Em vez de reprodução sexual, rotíferos varrer os novos genes de outra vida da lagoa
15 de abril de 2016 por Jenny Graves, La Trobe University, The Conversation

A pequena rotíferos prosperou durante milhões de anos sem sexo. Crédito: Flickr / Razões ilusórios, CC BY-NC

A reprodução sexual é pensado para ser essencial para misturar genes e segurando o seu próprio na corrida pela sobrevivência. Um grande embaraço para esta teoria são animais microscópicos chamados rotíferos , uma classe da qual se reproduziram sem sexo durante milhões de anos.


Teoria diz que eles devem ser extinto, mas é evidente que eles não são. Então, como eles fizeram isso?

A sequenciação de ADN mostra agora que compensar a sua falta de sexo por incorporação de genes de outros rotíferos do mesmo ou de diferentes espécies, ou mesmo a partir de fungos e bactérias.

Você encontrará rotíferos em lagoas ou poças. Sob o microscópio eles são incrivelmente pequeno bonito (menor do que 1 mm) invertebrados multicelulares, viajar de automóvel em torno de como minúsculos paddle-vapor.

Esta é uma ilusão do círculo de girando cílios em torno de suas cabeças que os impulsiona para a frente e sopra algas saborosos e decadente escória através de suas mandíbulas pouco difícil.

Quando a poça seca, rotíferos encolher em partículas desidratadas que se parecem com barris crinkly. Eles podem ficar assim por anos e explodir em torno de novas piscinas. Eles hidratar em apenas algumas horas, e eficientemente pode consertar seu DNA, quebrado em muitos lugares durante a dessecação.

Esta pequena criatura insignificante representa um grande problema para a compreensão de um dos mistérios mais antigos da biologia: por que os animais fazem sexo?

Por que o sexo?

O sexo é espetacularmente ineficiente. Animais perder muito tempo e cortejar energia e mantendo um companheiro. Pior, metade da população não têm nenhuma descendência.

O "por que o sexo?" pergunta foi feita pela primeira vez por Charles Darwin há 150 anos. Desde então, os geneticistas evolucionários já se perguntou por que o sexo parece sempre para ganhar a corrida evolutiva sobre a reprodução assexuada.

Muitas teorias foram apresentadas e debatidas ao longo de décadas. A mais aceita é que o sexo é útil para baralhar novas combinações de genes por recombinação de genomas parentais.

Isso permite que os animais se adaptarem a ambientes alterados e colonizar novos nichos ecológicos. É importante ressaltar que todas essas novas combinações de genes ajudar os animais para manter patógenos na baía, dando-lhes um "alvo em movimento".

Sexo em animais

Nos mamíferos, a reprodução sexual é obrigatória - não podemos fazer nascimento virginal. Um réptil e rã algumas espécies se reproduzem por partenogênese , no qual a fêmea faz ovos diplóides partir de combinações de seus próprios genes. Mas prole desenvolvidos a partir de ovos não fertilizados são menos aptos do que suas irmãs sexuais. Então espécies assexuadas não duram muito tempo.


Muitos invertebrados podem reproduzir tanto sexualmente e assexuadamente, e alguns (como pulgões) entrar em sexo apenas esporadicamente, em resposta a estímulos ambientais. Mas não há nenhum que nunca tem sexo - exceto para rotíferos bdelloid.

Nas centenas de anos desde o cientista holandês Antonie van Leeuwenhoek viu pela primeira vez rotíferos bdelloid sob seu microscópio recém-inventado, ninguém jamais viu um macho.

As fêmeas põem ovos, mas não há a meiose (a divisão de redução que produz espermatozóides ou óvulos), de modo que todos os seus ovos contêm genomas idênticos aos dela.

Genomas de rotíferos bdelloid são estranhos. Há duas cópias de cada gene como você espera de um diplóide, mas eles são muito diferentes. Isto sugere que eles se originaram como um híbrido entre duas espécies cujos genes e genomas divergiram 60 milhões de anos atrás .

Seus cromossomos homólogos foram reorganizados de forma diferente para que eles não podem emparelhar na meiose. A conclusão é que os rotíferos bdelloid evitaram sexo por 60 milhões de anos.

Nova ADN para rotíferos

Sequenciar um genoma rotíferos bdelloid produziu uma grande surpresa, pois cerca de 8% dos genes parecia estrangeira. Alguns genes foram típico de fungos ou bactérias, e dotou a rotíferos com novas propriedades úteis, como quebrar toxinas ou usando novos alimentos . Esta " transferência horizontal " entre os rotíferos e outros organismos é antiga e contínua .

DNA estranho está espalhada por todo o genoma de rotíferos. Então, como ele foi parar lá? Parece que a desidratação faz buracos nas membranas celulares que pode sugar acima DNA . Os rotíferos mecanismo eficiente para a reparação de quebras de 'ADN de cadeia dupla em animais desidratados é perfeito para a incorporação de ADN estranho no genoma.

Mais extraordinário ainda é o que acontece com o DNA de outros indivíduos de rotíferos ou espécies. Não apenas é incorporado em qualquer parte do genoma, mas se alinha com a sequência de ADN adequada e recombina . Isto significa que uma nova versão de um determinado gene pode substituir o velho. Apenas gosto de sexo.

As bactérias podem fazê-lo

Esta capacidade de assumir e usar DNA a partir do ambiente não é exclusiva de rotíferos.

As bactérias se reproduzem por fissão para fazer clones de células geneticamente idênticas. Mas eles podem levar até DNA de outra estirpe bacteriana , trocá-lo para o gene residente, e expressar uma proteína variante em estado selvagem.Esta "transformação ADN" forneceu a primeira evidência de que os genes são feitas a partir de ADN.

transformação DNA é apenas um dos vários truques que as bactérias usam para limpar variante e novos genes. As bactérias podem também receber pequenos pacotes de genes bacterianos exterior por meio de um vírus.

Algumas bactérias podem trocar moléculas de DNA longos - até mesmo todo o genoma - através de estruturas tubulares.Esta conjugação parece mais parecido com o que poderíamos considerar o sexo.

Ao lançar-se uma grande variedade de genótipos, a reprodução sexual ainda parece ser a melhor aposta no longo prazo - por vertebrados e invertebrados.

Na sua ausência, organismos, tais como os pequenos rotíferos tiveram que encontrar outras maneiras de aumentar seu pool genético.

Longe de falsificar a teoria de que a variação genética é essencial para o sucesso evolutivo, rotíferos brilhantemente confirmá-la.

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Fontes :: The Conversation