De reden waarom, in termen van evolutie, organismen seks hebben, lijkt misschien nogal voor de hand liggend - ze doen het om zich voort te planten. Natuurlijk moet natuurlijke selectie de voorkeur geven aan personen die zich kunnen voortplanten over degenen die dat niet kunnen. Maar dit mist het punt. Voor veel soorten is er een alternatief: ongeslachtelijke voortplanting.

Dus waarom is seks geëvolueerd in zoveel soorten? Verrassend genoeg is er geen eenduidig ​​antwoord op deze vraag. Inderdaad, onderzoekers hebben tot nu toe meer dan ontwikkeld 20 verschillende hypothesen. De laatste tijd zijn een aantal experimenten begonnen met het testen van deze theorieën, waardoor we dichter bij het vinden van een oplossing kwamen.

In aseksuele soorten reproduceert een vrouw zonder de genetische bijdrage van een man en maakt dochters effectief identiek aan zichzelf. Iedereen die zijn rozen heeft laten verlammen door plantenluizen (alias: bladluizen of bladluizen) zal weten hoe succesvol een strategie kan zijn.

De sleutel tot het intellectuele probleem is het feit dat mannen vaak niet investeren in het nageslacht. Terwijl seksuele moeders zowel zonen als dochters moeten produceren, kan een aseksueel wijfje dochters met rust laten. Als vrouwen het investerende geslacht zijn (ze maken eieren, voeden de jongen enz.), Maakt dit het veel gemakkelijker om de bevolking snel te laten groeien: een aseksueel vrouwtje kan twee worden, twee kunnen vier worden, vier kunnen acht worden enz. Dit is bevestigd door experimenten het vergelijken van aseksuele kevers met seksuele kevers in het lab.

Afgezien van zoogdieren (inclusief mensen) en vogels, zijn er aseksuele soorten in zowat elke taxonomische groep, waaronder sommige vissen, reptielen, planten en insecten - maar ze komen niet vaak voor. Dus ondanks de voordelen van ongeslachtelijke voortplanting, vertelt dit ons dat seks op de langere termijn wint.

Slechte mutaties versus aanpassing

Evolutionair onderzoek naar het probleem heeft zich grotendeels geconcentreerd op twee brede klassen van hypothesen. Ze zijn allebei gebaseerd op het feit dat seks variatie genereert door de genetische samenstelling van de ouders te vermengen. Jij en ik zijn geen identieke exemplaren van onze ouders, terwijl de dochters van een aseksuele bladluis dat wel zijn.

Deze variatie manifesteert zich op genetisch niveau: geslacht genereert enkele organismen binnen de soort met veel schadelijke mutaties en sommige met relatief weinig. Aanhangers van de zogenaamde mutationeel deterministische theorie beargumenteren dat als organismen met veel mutaties onevenredig lage overlevingskansen hebben, veel slechte mutaties de neiging hebben om met hun gastheren uit te sterven, waardoor een groot aantal organismen wordt gegenereerd die vrij zijn van dergelijke mutaties. In aseksuele soorten wordt, vanwege dit gebrek aan variatie, geen individu in het bijzonder belast door mutaties. Dientengevolge verwijdert geen enkele mutationele dood zoveel schadelijke mutaties.

Deze theorie wordt echter steeds meer in vraag gesteld, omdat het duidelijk wordt dat veel seksuele soorten, waaronder insecten en planten, produceren eigenlijk niet zoveel schadelijke mutaties als de theorie vereist.

Een andere sterke contender-hypothese stelt dat seks een afstamming in staat stelt om aanpassen aan veranderende omstandigheden. Experimenten bevestigen dat leden van een seksuele afstamming zich meestal sneller aanpassen aan aseksuele leden van dezelfde soort wanneer de omstandigheden veranderen. Inderdaad kever experiment hierboven vermeld, heeft aangetoond dat als een seksuele populatie tijdens veranderende omstandigheden vrij mag evolueren, deze de aseksuele populatie helemaal kan verdringen.

Er kunnen veel redenen zijn waarom seks aanpassing vergemakkelijkt. Stel je bijvoorbeeld twee individuen voor in een aseksuele populatie die allebei een goede maar verschillende mutatie hebben. Omdat hun DNA niet kan worden gemengd, komen hun afstammelingen uiteindelijk in competitie met elkaar (dit wordt klonale interferentie genoemd) - je zult nooit de voordelen van beide mutaties bij één persoon krijgen. In een seksuele populatie kunnen beide goede mutaties echter bij één persoon terechtkomen. Op deze manier krijgen we het voordeel van beide, wat aanpassing een stuk eenvoudiger maakt. Een onderzoek op moleculair niveau gepubliceerd op 24 februari heeft bevestigd dat seks inderdaad klonale interferentie verlicht.

The Queen-theorie: parasieten?

Dus het verhogen van de snelheid van aanpassing lijkt een vrij goede verklaring te zijn. Maar wat gebeurt er nadat een milieuverandering heeft plaatsgevonden en de omstandigheden zich hebben gestabiliseerd? Moeten we niet verwachten dat de aseksuelen opnieuw de seksuelen uit de strijd zouden raken? Om deze reden worden veel onderzoekers steeds meer aangetrokken door het idee dat de variatie die door seks wordt gecreëerd, ook toestaat dat soorten zich aanpassen aan de nooit eindigende evolutionaire wapenwedloop met hun parasieten.

Dit soort evolutionair spel van kat en muis staat bekend als Red Queen-evolutie, van het personage in Alice in Wonderland die erop stond dat je moest rennen om op dezelfde plek te blijven. Inderdaad, genen gerelateerd aan immuniteit zijn enkele van de snelst evoluerende die we hebben. Er is ook recent bewijsmateriaal die soort kan de hoeveelheid genetische menging die ze doen vergroten als ze voelen dat ze besmet zijn met een parasiet. Dit betekent dat hun nakomelingen nog meer van elkaar en hun ouders zullen verschillen.

We kennen ook de nadelen van een gebrek aan variatie in aseksuele gewasplanten. Bijvoorbeeld, aanval door parasieten leidde tot de Ierse aardappel-hongersnood in 1845-49. Momenteel zijn bananen onder bedreiging van aanval door talrijke schimmelparasieten. Dit is zorgwekkend gezien meer dan 95% van de exporthandel in bananen slechts één aseksuele stam is (Cavendish).

Hebben organismen ook seks om ervoor te zorgen dat hun afstammelingen niet worden uitgeroeid door ziekte - of om ze relatief vrij te maken van schadelijke mutaties? Deze hypothesen hoeven elkaar niet exclusief te zijn. Onderzoekers in het veld zijn steeds meer geïnteresseerd in een soort hybride model.

Momenteel zijn we op weg naar studies van de evolutie van seks op moleculair niveau - dus we kunnen de exacte mutaties in kaart brengen die verloren zijn gegaan of zijn opgedaan tijdens de aanpassing. Studies over het lot van mutaties als een resultaat van de co-evolutie van gastheren en parasieten zijn ook net om de hoek. Een groot probleem blijft echter: begrijpen waarom meer soorten niet het beste van beide werelden hebben (zoals inderdaad bladluizen doen), en zowel seksuele als aseksuele reproductieve fasen hebben.