La evolución de las especies a lo largo del tiempo ha
modificado los patrones de transmisión de la información genética, es decir,
los modelos de reproducción. Así hasta nuestros días se han mantenido especies
con tres tipos básicos de reproducción; seres vivos con reproducción asexual,
sexual y otros con mezcla de ambas, presentes en sus ciclos de vida.
La reproducción sexual presenta un mayor coste energético
con respecto a la reproducción asexual, sin embargo, paradójicamente el modelo
sexual está muy extendido. Entenderlo significa irremediablemente, observarlo
desde el prisma de la selección natural en los procesos evolutivos. El éxito de
la reproducción es en último punto, el objetivo principal de la evolución. Bajo
esta premisa, la amplia distribución del modelo de reproducción sexual implica
un éxito en la transmisión de información genética de generación en generación,
y que en términos de biología evolutiva supera el coste-beneficio, es decir, es
rentable y asume menos riesgos, como veremos más adelante. Así podemos
proyectar tres hipótesis que nos doten de información de por qué la
reproducción sexual es favorable en términos evolutivos:
- La
reproducción sexual implica generación de individuos que son mezcla de sus
parentales. Estos parentales mediante ciertos procesos celulares, transforman
sus células somáticas en gametos que son las células que van a fusionarse para
generar el nuevo individuo. Para llegar a este proceso, se producen procesos de
selección de los más aptos, al menos en la reproducción sexual anisogamética.
En primer lugar el individuo que va a fecundar, es decir, el macho se
transforma en un competidor, y la fecundación de la hembra en su objetivo. El
macho compite con otros machos de los cuales al menos uno va a ser el que
fecunde a la hembra y el que en términos evolutivos, va a transmitir el 50% de
su información genética, el otro 50% lo completa la hembra. Esta lucha, en si
misma, es un proceso de selección pues ya se están seleccionando los machos más
aptos, los que tienen mayor capacidad de transmitir genes.
Al fin y al cabo, en términos evolutivos, estos procesos
de selección van a elegir los genes mejor adaptados, los que tienen más
capacidad reproductiva, dejando a un lado, a los machos con fenotipos
deletéreos (aquellos que reducen la viabilidad o la fertilidad del individuo),
y aumentando por tanto el valor adaptativo de las generaciones venideras. Es
también por tanto un proceso de selección sexual pues la progenie de las
hembras sexuales se beneficia de los buenos genes obtenidos de los machos más
competitivos.
- Las
mutaciones inherentes al cambio de medio o a ciertos genes, son más eficazmente
combatidas a lo largo de las generaciones, en el modelo sexual que en el
asexual, en el que son mantenidas a largo plazo. Así en el modelo asexual si
aparece una mutación en un individuo toda su progenie la mantendrá a lo largo
del tiempo, salvo una muy improbable reversión en algún descendiente. Sin
embargo, en el modelo de reproducción sexual la probabilidad de transmitir una
mutación a la siguiente generación se reduce ampliamente, pues el nuevo
individuo es mezcla de los parentales, aumentando así el valor adaptativo de la
especie.
- La
reproducción sexual genera variabilidad, porque la progenie que se obtiene es
absolutamente diferente de la de los parentales, de hecho, en términos
genéticos aparece un nuevo fenotipo mezcla del padre y de la madre, así
procesos citogenéticos durante la formación de los gametos aumentan la
variabilidad final de los descendientes, en concreto, el entrecruzamiento y la
recombinación. En términos evolutivos, variación, significa una mejor
adaptación de la especie a cambios en el medio. En el modelo asexual, todos los
individuos son clones del individuo original, aunque también estos individuos
pueden sufrir mutaciones como hemos comentado antes; no variar, puede
significar irremediablemente adaptarse a pocos cambios e implica que cambios en
el medio pueden acabar drásticamente con la especie.
En el modelo sexual la variación significa la aparición
de múltiples respuestas o fenotipos frente a cambios en el medio, significa un
gran catálogo de posibilidades de sobrevivir al medio, de triunfar en la
competencia y en último grado, de transmitir esa información genética, es
decir, de ser elegido en el proceso de selección natural.
Si se analiza el balance coste-beneficio a corto tiempo
de los dos modelos de reproducción, es muy probable que el asexual sea valorado
como muy rentable, pero es un error entender los modelos y procesos biológicos
a corto tiempo, pues el punto de vista de la biología evolutiva es crucial para
dar una visión menos errática de la realidad. Por tanto, si analizásemos evolutivamente
los dos modelos veríamos que el coste-beneficio del modelo asexual es muy
rentable, pero asume muchos riesgos al no variar o hacerlo muy escasamente y
por tanto, exponiéndose a la desaparición o a la acumulación de mutaciones
deletéreas. Para el modelo de reproducción sexual existe un balance
coste-beneficio bajo, a tiempo corto, pues implica generalmente la presencia de
dos individuos, el gasto de elaboración de gametos de los cuales la mayoría no
van a fecundar, el gasto para “triunfar” en la competencia en la búsqueda del
gameto fecundable o fecundador y otros
gastos energéticos asociados al modelo de reproducción.
Pero sin embargo, todos estos gastos energéticos son una
inversión que permiten transmitir una información genética única y ampliamente
variada, permitiendo en último término la mejora genética por selección natural
y adaptando la especie a múltiples cambios; supone por tanto a largo plazo un
beneficio de la especie que va manteniendo los genes más aptos tras complicados
procesos de selección tanto a nivel de competencia con otras especies y con
ellos mismo, como a nivel de cambios en
el medio que les rodea.
في مجرى تطور الأنواع الحيّة وبمرور
الزمن، حصل تعديل بنماذج نقل المعلومة الجينيّة، ما يعني، حصول تعديل بنماذج التكاثر. هكذا، وحتى
يومنا هذا، قد حافظت الأنواع الحيّة على 3 أنواع أساسيّة من التكاثر، هي:
كائنات حيّة ذات تكاثر لاجنسيّ
كائنات حيّة ذات تكاثر جنسيّ
كائنات حيّة تمتلك مزيج من
التكاثرين السابقين.
وتحضر أنواع التكاثر تلك في دورات
حيواتها.
يظهر
في التكاثر الجنسيّ الحجم الأكبر للصرف الطاقيّ
مقارنة بالتكاثر اللاجنسيّ، مع هذا، وبشكل يبدو متناقضاً، نموذج
التكاثر
الجنسيّ هو الأكثر انتشاراً بين الأحياء.
وبُغية فهمه، وبالضرورة، هو يُراقَبْ من خلال منظور آليّة الإنتقاء الطبيعيّ في العمليات التطوريّة.
نجاح
التكاثر هو النقطة الأخيرة، أي الهدف الرئيسيّ للتطوّر.
بناء على ما تقدّم
من
كلام، يُفضي الإنتشار الواسع لنموذج التكاثر الجنسيّ إلى نجاح نقل المعلومة
الجينيّة
/ الوراثيّة من جيل إلى جيل، ووفق مصطلحات علم الأحياء التطوريّ سيتخطّى
مسألة
الثمن – الفائدة، ما يعني أنّه ذو مردوديّة أكبر وأخطار أقلّ، كما
سنرى عند تقدمنا
بالموضوع.
هكذا، يمكننا إنشاء ثلاث فرضيات تزودنا بالمعلومة الشارحة لأسباب
تفضيل
التكاثر الجنسيّ وفق مُصطلحات تطوريّة، وهي:
الفرضيّة الأولى
يقضي التكاثر الجنسيّ بظهور جيل هو مزيج من آبائه.
يُحوّل أولئك الآباء وعبر عمليات خليوية محدّدة خلاياهم الجسديّة إلى أمشاج، والتي ما هي إلا خلايا ستنصهر وتساهم بتوليد الفرد الجديد.
بُغية
الوصول لهذه العملية، تحدث عمليات انتقاء للأصلح، سيما في التكاثر الجنسيّ
الأمشاجيّ (تكاثر متباين الأمشاج).
ففي المقام الأوّل، الذكر الذي سيساهم بالإلقاح هو مُنافِس، وإلقاح
الأنثى الهدف. يتنافس الذكر مع ذكور آخرين لإلقاح الأنثى، وسيفوز
أحدهم
بتحقيق الإلقاح للأنثى، وبهذا، ووفق مصطلحات تطوريّة، سينقل 50% من معلومته
الجينية
/ الوراثيّة، بينما تأتي 50% الأخرى من الأنثى. هذا الصراع بذاته، هو عملية
انتقاء، حيث يجري انتقاء الذكور الأكفاء أكثر، الذكور الممتلكون لقدرة أكبر
على
نقل الجينات / المورثات. في النهاية ووفق مصطلحات تطوريّة، ستختار، عمليات
الانتقاء تلك، الجينات الأكثر تكيفاً، والتي تمتلك القدرة التكاثرية
الأكبر، فيبقى
على جنب الذكور ذوي النمط الظاهريّ التالف (أولئك الفاقدين للحيوية أو
الخصوبة
المطلوبة عند الفرد)، وتزيد، بالتالي، القيمة التكيفيّة لأجيال آتية. وهو بالطبع
عملية انتقاء جنسيّ أيضاً، بحيث يستفيد نسل الإناث من الجينات الجيدة
الواردة من
الذكور الأكبر تنافس.
الفرضيّة الثانيّة
الطفرات
المرتبطة بالتغيُّر البيئيّ أو بجينات محدّدة، هي الطفرات الأكثر فعالية بتعاقب
الأجيال في النموذج الجنسيّ منه في اللاجنسيّ، حيث تحافظ على ذاتها لفترات طويلة
فيه. هكذا، نرى في النموذج اللاجنسيّ، فيما لو تظهر طفرة عند فرد، فسيحتفظ كل نسله
بها طوال الوقت، ما خلا انعكاس ما، ضعيف الإحتمال، عند متحدّر ما. مع هذا، احتمالية انتقال الطفرة، في نموذج
التكاثر الجنسيّ، للجيل التالي، منخفضة بشكل كبير، فالفرد الجديد عبارة عن مزيج من الأبوين، الأمر الذي يزيد من القيمة التكيفيّة لهذا
النوع الحيّ.
الفرضيّة الثالثة
يُولِّدُ التكاثر الجنسيّ التنوّع، لأنّ النسل المولود مختلف كليّاً عن الآباء. في الواقع، وبمصطلحات جينيّة، يظهر نمط ظاهريّ جديد
خليط من الأب والأم، هذا
ما نجده خلال عمليات دراسة الصبغيات (علم الوراثة الخلوية) أثناء تشكُّل الأمشاج،
التي تزيد من التنوّع النهائيّ للمتحدرين، وبشكل محدّد التعابر الكروموسومي أو التعابر وإعادة التركيب الجيني.
وفق مصطلحات تطوريّة،
يعني التنوُّع، حدوث تكيُّف أفضل للنوع الحيّ مع تغيرات الوسط البيئيّ.
الأفراد، في النموذج
اللاجنسيّ، عبارة عن نُسخ من الفرد الأصل، بالرغم من إمكان تعرض أولئك الافراد للطفرات، كما أشرنا سابقاً، فلن تتنوّع، ويمكن أن يعني هذا حصول
تكيُّف مع تغيرات بسيطة، ويقضي هذا بأنّه يمكن لتغيرات الوسط البيئيّ، أحياناً، أن
تقضي على هذا النوع الحيّ.
في النموذج الجنسيّ، يعني التنوّع ظهور استجابات متعددة أو
أنماط ظاهريّة بمواجهة تغيرات بيئيّة ما، ظهور إمكانات بقاء على قيد الحياة في
البيئة، الإنتصار في التنافس وبدرجة أخيرة نقل المعلومة الجينيّة / الوراثيّة، ما
قوله، أن يُنتخَب أو يُنتقى عبر آليّة انتقاء طبيعيّ.
فيما لو يتم تحليل العلاقة المتمثلة بالتكلفة (الثمن) –
الفائدة (الربح) خلال مدى زمنيّ قصير لنماذج التكاثر، ففي الغالب، يُلاحَظْ أنّ
التكاثر اللاجنسيّ ذو مردودية أكبر، لكن، يُعتبر هذا خطأ بفهم النماذج
والحوادث البيولوجيّة خلال مدى زمني قصير، حيث تشكِّل رؤية علم الأحياء التطوريّ
شأناً مفصلياً لتقديم رأي يتمتع بأقلّ نسبة خطأ حول هذا الواقع.
بالتالي، فيما لو
نحلِّل تطورياً نموذجي التكاثر الجنسيّ واللاجنسيّ:
سنرى بأنّ النموذج اللاجنسيّ
وفق معادلة التكلفة – الفائدة أكثر مردوديّة، لكنه ينطوي على مخاطر جمّة
لعدم تحقيقه للتنوّع أو حصول تنوّع بحدود طفيفة جداً، ما يعني تعريضه الكائن الحيّ
للاختفاء أو تراكم الطفرات الضارّة.
أما في نموذج التكاثر الجنسيّ، فتوجد مردودية
منخفضة في معادلة تكلفة – فائدة بمدى زمني قصير، حيث يقضي هذا النموذج بحضور
فردين، صرف طاقيّ عبر تحضير الامشاج والتي غالبيتها لن تتلقّح، وهذا الصرف الطاقيّ
لأجل "إنتصار" في التنافس بحثاً عن المشيج المُلقِّح أو اللاقح، إضافة
لمصروفات طاقيّة أخرى مرافقة لهذا النموذج من التكاثر. لكن مع هذا، تشكِّل كل تلك
المصاريف الطاقيّة عمليّة توظيف (استثمار) تسمح بنقل المعلومة الجينيّة /
الوراثيّة الحصريّة والمتنوّعة جداً، سامحة بتعبير أخير:
التحسين الجينيّ /
الوراثيّ من خلال الإنتقاء الطبيعيّ وتكيُّف النوع الحيّ مع تغيرات عديدة، وهذا ما
يفترض، على مدى زمني طويل، تحقيق فائدة للنوع الحيّ الذي سيحافظ على الجينات
الأفضل إثر عمليات انتقاء معقّدة، سواء على مستوى التنافس مع أنواع حيّة أخرى وبين
أفراد نوعه ذاتها، كما على مستوى تغيرات الوسط البيئيّ المحيط الذي يعيش به
النوع الحيّ.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق