Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές της Northwestern Engineering διαπίστωσαν ότι ο ανταγωνισμός και η φυσική επιλογή οδήγησαν σε αυτή την περίεργη διαφορά μεγέθους. Χρησιμοποιώντας μαθηματική μοντελοποίηση, οι ερευνητές θεώρησαν μια εποχή πολύ πρώιμη στην εξέλιξη, όταν τα αρχέγονα είδη αναπαράγονταν χρησιμοποιώντας εξωτερική γονιμοποίηση. Στο μοντέλο, μεγαλύτερα αναπαραγωγικά κύτταρα[γαμέτες] παρουσίασαν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα επειδή μπορούσαν να συγκρατήσουν περισσότερα θρεπτικά συστατικά για έναν πιθανό ζυγωτό. Οι μικρότεροι γαμέτες, ωστόσο, απαιτούσαν λιγότερους πόρους για να δημιουργηθούν, γεγονός που ασκούσε λιγότερο άγχος στον γονέα. Οι οργανισμοί είτε χρειάζονταν να παράγουν μεγαλύτερους γαμέτες με τις περισσότερες προμήθειες είτε μικρότερους γαμέτες με λιγότερους πόρους και αυτή η διαφορά μεγέθους είναι σχεδόν αναπόφευκτη στη σεξουαλική αναπαραγωγή και φυσική επιλογή.
Το μοντέλο της ομάδας ξεκινά με την ισογαμία, μια αρχέγονη κατάσταση στην οποία όλοι οι γαμέτες είχαν περίπου το ίδιο μέγεθος και δεν υπήρχαν ακόμη διαφορετικά φύλα. Η ομάδα ανέπτυξε και εφάρμοσε ένα απλό μαθηματικό μοντέλο για να δείξει πώς η ισογαμία πέρασε στην ανισογαμία, μια κατάσταση όπου οι γαμέτες είτε έγιναν πολύ μικροί είτε αρκετά μεγάλοι [πρόδρομοι του σπέρματος και των ωαρίων] που σχετίζονται με βιολογικά φύλα σήμερα. Στο μοντέλο, η ανισογαμία προέκυψε από τον ανταγωνισμό για να επιβιώσει σε ένα περιβάλλον με περιορισμένους πόρους. Οι γαμέτες ήταν πιο πιθανό να επιβιώσουν εάν είχαν πλεονέκτημα σε μέγεθος έναντι των γειτόνων τους, οδηγώντας σε μια «κούρσα εξοπλισμών» που ευνοούσε όλο και μεγαλύτερους γαμέτες. Αλλά οι οργανισμοί δεν θα μπορούσαν να παράγουν πολλά σεξουαλικά κύτταρα χωρίς να χρειάζονται οι ίδιοι όλο και περισσότερους πόρους. Θα μπορούσαν, ωστόσο, να εξοικονομήσουν τους πόρους τους με την παραγωγή πολλών μικροσκοπικών γαμετών.
Στις αρχές της εξέλιξης, όταν εμφανίστηκε η σεξουαλική αναπαραγωγή, οι γαμέτες ήταν συμμετρικοί, αλλά σπάει αυτή η συμμετρία και καταλήγουμε με μερικούς οργανισμούς που ειδικεύονται σε μεγάλους γαμέτες και άλλους που ειδικεύονται σε μικρούς γαμέτες.
Παραμένει ένα εναπομείναν μυστήριο γιατί ορισμένα ισογαμικά είδη υπάρχουν ακόμα και σήμερα[ τύποι φυκών και μυκήτων]., για παράδειγμα, αναπαράγονται είτε asexual είτε με συμμετρικούς τύπους ζευγαρώματος. Τα ζητήματα της εξελικτικής βιολογίας,για το πώς προέκυψε η ανισογαμία, είναι πολύ δύσκολο να δοκιμαστούν επειδή μπορούμε να μελετήσουμε μόνο είδη που υπάρχουν σήμερα.
ΠΗΓΗ: Northwestern University Journal of Theoretical Biology Οct. 2021
