Stáhnout v PDF - Biologická olympiáda

než většina ostatních genů. Kromě toho bývají předmětem pohlavního výběru (viz
rámeček 2.K v kap. 2.6).
Hypotéza Červené královny (tvrdící, že pohlavní rozmnožování se v přírodě
udržuje kvůli boji parazitů a hostitelů) je pravděpodobně ze všech teorií snažících
se vysvětlit udržení pohlavního rozmnožování nejpřijímanější. Vcelku dobře se dá
aplikovat na živočichy, i když třeba u rostlin nemusí být její význam tak veliký.
Rostliny samozřejmě také mají své parazity (viry, bakterie, houby, hmyz), ale
reagují na jejich útok plastičtěji. Napadení části těla nezpůsobí rostlině příliš velké
škody. Rostliny jsou naopak mnohem těsněji svázány se svým bezprostředním
okolím (hlavně s půdou či okolními rostlinami). Vyšší variabilita jim spíše může
pomoci osidlovat trochu širší spektrum podmínek. Nový jedinec s odlišným
genotypem si méně konkuruje se svými příbuznými. Další výhoda existence
vyšší variability u rostlin může být v určitých těsných vzájemně prospěšných
(mutualistických) vztazích, ve kterých musí svého partnera neustále dobře hlídat,
aby nebyly ošizeny. Příkladem takových interakcí jsou vztahy s houbami při
mykorhize nebo vztahy s hmyzími opylovači.
Na závěr ještě zmiňme, že se často můžeme setkat i s jinými vysvětleními výhod
pohlavního rozmnožování. Například výhradně pohlavním rozmnožováním se
u řady druhů vytváří odolná a snadno šiřitelná stadia (např. semena většiny rostlin,
nebo odolná vajíčka vodních bezobratlých). Takové „technické“ výhody však vznikly
spíše druhotně – když už se vytvořila zygota, proč toho nevyužít také k šíření. Tyto
výhody sexu samy o sobě nevysvětlují, proč při pohlavním rozmnožování vzniká
genetická proměnlivost! Pořád je ale možné, že v některých konkrétních případech
se organizmy opravdu množí pohlavně především kvůli snadné tvorbě odolných
stadií, než že by „toužily“ po variabilnějším potomstvu.
Výhody pohlavního rozmnožování z hlediska druhu
Řada výhod pohlavního rozmnožování se projeví až na úrovni populace či druhu.
Pohlavní rozmnožování umožňuje efektivní zbavování se nevýhodných mutací
a naopak snazší šíření pozitivních mutací, vzniklých nezávisle u více jedinců.
Výhody pohlavního rozmnožování z hlediska druhu určitě nezpůsobily vznik
pohlavního rozmnožování, mohly však nepřímo napomoci jeho udržení a rozšíření.
Selekce působí na jedince nebo na jejich geny (viz rámeček 1.C), tudíž v evoluci
mají tendenci vznikat znaky výhodné z hlediska těchto jednotek. Pokud jsou vzniklé
vlastnosti výhodné i pro druh, dostávají se do výhody oproti ostatním druhům
a lépe se šíří.
Na druhou stranu je možné, že nevýhody nepohlavního rozmnožování na úrovni
druhu způsobují častější vymírání nepohlavně se množících linií organizmů.
Striktně asexuálních linií není úplně zanedbatelné množství, i když se v naprosté
většině případů jedná o linie velmi mladé (staré maximálně několik milionů let).
To napovídá, že linie striktně nepohlavně se množících organizmů sice vznikají, ale
většinou záhy zanikají.
Pohlavní rozmnožování může urychlit evoluci, protože se do jednoho organizmu
mohou dostat geny pro dvě nezávisle vzniklé výhodné vlastnosti. Představme si,
že vzniknou u dvou různých jedinců pozitivní mutace ve dvou různých genech.
V případě striktně nepohlavní populace by si nositelé obou mutací vzájemně
konkurovali a v krajním případě by nositelé jedné mutace mohli z populace
konkurenčně vytlačit nositele druhé mutace, kteří by vyhynuli. Jelikož v nepohlavní
populaci by žádný jedinec nenesl obě mutace zároveň, nakonec by v populaci
zůstala jen jedna výhodná mutace. U pohlavně se množící populace je otázkou
času, kdy vznikne jedinec nesoucí obě výhodné mutace – obě výhodné mutace
se mohou potkat v jednom jedinci díky splývání gamet. Takovýto jedinec zplodí
nejvíce potomstva, a obě mutace se v populaci rozšíří. Čím dál častěji se mutace
budou setkávat v jednom jedinci, až nakonec obě vytlačí konkurenční alely. Dojde
tedy k zafixování obou.
Podobně to funguje v případě negativních mutací. Většina mutací nemá žádný
výrazný vnější účinek, a pokud účinek mají, jedná se mnohem častěji o negativní
vliv než pozitivní. Předpokládá se, že při každém buněčném dělení dojde ke vzniku
několika negativních mutací. Protože vznik nové negativní mutace je mnohem
pravděpodobnější než zpětná mutace, která by opravila původní funkci dříve
zmutovaného genu, měly by se negativní mutace v buňkách neustále hromadit.
Toto hromadění se nazývá Müllerova rohatka – rohatka je typ ozubeného kolečka,
které se vyskytuje například na volejbalové síti, a díky západce se mnohem lépe
otáčí jedním směrem než druhým. Situace s mutacemi je podobná jednosměrnému
pohybu rohatky – mutace se stále akumulují, vývoj jde tedy jedním směrem,
ke zvyšování počtu mutací.
Pohlavní rozmnožování umožňuje druh průběžně očišťovat od negativních
mutací, a umožňuje tedy efektivní obranu proti Müllerově rohatce – jelikož
každý organizmus nese negativní mutace v jiných genech, vzniknou díky
pohlavnímu procesu jedinci, kteří mají těchto mutací velké množství, a ti s největší
pravděpodobností zahynou či se nerozmnoží. Naopak ale vzniknou i jedinci, kteří
nesou méně negativních mutací, a ti se mohou rozmnožit ve větší míře.
Pohlavní rozmnožování rovněž zodpovídá za udržování diploidie. Jestliže se
organizmus začne množit striktně nepohlavně, jeho geny se na homologních
chromozomech čím dál více odlišují, až se v delším časovém horizontu veškerá
podobnost vytratí a organizmus se stane haploidním (ovšem se shodným počtem
chromozomů jako původní diploidní organizmus). Diploidie však svým nositelům
poskytuje určité výhody – pokud například dojde k poškození kopie genu na jednom
chromozomu, může její funkci zastat kopie na druhém chromozomu.
1.3 Oddělení pohlaví
Nápadným důsledkem sexuality, který jsme doposud podrobně nezmínili, je rozdělení
jedinců na dvě pohlaví. Odlišujeme dva stupně tohoto oddělení. Prvním stupněm
je vznik dvou typů pohlavních buněk a druhým to, že každý jedinec produkuje
24 Vojtech Baláž, Alena Balážová, Jan Fíla, Filip Kolář, Michael Mikát
Láska, sex a něžnosti v říši živočichů a rostlin 25