Жизнь как мы ее знаем очень разнообразна. За одни и те же процессы у разных живых существ отвечают совершенно разные механизмы. Одна из таких загадок эволюции — существование двух разных механизмов формирования половых клеток (гамет) у животных и у растений. Ученые из Университетского колледжа Лондона предложили теорию, которая все объясняет.
Почему у животных есть половые клетки «про запас», а у растений нет?

У растений и некоторых примитивных животных половые клетки формируются из стволовых клеток организма и в этом смысле ничем не отличаются от всех прочих клеток. У животных же гаметы выделяются уже в процессе эмбрионального развития: они остаются в половых органах и позднее развиваются в полноценные половые клетки, мужские и женские.

Чтобы объяснить, почему эволюция животных направилась именно по такому пути, биологи построили математическую модель. В ней учли количество делений, разнообразие тканей организма и количество мутаций в митохондриальной ДНК, которые накапливается с новыми делениями.

Фото

Оказалось, что чем более дифференцированы ткани организма, тем больше мутаций накапливается в митохондриальной ДНК. Поэтому, чтобы уберечь будущее потомство от лишних мутаций, животные отправляют клетки, которым суждено стать половыми, в область, где формируются половые органы, и хранят их там, пока не придет время воспроизводства.

Так, например, происходит с яйцеклетками. Они формируются на определенной стадии развития эмбриона, делятся необходимое число раз и отправляются «в сухое и прохладное место», почти прекращая жизнедеятельность. Пока организм женщины взрослеет, яйцеклетки не делятся — а значит, и не накапливают мутации в митохондриальной ДНК.

Фото

Митохондриальную ДНК потомство наследует от матери, поэтому мужской организм не отправляет половые клетки ждать «на складе»: они делятся в течение всей жизни.

Растениям нет нужды прибегать к таким ухищрениям. Их клетки делятся гораздо реже, чем клетки животных, и не успевают накопить сколько-нибудь значимое количество мутаций в митохондриальной ДНК — поэтому растения спокойно формируют половые клетки из тех недифференцированных клеток.

Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS One.