnici su konačno rešili jednu od važnih evolucionih enigmi – zašto je ljudska jajna ćelija znatno veća od spermatozoida.Odgovor na pitanje je logičan i očekivan – uzrok je nadmetanje za resurse u prirodnoj selekciji. No studija je, takođe, pokazala kako se to dogodilo i da je to bila evoluciona nužnost.
Kod većine današnjih životinja jajne ćelije su mnogo veće od spermatozoida, kod ljudi čak deset miliona puta kada se upoređuje njihova zapremina.U studiji, objavljenoj ranije ove godine u časopisu Journal of Theoretical Biology, naučnici sa Nortvestern indžiniringa u SAD utvrdili su da će se razlika u veličini gameta, muških i ženskih polnih ćelija, u modelima koji se temelje na ključnim evolucionim parametrima nužno povećavati.
Pomoću matematičkog modeliranja tim je istražio rano razdoblje u evoluciji kada su se primordijalne vrste reprodukovale spoljašnjom oplodnjom, kakva danas postoji uglavnom kod riba i nekih drugih životinja u vodi jer ona omogućuje da spermatozoidu plivaju do jajašca.
Prednosti i nedostaci
U modelu su veće reproduktivne ćelije, odnosno gameti imale konkurentsku prednost jer su mogle zadržati više hranljivih tvari i vitamina za opstanak potencijalnog zigota nastalog spajanjem polnih ćelija.S druge strane, prednost manjih gameta je u tome što je za njihovo stvaranje potrebno manje resursa, što podrazumeva manji stres za roditelje.
„Rano u evoluciji, kada se pojavila polna reprodukcija, gameti su bili simetrični. No ta simetrija ubrzo je nestala”, dodao je Abrams. „Na kraju imamo neke organizme specijalizovane za velike gamete, a druge specijalizovane za male gamete.”
„Organizmi su morali proizvesti najveće gamete s najviše hranljivih sastojaka ili najmanje gamete da bi koristili najmanje resursa”, rekao je rukovodilac studije Danijel Abrams, profesor inženjerskih nauka i primenjene matematike iz Makormik škole za inženjerstvo. „Vjrujemo da je ova razlika u veličini gotovo neizbežna; ona se temelji na verodostojnim pretpostavkama u vezi s tim kako funkcioniše polna reprodukcija i kako deluje prirodna selekcija.”
U svojem modeliranju istraživači su krenuli od izogamije, početnog stanja u kojem su svi gameti bile približno iste veličine, a različiti polovi još nisu postojali. Zatim su upotrebili matematički model osmišljen za ovo istraživanje da bi otkrili kako je izogamija prešla u anizogamiju, stanje u kojem su neki gameti, preteče današnjih spermatozoida i jajašca povezanih s biološkim polovima, postali vrlo mali i prilično veliki.U modelu je anizogamija proizašla iz nadmetanjanja za preživljavanje u okruženju sa ograničenim resursima. Veći gameti imaju prednost u odnosu na manje jer sadrže više hranljivih tvari što povećava verovatnoću preživljavanja zigota.
No organizmi ne mogu proizvesti mnogo polnih ćelija, a da sami ne potrebuju više resursa. Ušteda se može ostvariti ako organizam stvara mnoštvo malih polnih ćelija. „Rano u evoluciji, kada se pojavila polna reprodukcija, gameti su bili simetrični. No ta simetrija ubrzo je nestala”, dodao je Abrams. „Na kraju imamo neke organizme specijalizovane za velike gamete, a druge specijalizovane za male gamete.”
Različite prednosti
Očito je za muškispol bilo optimalno da stvara puno malih polnih ćelija, spermatozoida, da bi se povećala verovatnoća oplodnje, dok je za ženski pol optimalno bilo da stvara manje, ali velikih jajnih ćelija da bi one koje su oplođene imale više hranljivih tvari za opstanak i dalji razvoj.Abrams je izjavio da još nije razjašnjeno zašto neke izogamne vrste postoje i danas. Primerice, neke vrste algi i gljiva razmnožavaju se bespolno ili simetrično.
„Postojale su različite teorije o tome kako je nastala anizogamija, sve do Čarlsa Darvina”, kaže Abrams.„Pitanja u evolucionoj biologiji je veoma teško testirati jer možemo proučavati samo vrste koje danas postoje. Ne možemo videti kako su one izgledale pre više milijardi godina. U tom smislu korišćenje matematičkih modela može doneti nove uvide i razumevanja.”
(Izvor Indeks)
