геодакян два пола зачем и почему

Эволюционная Теория Пола

“Основной вопрос—зачем пол?”
Белл (1982)

Т еори ю В. Геодакяна можно свести к одной фразе:
Мужчины—подопытные кролики Природы.

Новая теория рассматривает дифференциацию полов как выгодную для популяции форму информационного контакта со средой, как эволюционную специализацию по двум главным альтернативным аспектам эволюции: сохранения (консервативный) и изменения (оперативный).

Какие качества «приближают» мужской пол к среде и обеспечивают ему получение экологической информации? У мужского пола по сравнению с женским выше частота мутаций, меньше аддитивность наследования родительских признаков, уже норма реакции, выше агрессивность и любознательность, активнее поисковое, рискованное поведение. Другая группа особенностей — огромная избыточность мужских гамет, их малые размеры и высокая подвижность, большая активность и мобильность самцов, и их склонность к полигамии. Длительные периоды беременности, кормления и заботы о потомстве у самок, фактически повышая эффективную концентрацию мужских особей, превращают мужской пол в «избыточный», стало быть, «дешевый», а женский — в дефицитный и более ценный.

Это приводит к тому, что отбор действует в основном за счет отстранения мужских особей, но большие потенциальные возможности позволяют им оплодотворить все женские (в панмиктной или полигамной популяции). В результате малое число мужских особей передает потомству столько же информации, сколько и большое число женских. Можно сказать, что канал связи с потомством у мужского пола шире, чем у женского. Наследственная информация полученная потомством от матерей лучше отражает распределение генотипов в популяции и в прошлых поколениях. Информация полученная от отцов более селективная, она отражает генотипы наиболее приспособленные к условиям среды.

Широкая норма реакции женских особей обеспечивает им более высокую онтогенетическую пластичность (адаптивность), позволяет покинуть зоны элиминации и дискомфорта и группироваться вокруг нормы популяции, то есть в стабильной среде уменьшить свою фенотипическую дисперсию. Узкая норма реакции мужского пола сохраняет их широкую фенотипическую дисперсию и делает их более подверженными отбору. Это означает, что мужской пол первым подвергается эволюционным изменениям.

В бесполых и гермафродитных популяциях информация от среды попадает ко всем особям:

В случае половой дифференциации последовательность появления контролирующей информации от среды следующая:
среда → мужской пол → женский пол

Следовательно, мужской пол можно рассматривать как эволюционный “авангард” популяции, а половой диморфизм по признаку как эволюционную “дистанцию” между полами и как “компас”, показывающий направление эволюции этого признака (“Филогенетическое правило полового диморфизма”). Поэтому признаки чаще встречающиеся и более выраженные у самок должны иметь “атавистическую” природу, тогда как признаки более выраженные у самцов должны иметь “футуристическую” природу (поиск). Максимальный половой диморфизм должен наблюдаться по эволюционно молодым (новым) признакам.

У реципрокных гибридов дивергирующих форм по эволюционирующим (новым) признакам должен наблюдаться реципрокный “отцовский эффект” (доминирование отцовской породы, линии). По дивергирующим признакам родителей должна доминировать отцовская форма, по конвергирующим—материнская. В частности, теория успешно предсказывает существование отцовского эффекта по всем хозяйственно-ценным признакам у сельскохозяйственных животных и растений.

Новый взгляд на эволюционную роль пола позволяет лучше понять многие явления, связанные с полом: половой диморфизм (ПД), соотношение полов (СП), роль половых хромосом (ПХ) и половых гормонов (ПГ), психологические различия между мужчинами и женщинами и др.

Вместо существующего раньше взгляда на основные характеристики раздельнополой популяции как на константы, специфичные для вида, предлагается новый: соотношение полов, дисперсия и половой диморфизм—переменные, регулируемые величины, тесно связанные с условиями среды. В стабильных условиях (оптимальная среда) они должны падать, а в изменчивых условиях (экстремальная среда)—расти. В первом случае эволюционная пластичность вида уменьшается, а во втором—увеличивается.

Половой диморфизм это “дистанция” между полами в процессе эволюции любого признака. Это генетическая информация, которая благодаря специализации полов на популяционном уровне уже попала в мужскую подсистему, но еще не достигла женской.

Информационный контакт организма со средой определяется и регулируется соотношением в нем мужских (андрогенов) и женских (эстрогенов) гормонов. Андрогены “приближают” (в информационном смысле) организм к среде, а эстрогены, наоборот, “удаляют” его от среды.

Вскрытые филогенетические и онтогенетические закономерности дифференциации полов сформулированы в виде правил.

Теория позволяет с единых позиций ответить на многие вопросы, на которые не может ответить теория полового отбора Дарвина и предсказать новые явления.

Источник

Два пола. Зачем и почему?

Геодакян Виген Артаваздович, кандидат технических наук (физико-химик) и доктор биологических наук (биолог теоретик), работал в ФИАН, институтах Молекулярной биологии, Биофизики, Общей генетики, Биологии развития, Институте человека. С 1990 г. ведущий научный сотрудник Лаборатории биоакустики Института эволюционной морфологии и экологии животных РАН им. А.Н. Северцова (Москва). Автор эволюционных теорий пола, полового диморфизма, гоносом и ”номадических” генов, асимметрии организмов, функциональной асимметрии мозга, парных органов и др.

Геодакян В.А. Роль полов в передаче и преобразовании генетической информации // Проблемы передачи информации. 1965. Т. 1. № 1. С. 105-112.

Геодакян В.А. Дифференциальная смертность и норма реакции мужского и женского пола // Журн. общ. биол. 1974. Т. 35. № 3.

Геодакян В.А. Эволюционная логика дифференциации полов // Природа. 1983. № 1. С. 70-80.

Геодакян В.А. Онтогенетическое правило полового диморфизма // Докл. АН СССР. 1983. Т. 269. № 12. С. 477-482.

Геодакян В.А. О теоретической биологии / Методологические аспекты эволюционного учения. Киев, 1986.

Геодакян В.А. Теория дифференциации полов в проблемах человека // Человек в системе наук. М., 1989. С. 171-189.

Геодакян В.А. Эволюционная теория пола // Природа. 1991. № 8.

Геодакян В.А. Два пола: зачем и почему? СПб., 1992.

В горах Армении, на берегах озера Севан, живут интересные ящерицы. Они замечательны тем, что среди них нет самцов – одни самки, которые откладывают неоплодотворенные, но способные к развитию яйца. Из них выводятся опять-таки исключительно самки.

Такой метод размножения крайне прост и весьма рационален: потомство могут дать все особи, и отпадают трудности, связанные с поиском «супруга».

Выходит в деле продолжение рода вполне можно обойтись без самцов.

Два пола. Зачем и почему? скачать fb2, epub бесплатно

Прочно заняв место одного из важнейших средств коммуникации, компьютер понемногу становится ключевым инструментом не только в общении людей с животными, но и в постижении тайн зарождения мышления. Сегодня уже вполне ответственно можно заявлять, что способности к умозаключениям свойственны далеко не только «венцу эволюции» в нашем лице.

Из книги З.А.Зориной, И.И.Полетаевой «Элементарное мышление животных: высшая нервная деятельность и зоопсихология»

Кандидат исторических наук

Институт археологии РАH

Полотно, сот­канное из паутиновой нити, по прочности, лёгкости и красоте в несколько раз превосходит шёлк. Оно ещё в древности изготовля­лось в Китае, где получило назва­ние «ткань восточного моря». Правда, процесс её изготовления был настолько трудоёмок, что одеться в одежду из неё мог себе позволить лишь сказочно богатый человек.

В Европе о промышленном про­изводстве ткани из паутины впер­вые задумались во Франции в на­чале XVIII столетия. Президент ко­ролевской счётной палаты Монпе-лье Бок предложил добывать нить из паука-крестовика. Как он уста­новил, паутину можно вытягивать прямо из его брюшка и сразу нама­тывать на катушку. От одного на­секомого удаётся получить до 500 метров нити. В подтверждение своих слов Бок представил в Ака­демию наук тончайшие женские чулки и перчатки, изготовленные из этого сырья, поразившие всех красотой и изяществом.

Наука додарвиновского периода, построенная на идеях Линнея и Кювье, утверждала, что природа — как живая, так и неживая — по существу не изменяется, что растения и животные всегда были такими, какими мы их знаем теперь. Если в природе и происходят какие-либо перемены, то они носят частный характер, в основном же все остается в прежнем виде. Таким образом, жизнь на земле, отлитая в определенные формы, находится в состоянии неподвижности.

Член-корреспондент АН УССР В. А. Водяницкий (1893—1971) — видный советский ученый в области гидробиологии и океанографии — в течение многих лет возглавлял Новороссийскую и Севастопольскую биологические станции. Он рассказывает о своем жизненном пути, об интересных людях, с которыми его сталкивала судьба, о научных экспедициях по Черному, Средиземному, Красному и другим морям.

Исследование самых ранних осадочных пород показывает, что клеточные формы жизни присутствовали на Земле около 3.85 млрд лет тому назад, т. е. появились вскоре после создания совместимых с жизнью условий. Это означает, что доклеточная эволюция при всей ее сложности могла быть осуществлена в очень короткий срок (10–50 млн лет). Согласно другой версии, доклеточная эволюция происходила вне Земли (панспермия). В любом случае пример Земли позволяет предполагать широкое распространение жизни везде, где созданы подходящие для ее развития условия. С другой стороны, палеонтологическая летопись, начатая около 3.5 млрд лет тому назад, позволила выявить многочисленные кризисы (вымирания), приводившие к крутым разворотам в ходе эволюционного процесса. В основе эволюционных кризисов лежали природные катастрофы, вызванные падениями астероидов, глобальными оледенениями, длительными (в течение миллионов лет) истечениями лавы, изменениями газового баланса в океане и атмосфере. Бесчисленные воздействия на эволюцию оказывали также происходившие спонтанно мутации и горизонтальные обмены генетическим материалом. Благодаря наложению большого числа случайных факторов эволюционный процесс каждый раз является уникальным. На Земле после почти 4-х млрд лет существования жизни эволюционный процесс дал единственную ведущую к разуму ветвь гоминин (прямоходящих наследников шимпанзе). После многих критических ситуаций на этой ветви сохранился один побег – современное человечество. Отсутствие признаков существования других цивилизаций в доступном для общения космосе подтверждает весьма низкую вероятность выхода эволюции на маршрут, ведущий к разуму. Понимание природы кризисных событий, имевших место на Земле в прошлом, необходимо для того, чтобы, опираясь на все возрастающие возможности человечества, предотвратить наступление этих событий в будущем или хотя бы смягчить их последствия. Основной материал доступен широкому кругу читателей. Автор стремился также сделать книгу интересной для специалистов. Этим, в частности, объясняется большое число ссылок на последние публикации в научных журналах.

Источник

Геодакян два пола зачем и почему

Два пола. Зачем и почему? Эволюционная роль разделения на два пола с точки зрения кибернетики.

Журнал «Наука и жизнь», 1966, № 3, стр. 99-105.

В горах Армении, на берегах озера Севан, живут интересные ящерицы. Они замечательны тем, что среди них нет самцов – одни самки, которые откладывают неоплодотворенные, но способные к развитию яйца. Из них выводятся опять-таки исключительно самки.

Такой метод размножения крайне прост и весьма рационален: потомство могут дать все особи, и отпадают трудности, связанные с поиском «супруга».

Выходит в деле продолжение рода вполне можно обойтись без самцов.

Другой интересный способ размножения встречается у обитателей наших озер – серебристых карасей. Они, так же как и ящерицы с берегов Севана, представлены одними самками. Но эти самки все-таки прибегают к услугам самцов. других видов рыб. Сперма «чужих» самцов активирует их икринки, побуждая их к развитию. Однако настоящего оплодотворения – слияния ядер мужской и женской половых клеток – здесь не происходит. Самцы в таком случае не принимают генетического участия в образовании новых существ и поэтому не могут претендовать на отцовство. Роль отца могут играть иголка или некоторые химические вещества. Например, икринки лягушки можно стимулировать к развитию уколом тонкой иглы, а яйцеклетки ряда морских животных побудить к делению, встряхивая их или добавляя к воде некоторые кислоты или соли.

В лабораторных условиях даже столь высокоорганизованное животное, как кролик, иногда появляется на свет без участия самца. Яйцеклетку извлекают из организма самки, механическим или химическим путем побуждают к делению, а затем вновь помещают в чрево матери. Далее идет нормальное развитие и рождение нового существа. Такой «крольчонок-сирота» может развиться во вполне взрослое животное.

У некоторых видов животных можно найти примеры весьма «несправедливого» отношения к самцам. Так самки пауков допускают к спариванию, но съедают его сразу после свадьбы. Чтобы избежать такой участи, самец преподносит своей кровожадной невесте лакомство.

Также «безбожно» поступают и самки богомола, откусывающие во время спаривания голову самца. Свою миссию самцу-богомолу приходится выполнять, уже будучи без головы.

К этим примерам можно добавить еще повадки пчел и ос, некоторые виды которых «допускают» появление самцов не в каждом поколении или практикуют их уничтожение сразу же после осеменения матки.

Однако у подавляющего большинства животных самки «держат» своих самцов, терпят их и относятся к ним довольно сносно. Более того, виды, которые, «умеют» размножаться без самцов, например, некоторые ракообразные, обходятся без них летом – когда тепло и много корма. Но, как только наступает осень или засуха, они прибегают к услугам самцов. Это заставляет думать, что самцы для чего-то все-таки нужны.

Попытаемся выяснить, для чего.

Для чего нужно скрещивание?

Существует два основных способа размножения: бесполое и половое. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь, которая производит себе подобных. В половом размножении участвуют два родителя. Принципиальное значение имеет, однако, не количественная сторона: то, что в одном случае получается «из одного – два», а в другом – «из двух – три». Гораздо важнее качественная сторона дела, а именно то, что при бесполом варианте не возникает новых свойств, в то время как при половом каждый раз появляется иное качество, отличное от родительского. Это очень существенно.

Бесполый способ встречается в основном у одноклеточных организмов, половым способом размножается большинство животных, в том числе млекопитающие. Видимо, с эволюционной точки зрения это наиболее прогрессивный способ.

Преимущества полового размножения обычно связывают с возможностью перекомбинации наследственных признаков родителей, что приводит к появлению генетического разнообразия. В самом деле, легко родиться метисом, имея черного отца и белую мать. Но это невозможно без отца – только лишь от одной белой матери.

Половое размножение обязательно предполагает скрещивание и, как правило, сопровождается разделением на два пола. Скрещивание – как раз тот процесс, благодаря которому возникают новые варианты. Оно необходимо для обеспечения генетического разнообразия. А что дает разделение на два пола?

Нужны ли для скрещивания два пола?

Существует способ размножения, при котором животные не разделены – не дифференцированы – на два пола, однако скрещивание имеет место. Таким способом размножаются дождевые черви. У них каждый червяк одновременно является и самкой и самцом. Или устрицы, у которых одна и та же особь выступает сначала в роли самца, а затем в роли самки.

Казалось бы, такой способ дает больше преимуществ.

Действительно, если, например, популяция животных состоит из 100 особей и все они без исключения могут скрещиваться между собой, то максимальное число возможных вариантов будет (100*99)/2 = 4950. Если та же популяция делится поровну на два пола, то число особей каждого пола равно 50 и максимальное количество возможных вариантов при этом равняется произведению 50*50 = 2500. То есть почти в два раза меньше.

Как видим, разделение на два пола ухудшает дело.

В чем же тогда секрет? Какую выгоду дает дифференциация полов? Ради чего популяция жертвует доброй половиной возможных вариантов, и что она получает взамен?

Считается, что дифференциация на два пола обеспечивает производство двух сортов гамет – половых клеток: с одной стороны маленьких и подвижных сперматозоидов, задача которых состоит в том, чтобы встретиться с яйцеклеткой, и, с другой стороны, относительно больших, но неподвижных яйцеклеток, обеспечивающих будущий зародыш питательными веществами. Однако такая специализация имеет место и у гермафродитных животных (дождевых червей и устриц) без дифференциации на два пола и без уменьшения разнообразия вариантов. Следовательно, этим биологический смысл разделения на два пола объяснить нельзя.

Попытаемся проанализировать роль полов в процессе воспроизводства, то есть выяснить их отношение к основным критериям производства – количеству, качеству и ассортименту продукции. Ибо всякое производство характеризуется прежде всего этими тремя параметрами.

Количество, качество и ассортимент продукции.

Предположим, что в заповедник выпускают всего 100 зубров. Какое выбрать соотношение полов, сколько выпустить коров и сколько быков? очевидно, что это соотношение зависит от того, какие цели преследуются. Если, например, задаются целью получить максимальное количество телят, то разумно взять 99 коров и 1 быка – при этом в каждом поколении могут родиться 99 телят. Однако все эти телята окажутся одного сорта по отцу и будут отличаться только по матери. Максимальное количество возможных сочетаний родителей в этом случае равно 99. Если желательно получить максимальное разнообразие (ассортимент), то необходимо иметь коров и быков поровну. Тогда количество возможных вариантов скрещиваний определяется произведением 50*50 = 2500! Однако уменьшится количество потомства, так как в одном поколении родиться лишь 50 телят. Среди них будут результаты как хороших сочетаний родителей, так и плохих.

Если же желательно улучшить качество стада зубров, то необходимо создать условия для полового отбора, то есть сделать так, чтобы часть животных не участвовала в размножении. Для этого необходимо иметь избыток самцов. Тогда конкуренция в борьбе за самку приведет к тому, что часть самцов не будет представлена в потомстве. При этом, чем больше избыток самцов, те жестче будут условия отбора.

Источник

Эволюционная теория пола

Зачем природе и эволюции потребовались два пола? Какие биологические функции выполняет каждый пол?

В.А. Геодакян

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В ОДНОМ ПОКОЛЕНИИ

В стабилизирующей среде средние генотипы мужских и женских гамет одинаковы, отличаются только их дисперсии, поэтому генотипическое распределение зигот следующего поколения совпадает с исходным. Единственный результат дифференциации полов при этом сводится к расплате популяции за экологическую информацию «более дешевым» мужским полом. Иная картина в движущей среде, где изменения затрагивают не только дисперсии, но и средние значения генотипов. Возникает генотипический половой диморфизм гамет, представляющий собой не что иное, как запись (фиксацию) экологической информации в распределении мужских гамет. Какова его дальнейшая судьба?

Если отцовская генетическая информация передается сыновьям и дочерям стохастически, при оплодотворении она полностью смешается и половой диморфизм исчезнет. Но если существуют какие-либо механизмы, препятствующие полному смешению, некоторая доля этой информации попадет от отцов только к сыновьям и, значит, часть полового диморфизма сохранится у зигот. А такие механизмы существуют. Например, только к сыновьям попадает информация из генов У-хромосомы; по-разному проявляются гены у потомков, в зависимости от того, унаследованы они от отца или матери. Без подобных барьеров трудно объяснить также доминирование отцовского генотипа у потомков от реципрокных скрещиваний, известное в животноводстве, скажем, высокая удойность коров, передаваемая через быка. Все это позволяет считать, что достаточно только различий полов по норме реакции и сечению канала связи, чтобы в движущей среде уже в одном поколении возник генотипический половой диморфизм, который при смене поколений будет накапливаться и расти.

ДИМОРФИЗМ И ДИХРОНИЗМ В ФИЛОГЕНЕЗЕ

Из нескольких возможных эволюционных сценариев позволяют выбрать единственный два очевидных факта: эволюционируют оба пола; существуют признаки как моно-, так и диморфные. Это возможно лишь в том случае, если фазы эволюции признака у полов сдвинуты по времени: у мужского изменение признака начинается и заканчивается раньше, чем у женского. При этом, согласно экологическому правилу, минимальная в стабилизирующей среде дисперсия признака расширяется с началом эволюции и сужается по его завершению.

Траектория эволюции признака раздваивается на мужскую и женскую ветви, появляется и растет половой диморфизм. Это дивергентная фаза, в которой скорость эволюции и дисперсия признака больу мужского пола. Через много поколений и у женского пола начинает расширяться дисперсия и меняться признак. Половой диморфизм, достигнув оптимума, остается постоянным. Это параллельная фаза: скорости эволюции признака и его дисперсии у обоих полов постоянны и равны. Когда у мужского пола признак достигает нового, стабильного значения, дисперсия сужается и эволюция прекращается, но еще продолжается у женского пола. Это конвергентная фаза, в которой скорость эволюции и дисперсия больше у женского пола. Половой диморфизм постепенно уменьшается и, когда признак у полов становится одинаковым, исчезает, а дисперсии выравниваются и становятся минимальными. Этим завершается диморфная стадия эволюции признака, за которой снова следует мономорфная, или стадия стабильности.

Таким образом, вся филогенетическая траектория эволюции признака состоит из чередующихся мономорфных и диморфных стадий, наличие же самого диморфизма теория рассматривает как критерий эволюции признака.

Перейдем теперь от филогенетического масштаба времени к онтогенетическому.

ДИМОРФИЗМ И ДИХРОНИЗМ В ОНТОГЕНЕЗЕ

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АСИММЕТРИЯ МОЗГА И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

С позиций теории пола, более асимметричный мозг у мужчин (и самцов некоторых позвоночных) означает, что эволюция идет от симметрии к асимметрии [7]. Половой диморфизм по асимметрии мозга дает надежду понять и объяснить различия в способностях и наклонностях мужчин и женщин.

Известно, что у наших далеких филогенетических предков были боковые глаза (у человеческих эмбрионов ранних стадий развития они располагаются так же), зрительные поля не перекрывались, каждый глаз был связан только с противоположным полушарием (контралатеральные связи). В процессе эволюции глаза переместились на лицевую сторону, зрительные поля перекрылись, но чтобы возникла стереоскопическая картина, зрительная информация от обоих глаз должна была сосредоточиться в одной области мозга.

Поскольку объемное воображение и пространственно-зрительные способности связаны со стереоскопией (и количеством ипсиволокон), у мужчин они должны быть развиты лучше, чем у женщин. И в самом деле, психологам хорошо известно, что в понимании геометрических задач мужчины намного превосходят женщин, как и в чтении географических карт, ориентировании на местности и т, д.

Поэтому мужчины охотнее берутся за новые, требующие поиска, неординарные задачи (часто выполняя их вчерне), а женщины лучше доводят решение знакомых задач до совершенства. Не потому ли они преуспевают в тех видах деятельности, в которых можно обойтись хорошо отшлифованными навыками, например в работе на конвейере?

Если овладение речью, письмом, любым ремеслом рассмотреть в эволюционном аспекте, можно выделить фазу поиска (нахождения новых решений), освоения и фазу закрепления, совершенствования. Мужское преимущество в первой фазе и женское во второй выявлено в специальных исследованиях.

Приведенные примеры показывают, как «работает» теория пола лишь в некоторых проблемах человека, в действительности, она охватывает гораздо больший массив явлений, в том числе и социальный аспект.

Проблема пола затрагивает очень важные области интересов человека: демографию и медицину, психологию и педагогику,исследование алкоголизма, наркомании и преступности, через генетику она связана с экономикой. Правильная социальная концепция пола нужна для решения проблем рождаемости и смертности, семьи и воспитания, профессиональной ориентации. Такая концепция должна строиться на естественной биологической основе, ибо без понимания биологических, эволюционных ролей мужского и женского пола нельзя правильно определить их социальные роли [8].

Здесь приведены лишь немногие общебиологические выводы теории пола, с единых позиций объяснены разнообразные, ранее непонятные явления и факты, упомянуты прогностические возможности. Итак, подытожим. Эволюционная теория пола позволяет:

Источник