 |
"Les amoureux" av Pierre-Auguste Renoir (1841-1919). Könlig förökning kräver hos djur en hög energiinvestering i form av beteenden som parningsritualer. Dessutom är det vanligen bara en av de två medverkande, som kan producera avkomman. Läs även artikeln "Kärlekens berusning och kval. Hur påverkas hjärnans kemi hos förälskade?" på en annan sida.The painting has been trimmed. Courtesy of the National Gallery in Prague, in the public domain. |
|
Nästa alla djur, växter och svampar fortplantar sig könligt med hjälp av hanliga och honliga könsceller, det vill säga spermieceller och äggceller, eller med hjälp av hanliga och honliga cellkärnor. Detsamma gäller merparten av de encelliga kärnförsedda organismer som kallas protister. Många arter inom dessa organismgrupper kan dessutom fortplanta sig på könlös väg, till exempel genom avknoppning av kroppsdelar eller genom celldelning. Men det är mycket få av dem som fortplantar sig enbart på könlös väg.
Nackdelarna med könlig förökning
Det må synas förvånande att könlig (sexuell) förökning är så vida spridd som den är. Den är nämligen energimässigt mycket kostsammare än könlös (asexuell) förökning. Vid könlös förökning producerar alla individer avkomma. Vid könlig förökning behövs däremot hos djur vanligen både hanindivider och honindivider. Men det är i regel bara hälften av individerna, nämligen honindividerna, som producerar avkomma. Hanindividerna befruktar bara honindividerna. Ett undantag är hermafroditiska djur, hos vilka samma individ har både hanliga och honliga könsorgan. De flesta hermafroditer självbefruktar sig inte, utan korsbefruktar varandra. Hos dem producerar således alla individer avkomma. Vid könlig förökning hos djur med inre befruktning måste hanar och honor hitta varandra och i regel utföra parningslekar för att kunna föröka sig. Detsamma gäller korsbefruktande hermafroditer. Detta kräver också energi. Djur med yttre befruktning måste synkronisera fortplantningen och producera enorma mängder könsceller, något som är mycket energikrävande. Läs om yttre och inre befruktning på en annan sida. Texten fortsätter under bilden.
 |
Grodorna leker om våren. Cirka hälften av dem är hanar, cirka hälften honor. Vid könlig fortplantning måste arten således producera dubbelt så mycket biomassa, som om honor hade förökat sig partenogenetiskt. Se vidare texten nedan. Courtesy of Piet Spaans, from Wikimedia Commons under Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic License. |
|
Fördelarna med könlös förökning
Hos djur sker könlös förökning bland annat genom att delar av ett djur knoppar av nya individer eller genom partenogenes ("jungfrufödsel"). Läs om partenogenes på en annan sida. Sådan förökning ger upphov till genetiskt identiska individer som tillsammans utgör en klon. Vid könlös förökning producerar alla individer avkomma. Det behövs inga hanar. Självbefruktande hermafroditism är jämförbar med könlös förökning, eftersom den innebär en kontinuerlig inavel och med tiden ger upphov till genetiskt identiska individer. Eftersom befruktning inte behövs kan djur med könlös förökning ofta föröka sig mycket snabbt. Om det sker en snabb miljöförändring som öppnar nya möjligheter för dem, kan detta vara en fördel. Men på längre sikt är det i regel en nackdel. Varför?
De stora fördelarna med könlig förökning
Vid könlig förökning sker en omkombination av gener dels genom att kromosomer från fadern och modern fördelas på olika sätt till olika individer inom avkomman, dels genom att det under den så kallade meiosen (reduktionsdelningen) sker ett utbyte av gener mellan de båda likadana kromosomerna i ett kromosompar inom den så kallade diploida kromosomuppsättningen. Allt detta gör att individer med helt nya genkombinationer ständigt uppkommer. Detta innebär att gynnsamma mutationer snabbare kan etableras i populationen och att ogynnsamma mutationer lättare kan sorteras bort. Läs om meiosen på en annan sida. Texten fortsätter under videon.
|
Dagsländorna (ordningen Ephemeroptera) svärmar och parar sig. Sedan lägger honorna de befruktade äggen, vanligen på vattenytan så att de sjunker ner till bottnen. De vuxna sländorna lever inte länge, från cirka 1 timme till 2-3 dygn. Deras enda funktion är könlig förökning. De kan inte ens äta. Larverna lever upp till två år i sötvatten, där de genomgår ett flertal larvstadier, innan de omvandlas till vuxna djur med vingar. Läs mer om dagsländor och andra kortlivade djur på en annan sida. From YouTube, courtesy of Tvproducing. |
|
Utan sexuell förökning blir det problem, om en ny gynnsam mutation uppkommer i en individ, som även bär på ogynnsamma mutationer. Om de ogynnsamma effekterna överväger, kommer en sådan individ att få en liten avkomma och sorteras därför bort av det naturliga urvalet. Om de gynnsamma effekterna överväger, kommer de ogynnsamma mutationerna föras vidare som en barlast till följande generationer.
Vid sexuell förökning kan däremot "agnarna sorteras bort från vetet". Då kan en nyuppkommen gynnsam mutation kombineras med andra gynnsamma mutationer, samtidigt som ogynnsamma mutationer sorteras bort. Individer, som bär på de gynnsamma mutationerna och saknar de ogynnsamma, kommer att få en större avkomma än andra. Dessa individer gynnas starkt av det naturliga urvalet. Dessutom finns det en stor genetisk variabilitet hos populationens individer. Detta är en stor fördel, om populationen drabbas av stora miljöförändringar, nya predatorer, parasiter eller sjukdomar. Variabiliteten ger då ett utgångsmaterial för det naturliga urvalet att verka på. Då ökar chansen att en stor andel individer inom en population överlever, genetiskt anpassade till att klara av de nya påfrestningarna.
Sammanfattningsvis skulle man kunna säga att könlig förökning, med hjälp av det naturliga urvalet, bibehåller gynnsamma mutationer och sorterar bort ogynnsamma. Desutom leder den till en större genetisk variabilitet i populationen, något som kan vara en fördel vid miljöbetingad stress. Texten fortsätter under bilden.
 |
En döende hanne av en silverlax (Oncorhynchus kisutch) i lekdräkt. Den har utfört sin livsuppgift genom att fortplanta sig. De vuxna laxarna lever i norra Stilla havet. Efter cirka tre år i havet vandrar de, precis som många andra laxfiskar, upp i en flod. De fortsätter ända tills de når sin födelsebäck. Där fortplantar de sig och dör sedan. De förökar sig således bara en gång. De nykläckta larverna lever och utvecklas cirka tre år i sötvatten, innan de vandrar ned för floden till havet. Läs om hur laxar hittar hem till sin födelsebäck på en annan sida. Det krävs mycket stora fysiologiska förändringar i kroppen, när fiskar vandrar från sötvatten till saltvatten och vice versa. Läs på en annan sida om hur fiskar reglerar sin vattenbalans och saltbalans i sött och salt vatten. Courtesy of United States Fish and Wildlife Service, in the public domain. |
|
Ovanstående teori grundades först på matematiska modeller, men saknade länge experimentellt stöd. Nu har det emellertid kommit flera studier av experimentell evolution, som ger den stöd. En utmaning för teorin är dock fortfarande hjuldjuren inom ordningen Bdelloidea, som tros ha förökat sig könlöst genom partenogenes i minst 80 miljoner år och i dag består av cirka 400 arter. Läs om dessa hjuldjur i bildtexten på en annan sida.
Sexuellt urval
En annan fördel med könlig förökning är att den möjliggör så kallat sexuellt urval (sexuell selektion) vid partnervalet. Sexuellt urval förkommer dock inte inom alla djurgrupper och kan därför inte vara den viktigaste fördelen med könlig förökning.
Vid den ena typen av sexuellt urval kämpar hanarna om honorna. Det gör de ofta genom att slåss med rivaler med hjälp av horn, näbbar, tänder, klor eller andra hjälpmedel. Ofta räcker det dock med att den starkaste hanen på något sätt demonstrerar sin överlägsenhet. I båda fallen får vinnaren para sig med honan eller honorna.
Vid den andra typen av sexuellt urval väljer honorna sin partner. Hanarna måste då demonstrera sin lämplighet, till exempel genom att sjunga, genom rituell dans, genom att exponera tilldragande färger eller uppseendeväckande utskott på kroppen, genom att ge gåvor eller genom att tillverka ett välbyggt bo. De skickligaste hanarna väljs ut av honorna och får para sig med dem. Hos vissa arter är det hanarna som väljer ut honorna, men detta är inte särskilt vanligt.
Båda selektionstyperna leder till att honorna parar sig med de friskaste hanarna, som är utrustade med de bästa generna, något som i sin tur leder till en mera livskraftig avkomma. Detta har bekräftats genom experiment. Det kan dock i många fall förekomma en konflikt mellan naturligt urval och sexuellt urval. Bjärt färgade hanar upptäcks lättare av predatorer. Hanar med ofunktionella utskott på kroppen, till exempel påfågelhannens extremt långa stjärt, har svårare att fly undan predatorer.
Andra hypoteser. The Red Queen hypothesis
Det finns konkurrerande hypoteser, som försöker förklara fördelarna med könlig förökning på andra sätt, men de måste nu anses spela en mindre roll. De i dessa hypoteser föreslagna mekanismerna skulle dock, för hundratals miljoner år sedan, kunna ha bidragit till uppkomsten av könlig förökning genom att ge vissa fördelar. De skulle också fortfarande i viss mån kunna bidra till att könlig förökning gynnas av det naturliga urvalet. En av dessa hypoteser, "the Red Queen hypothesis", hävdar att den stora genetiska variationen i en population vid könlig förökning skyddar djuren mot parasiter. I en slags evolutionär kapplöpning uppkommer först mutationer hos parasiterna, som gör dem farligare. Detta motverkas av att nya mutationer snabbt kan etableras i värddjurspopulationen och försvara värddjuret mot den nya faran. Enligt denna hypotes upprepas detta ständigt i ett ställningskrig mellan värd och parasit. Termen "the Red Queen hypothesis" syftar på detta ställningskrig. I Lewis Carrolls bok "Through the Looking-Glass" ("Alice i Spegellandet", uppföljaren till "Alice i Underlandet") säger den Röda drottningen: "Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place."
Referenser
N. Colegrave: Sex releases the speed limit on evolution (Nature 420:664-666, 2002).
D. Fontaneto et al.: Independently evolving species in asexual bdelloid rotifers (PLoS Biol 5(4): e87).
M. R. Goddard: Molecular evolution: sex accelerates adaptation (Nature 531:176-177, 2016).
M. R. Goddard, H. C. J. Godfray, and A. Burt: Sex increases the efficacy of natural selection in experimental yeast populations (Nature 434:636-640, 2005).
L. Gross: Who needs sex (or nales) anyway? (PLoS Biol 5(4): e99).
M. J. McDonald, D. P. Rice, and M. M. Desai: Sex speeds adaptation by altering the dynamics of molecular evolution (Nature 531:233-236, 2016).
L. T. Morran et al.: Running with the Red Queen: host-parasite coevolution selects for biparental sex (Science 333:216-218, 2011).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
