Skadliga mutationer minskar när honor väljer partner
Ett fåtal hanar räcker för att befrukta alla honor och de har därför liten betydelse för en populations tillväxt. Däremot är de viktiga för att rensa ut dåliga mutationer från populationen.
Det här visar en ny studie från Uppsala universitet som förklarar mer om vilka genetiska konsekvenser sexuell selektion kan ha på sikt. Och ger stöd till teorin om att selektion av hanar är viktig för att bevara den genetiska hälsan över tid – hos många djurarter som förökar sig sexuellt.
Hård konkurrensen mellan hanar gör att de med många skadliga mutationer selekteras bort och inte får föra sina gener vidare.
– Att minska frekvensen av skadliga mutationer i en population genom hård selektion av hanar leder till att färre hanar blir pappor, men för populationstillväxten spelar det ingen roll. Det beror på att det räcker med ganska få hanar för att befrukta alla honor.
Färre honor kan få arter att dö ut
Honorna kan producera lika många ungar oavsett om de parar sig med ett fåtal eller många hanar. Särskilt gäller det för arter där hanarna inte har något föräldraansvar. Om en lika kraftfull selektion skulle ske på honor skulle det få till följd att färre honor fortplantade och därmed skulle populationen reduceras kraftigt eller till och med dö ut, säger Karl Grieshop, evolutionsbiolog vid University of Toronto i Kanada.
Forskarna använde sig av 16 olika genetiska stammar av skalbaggsarten Callosobruchus maculatus för att undersöka hur mängden skadliga mutationer påverkade fortplantningsförmågan. Genom intensiv inavel av stammarna och kontrollerade korsningar mellan dem kunde effekten av varje stams unika uppsättning av mutationer beräknas. Vad som då kunde ses var att, även om mutationerna hade negativa effekter på både honor och hanars hälsa, så var den skadliga effekten av mutationerna mycket större på hanarnas reproduktiva förmåga.
Mer effektivt att välja bort hannar
– Det här tyder på att även om mutationer har en skadlig effekt på honornas reproduktion gallras de mer effektivt ut från populationen genom selektion av hanarna som bär på dem än honorna som har dem. Tidigare forskning, från bland annat vår forskargrupp, har kunnat visa på den här effekten genom att tvinga fram mutationer, men det här är de första direkta bevisen på att könsskillnaden i styrkan på selektion också finns när det gäller naturligt förekommande genvarianter, säger Karl Grieshop.
Forskarna menar att deras studie kastar nytt ljus över den gamla frågeställningen om varför så många flercelliga organismer förökar sig sexuellt.
Utrensning av skadliga mutationer
– Genom att producera hanar så reduceras en arts fortplantningskapacitet, eftersom de inte bidrar lika mycket till produktionen av avkommor som honor gör. Frågan är då varför arter utvecklats till att fortplanta sig sexuellt och inte bara alstrar honor genom asexuell förökning?
– Vår studie visar att hanar som får konkurrera hårt om att få para sig leder till en snabbare utrensning av skadliga mutationer från populationen, som därigenom får en friskare uppsättning gener och ökad fortplantningsförmåga, säger David Berger, forskare vid institutionen för ekologi och genetik vid Uppsala universitet.
Vad är sexuellt urval?
Evolutionen verkar genom två mekanismer, naturligt och sexuellt urval, eller selektion. Det naturliga urvalet innebär att de gener som ger bäst överlevnadschans förs vidare i större utsträckning. Vid sexuell selektion är det i stället generna för de egenskaper som motsatta könet tycker är mest attraktiva, som förs vidare i första hand, men inte för överlevnadens skull. Sexuellt urval syftar till att öka chanserna för att få föröka sig. Och en del arter sträcker sig extremt långt – till och med selekterar för egenskaper som ger sämre överlevnadschanser, för att få ha sex. Ett påtagligt exempel är påfågelhannarna, vars stjärt gör påfågelhonorna till sig, men som också gör hannarna mer synliga för rovdjur. Eftersom hanar oftast har möjligheten att få betydligt fler avkommor än honor, är det oftast hanens egenskaper som selekteras sexuellt – och honorna de som väljer.
Kontakt:
David Berger, forskare vid Institutionen för ekologi och genetik vid Uppsala universitet, David.Berger@ebc.uu.se
Karl Grieshop, evolutionsbiolog vid University of Toronto, karl.grieshop@utoronto.ca
Vetenskaplig artikel:
Selection in males purges the mutation load on female fitness (Grieshop, K. et al.) Evolution Letters .
