科学为何人类卵子的体积是精子的1000万倍?
据外媒报道,在大多数动物中,卵子比精子大得多。例如,在人类中,一个卵子的体积是一个精子细胞的1000万倍。 在一项新研究中,美国西北大学工程学院的研究人员发现,竞争和自然选择推动了这种奇怪的大小差异。
利用数学模型,研究人员考虑了在进化的早期,原始物种使用外部受精进行繁殖的时间。在该模型中,较大的生殖细胞,或配子,具有竞争优势,因为它们可以为潜在的子宫容纳更多的营养物质。然而,较小的配子需要较少的资源,这给父母带来的压力较小。
美国西北大学麦考密克工程学院工程科学和应用数学教授、该研究的资深作者Daniel Abrams表示:“生物体要么需要用最多的规定生产最大的配子,要么需要用最小的配子来使用最少的资源。我们相信这种大小差异几乎是不可避免的,基于对有性繁殖如何运作和自然选择如何运作的合理假设。"
该研究报告在线发表于 《理论生物学杂志》 。Abrams实验室的博士生Joseph Johnson是该论文的第一作者。Abrams实验室的本科生Nathan White和Alain Kangabire共同撰写了这篇论文。
西北大学团队的模型从同配生殖(isogamy)开始,这是有性生殖方式之一,在这种状态下,所有配子的大小都大致相同,而且还不存在不同的性别。然后,该团队开发并应用了一个简单的数学模型,以显示同配生殖是如何过渡到异配生殖的,在这种状态下,配子要么变得非常小,要么变得相当大--这是今天与生物性别有关的精子和卵子的前身。
在该模型中,异配生殖的出现是为了在资源有限的环境中生存而产生的竞争。如果配子在尺寸上比它们的“邻居”有优势,它们就更有可能生存下来,这导致了一场有利于越来越大的配子的"军备竞赛"。但是,生物体如果不需要越来越多的资源,就不能产生许多性细胞。然而,它们可以通过生产大量的微小配子来节省资源。
“在进化的早期,当有性生殖出现时,配子是对称的。但这是这种对称性被打破的地方,”Abrams说。“我们最终会出现一些生物专攻大配子,而另一些生物专攻小配子。”
Abrams表示,一个仍然存在的谜团是为什么一些同配生殖的物种今天仍然存在。例如,一些类型的藻类和真菌,要么无性繁殖,要么采用对称的交配类型。
“关于异配生殖是如何出现的,一直到查尔斯-达尔文,都有不同的理论,”Abrams说。“进化生物学中的问题是很难检验的,因为我们只能研究今天的物种。我们无法看到它们在数十亿年前是什么样子。使用数学模型可以产生新的见解和理解。”
【来源:cnBeta.COM】
科学家正在不断接近能解开火星甲烷之谜的答案据外媒报道,关于在火星上探测到甲烷的报告吸引了科学家和非科学家的注意。在地球上,微生物产生大量甲烷以此来帮助大多数牲畜消化植物。这个消化过程以牲畜向空气中呼出或打嗝的气体结束。虽然
神舟十二号载人飞船升空瞬间多机位看火箭震撼穿日据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心准时点火发射。火箭当空腾跃,以闪耀的太阳为
神舟十二号载人飞船发射倒计时3名航天员已进舱按计划,今日(6月17日)上午9时22分,神舟十二号载人飞船将搭载与长征二号F遥十二运载火箭发射升空。据载人航天工程航天员系统总设计师黄伟芬介绍,三名航天员聂海胜刘伯明汤洪波状态良
发射在即!神舟十二号载人飞行任务标识正式发布我国神舟系列飞船即将再次出征太空。在神舟十二号载人飞行任务实施之际,中国载人航天工程办公室今日正式发布本次飞行任务标识。从图中可知,标识中央绘制有龙形ldquo12rdquo标志,
中俄联合发布国际月球科研站路线图2035年建成6月16日晚,据央视报道,中国国家航天局和俄罗斯国家航天集团公司联合发布了国际月球科研站路线图(V1。0)和国际月球科研站合作伙伴指南(V1。0)),预计2035年建成国际月球科研
天舟二号与天和核心舱完成交会对接历时8小时5月29日2055分,搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭成功发射,今天凌晨天舟二号与天和舱对接成功。据中国载人航天工程办公室消息,天舟二号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置
天王星等冰行星表面下的深处发生了什么?在冰行星表面之下的深处发生了什么?是否有液态水?如果有,它是如何与行星的岩石海底互动的?新的实验表明,在尺寸介于我们地球和高达六倍的水冰行星上,水有选择地从典型的岩石矿物中浸出镁。
成功发射海洋二号D卫星!海洋动力环境卫星星座据媒体报道,北京时间2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功,标志我国海洋动力环境卫星迎
马斯克SpaceX可能在2024年让星际飞船登陆火星据国外媒体报道,美国太空探索技术公司SpaceXCEO埃隆middot马斯克(ElonMusk)表示,SpaceX可能在2024年让其星际飞船登陆火星。此前,在今年3月份,马斯克曾
马斯克太空梦!SpaceX公布首个轨道星际飞船飞行计划打算让太空旅行像航空旅行一样简单的SpaceX,近日又有了新动作。日前,据媒体报道,据SpaceX周四向美国联邦通信委员会提交的文件显示,SpaceX计划对ldquo星际飞船rdq
超级红月亮观赏攻略5月26日现身这个月最值得期待的天象要来啦,5月26日晚即将出现,其就是超级月亮月全食的天文奇观。我国除西藏西部和新疆西部以外,其他地区可见ldquo带食而出rdquo。越往东的地区,看到的月食