PTASZKI, PSZCZÓŁKI... I DROŻDŻE
Dlaczego pojawiło się rozmnażanie płciowe? Liczne eksperymenty wskazują, że ta forma rozrodu przynosi organizmowi rozmaite korzyści, w zależności od tego, jak trudne i niesprzyjające staje się dlań środowisko.
Rozród płciowy jest dość kosztowny. Oprócz wydatkowania energii na wytworzenie odpowiednich narządów i sam akt rozmnażania, pozwala on osobnikowi na przekazanie potomstwu tylko połowy swojego materiału genetycznego. Teoretycznie rzecz biorąc, ewolucja powinna, więc faworyzować organizmy bezpłciowe, które przekazują cały swój genotyp.
Istnieją dwie hipotezy wyjaśniające pojawienie się tak „rozrzutnej" formy rozrodu. Pierwsza wyjaśnia ją tym, że rozmnażanie płciowe stwarza większą zmienność osobniczą w każdym pokoleniu i w ten sposób podwyższa szansę przeżycia gatunku w stale zmieniającym się środowisku. Druga tłumaczy z kolei, iż rozmnażanie płciowe utrzymuje gatunek w dobrej kondycji poprzez eliminowanie szkodliwych mutacji: najsłabsze potomstwo wymiera, zabierając ze sobą zmienione DNA.
Clifford Zeyl z Wake Forrest University w Północnej Karolinie i Graham Bell z McGill University w Montrealu odkryli, że rozmnażające się płciowo drożdże eliminują szkodliwe mutacje dużo sprawniej niż drożdże rozmnażające się bezpłciowo. Wcale natomiast nie przystosowują się lepiej do niesprzyjającego otoczenia.
Badacze wyhodowali drożdże piwne (Saccharomyces cerevisiae) na różnych podłożach. Jedna grupa hodowana była na glukozie, która jest cukrem w łatwy sposób przez drożdże wchłanianym, a druga na galaktozie, do wchłaniania, której drożdże są słabo przystosowane. Obie grupy obejmowały kultury rozmnażające się płciowo i kultury rozmnażające się tylko przez pączkowanie.
Na początku wszystkie drożdże na pożywce z galaktozy rosły wolniej, co spowodowane było mniej sprzyjającymi rozwojowi warunkami. Jednakże pod koniec eksperymentu, osiem miesięcy później, wszystkie już radziły sobie znacznie lepiej z „nieprzyjaznym" cukrem, co dowodzi, że forma rozmnażania się nie stanowi istotnego czynnika dla ich zdolności adaptacyjnych.
Typ rozmnażania okazał się ważniejszy dla kultur hodowanych na glukozie. Podczas gdy rozmnażające się bezpłciowo drożdże po ośmiu miesiącach ciągle przyrastały na tym samym poziomie przez około sześćset pokoleń, populacje rozmnażające się płciowo były zdrowsze i w środowisku glukozy, i w środowisku galaktozy, rozwijając się o 22% szybciej niż na początku eksperymentu. Ponieważ na koniec były lepiej niż drożdże bezpłciowe przystosowane w obu środowiskach, badacze upatrują przyczyny postępu raczej w pozbywaniu się przez nie szkodliwych mutacji niż tylko w szybszym przystosowywaniu się do glukozy.
Tymczasem ostatnie badania wykazują, że pewien gatunek glonów adaptuje się dużo łatwiej i szybciej do bardzo trudnego nowego środowiska, jeśli rozmnaża się płciowo.
Trzeba pamiętać jednakże, że wnioski o eliminowaniu mutacji opierają się na obserwacji ogólnej kondycji hodowanej populacji drożdży, a nie na bezpośrednim zaprezentowaniu faktycznej eliminacji. Jak dotąd bowiem nie udało się wiarygodnie oszacować tempa zachodzenia groźnych mutacji dla jakiegokolwiek organizmu.