A Chicago Egyetem kutatói a Nature január 20-i számában arról számolnak be, hogy a hím szaporodással kapcsolatos gének – amelyek részt vesznek a spermatermelésben, -transzferben és a morfológiában – sokkal gyorsabban fejlődnek, mint nem szexuális társaik.
Chung-I Wu, Ph. D., professzor és a Chicagói Egyetem ökológia és evolúció tanszékének elnöke, valamint Gerald Wyckoff végzős hallgató és Wen Wang Ph. D., posztdoktori kollégám, érvelj azzal, hogy a jelenség hátterében szexuális nyomás áll.
"A hímekre nehezedő nyomás, hogy párt találjon és petéit megtermékenyítse, állandó, és a siker vagy a kudarc tétje óriási" - mondta Wu. "Feltehetően a hímek szaporodását szabályozó gének folyamatos nyomás alatt állnak, hogy olyan módszereket fejlesszenek ki, amelyekkel felülmúlják a többi hímet az utódnemzés terén."
Korábbi kutatásai során Wu és munkatársai azt találták, hogy a gyümölcslegyekben, egerekben és patkányokban a spermiumtermeléssel kapcsolatos gének gyorsabban fejlődtek, mint más gének. A január 20-i Nature tanulmányban Wu és szerzőtársai a hím szaporodási gének felgyorsult fejlődését írják le emberben és más főemlősökben.
"Fontos, hogy a gyors evolúció pozitív, ne pedig negatív vezéreljen" - mondta Wu. "A pozitív szelekció azt jelzi, hogy a DNS-változások valamivel jobban hatnak a szervezetre, nem pedig valami rosszabbra vagy egyáltalán nem, ami akkor lenne, ha a változások csak véletlenszerű mutációk lennének."
A lap címe „A férfi szaporodási gének gyors fejlődése az ember származásában” Charles Darwin Descent of Man című könyvére utal."Azért választottam ezt a címet, mert Darwin arról beszél, hogy a párosodási törekvés talán az evolúció legerősebb hajtóereje" - magyarázta Wu. Ahogy Darwin írta, a „más hímek csatában vagy udvarlásban való meghódításának, és így számos utód elhagyásának előnyei hosszú távon nagyobbak, mint azok, amelyek az életkörülményekhez való tökéletesebb alkalmazkodásból származnak.”
Wu és munkatársai három homológ génből álló sorozatot vizsgáltak meg, amelyek közvetlenül megváltoztathatják az emberek, csimpánzok, gorillák és orangutánok spermájának morfológiáját. Amikor összehasonlították a különböző emberek génjeit, azt találták, hogy a gének gyakorlatilag azonosak, amint az egyazon fajhoz tartozó egyedekből származó gének összehasonlításakor várható.
Ezután a kutatók összehasonlították az emberek és a csimpánzok génjeit, és meglepődve tapaszt alták, hogy ezek nagyon különböznek egymástól. A genetikai evolúció egy jól megalapozott elmélete azt állítja, hogy még több millió éves evolúció után is a közeli rokon fajokban, például az emberben és a csimpánzban található homológ gének alig különböztethetők meg egymástól. Az, hogy az emberi és a csimpánz sperma génje ennyire gyökeresen különbözött, rendkívül gyors evolúcióra utal.
"Az emberben és a csimpánzban lévő gének ugyanolyan gyors ütemben fejlődnek" - tette hozzá Wu. Amikor összehasonlította az emberek és a gorillák génjeit, amelyek távolabbi rokonságban állnak egymással, észrevette, hogy a hímnemű gének evolúciós üteme még mindig felgyorsult, de a gorillákban sokkal lassabb ütemben.
A kutatók 50 emberből és óvilági majmból származó gént is megvizsgáltak, amelyek közül 18 vonatkozott a hímek szaporodására, a többi pedig nem. Azt találták, hogy a 18 férfi gén közül 11 sokkal gyorsabban fejlődött, mint a nem szexuális gének átlagos evolúciós sebessége.
Wu úgy gondolja, hogy a hím gének gyors fejlődési üteme a faj szexuális viselkedésére utal. A csimpánzok nagyon szerény viselkedést mutatnak. Egy nőstény számos hímmel párosodhat fogékonysági szakaszában. A pár megnyeréséért folyó verseny, valamint a spermiumok belső versengése intenzív nyomást gyakorol a csimpánz hím génjeire, hogy gyorsan fejlődjenek.
Megfordítva, a gorillák háremrendszert alkalmaznak, ahol egy magas rangú hím több nőstényhez fér hozzá, akik csak vele párosodnak. Ebben az esetben a hím viszonylag biztos lehet abban, hogy ő a genetikai apja a háreme által megtermelt bármely utódnak. Ez csökkenti a spermiumtermelő gének nyomásának egy részét, hogy gyorsan mutáljanak, mivel nem versenyeznek közvetlenül a nőstényben lévő többi spermával, mondta Wu.
