Algen können Schlüssel zum Ursprung der Geschlechter halten.

Anmerkung des Herausgebers: diese Geschichte wurde aktualisiert am 3:40 Uhr ET

Eine kleine, unscheinbare kleine Alge kann halten das Geheimnis, wie die Geschlechter entwickelt.

Ein einzelnes Gen, das männlichen oder weiblichen Geschlechts in mehrzelligen Algen bestimmt entwickelte sich aus einer ursprünglicheren Version gefunden in einem einzelligen Vorfahren, der Geschlechter, hat laut einer neuen Studie.

Die Entdeckung könnte zu einem der wichtigsten genetischen Schritte beteiligt, der Ursprung der Geschlechter hinweisen.

Eine gute Idee

Sex scheint eine gute Idee zu sein, aus evolutionärer Sicht: Es hat sich in viele verschiedene Lebensformen, von Pflanzen, Tieren, Algen separat entwickelt. Viele Wissenschaftler dachten die Geschlechter in mehrzelligen Organismen stammen aus zwei verschiedenen"Paarung" von einzelligen Organismen, sagte Studie Co-Autor James Umen, Evolutionsbiologe an der Donald Danforth Plant Science Center in St. Louis.

"Einzellige Organismen Sex, zu haben," sagte Umen Leben Wissenschaft "sie tun es, wenn Zellen von zwei verschiedenen Paarung Typen, aber der gleichen Spezies verschmelzen."

Die Idee war schwierig zu beweisen. Tiere und Pflanzen haben Sex mit unterschiedlichen männlichen und weiblichen Geschlechts, denn zwischen 500 Millionen und 1 Milliarde Jahren, so die Spuren dieses ersten Schrittes sind lange vorbei.

"Unsere einzelligen Vorfahren, die sich auch beim Sex sind so weit entfernt von uns, dass viele was dazwischen passiert ist, gelöscht oder verändert hat", sagte Umen.

Geschlechtsumwandlung

Aber die mehrzelligen Algen Volvox Carteri Geschlechter von einem mehr-primitiven, einzelligen Vorfahren, Chlamydomonas Reinhardtiiin nur die letzten 100 Millionen Jahren eine evolutionäre Strohfeuer entwickelt. Infolgedessen haben V. Carteri und C. Reinhardtii mehr Änderungen beibehalten, die zu Sex Differenzierung geführt. [Bildergalerie: atemberaubende Dual-Sex Tiere]

Das Team konzentrierte sich auf ein einzelnes Gen, genannt MID, die in der "Plus" Paarung Art die einzelnen-celled C. Reinhardtii aber abwesend in das "Minus" Paarung Typ. In mehrzelligen V. Carteri, haben Männer ihre eigene Version des MID-Gens, während Weibchen nicht.

Die beiden Versionen des MID-Gens wurden beide Arten sehr ähnlich. Basierend auf die Unterschiede in der Gensequenz (oder die Abfolge der Buchstaben, aus denen sich das Gen), kam zu dem Schluss des Teams, dass das MID-gen in V. Carteri aus in C. entwickelt Reinhardtii.

Als nächstes das Team das MID-gen in weiblichen V. Carteri eingefügt Organismen. Mit, dass eine Einfügung die Weibchen Eiern in Sperma Pakete verwandelt. Unterdessen verringern die Expression des Gens bei Männern, die ihre Sperma-Pakete in Eiern verwandelt.

"Durch die Manipulation dieser ein Gen Volvox im Wesentlichen eine Geschlechtsumwandlung geben zu können," sagte Umen.

Größere Änderungen

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der erste Schritt in der Evolution der Geschlechter mit einer kleinen Änderung in einem Paarung Typ gen begonnen haben. Dieses Gen im Wesentlichen verhält sich wie ein "Hauptschalter", die den Zusammenhang mit Sex Differenzierung Gene reguliert, sagte Umen.

Aber nur eine Handvoll Genen unterscheiden zwischen Plus- und minus-Paarung Typ Algen. Das ist weit entfernt von was tritt bei mehrzelligen Algen, in denen der genetische Master wechseln von Steuerelementen vieler Gene um Spermien oder Eiern zu machen, sagte Umen.

Also sagte um follow-up, das Team hofft, wie mehr zu entwirren und mehr Gene kam unter die Steuerung von diesem Geschlecht-Bestimmung Switch in Volvox, er.

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht heute (8. Juli) in der Fachzeitschrift PLOS Biology.

Anmerkung des Herausgebers: diese Geschichte wurde aktualisiert, um James Umens Forschung Zugehörigkeit zu korrigieren.

Folgen Sie Tia Ghose auf Twitter und Google + . Folgen Sie Leben-Wissenschaft @livescience , Facebook & Google + .