Årsagen til, at organismer, når det gælder evolution, har sex kan virke ret åbenlyse - de gør det for at reproducere. Det er klart, at naturlig selektion skal favorisere enkeltpersoner, der kan reproducere sig fremfor dem, der ikke kan. Men dette mangler pointen. For mange arter er der et alternativ: aseksuel reproduktion.

Så hvorfor har sex udviklet sig i så mange arter? Overraskende nok er der ikke noget klart svar på dette spørgsmål. Faktisk har forskere hidtil udviklet mere end 20 forskellige hypoteser. På det seneste er en række eksperimenter begyndt at teste disse teorier og tager os tættere på at finde en løsning.

Hos aseksuelle arter reproducerer en kvinde sig uden det genetiske bidrag fra en mand og gør døtre effektivt identiske med sig selv. Enhver, der har fået deres roser ødelagt af plantelus (alias: grønne fluer eller bladlus) vil vide, hvor vellykket en strategi dette kan være.

Nøglen til det intellektuelle problem er, at mænd ofte ikke investerer i afkom. Mens seksuelle mødre har brug for at producere både sønner og døtre, kan en aseksuel kvinde gøre døtre alene. Hvis kvinder er det investeringskøn (de laver æg, fodrer de unge osv.), Gør det det meget lettere at hurtigt vokse befolkningen: en aseksuel kvinde kan blive to, to kan blive fire, fire kan blive otte osv. Dette er bekræftet ved eksperimenter effektiv sammenligning af aseksuelle biller med seksuelle biller i laboratoriet.

Bortset fra pattedyr (inklusive mennesker) og fugle er der aseksuelle arter i næsten enhver taksonomisk gruppe, herunder nogle fisk, krybdyr, planter og insekter - men de er usædvanlige. Så på trods af fordelene ved aseksuel reproduktion fortæller dette os, at på længere sigt vinder sex.

Dårlige mutationer versus tilpasning

Evolutionær forskning i problemet har stort set været centreret om to brede klasser af hypoteser. De er begge baseret på det faktum, at sex genererer variation ved at blande forældrenes genetiske sammensætning. Du og jeg er ikke identiske kopier af vores forældre, mens døtrene til en aseksuel bladlus er det.

Denne variation manifesteres på genetisk niveau: køn genererer nogle organismer inden for arten med masser af skadelige mutationer og andre med relativt få. Tilhængere af de såkaldte mutationsdeterministisk teori hævder, at hvis organismer med mange mutationer har uforholdsmæssigt lave overlevelseschancer, er mange dårlige mutationer tilbøjelige til at dø ud med deres værter, hvilket genererer et stort antal organismer, der er fri for sådanne mutationer. På grund af denne manglende variation er intet individ især belastet af mutationer hos aseksuelle arter. Som en konsekvens fjerner ingen mutationsdød så mange skadelige mutationer.

Denne teori bliver i stigende grad spørgsmålstegn ved, da det bliver klart, at mange seksuelle arter, herunder insekter , planter, producerer faktisk ikke så mange skadelige mutationer som teorien kræver.

En anden stærk konkurrenthypotese siger, at sex muliggør en slægt tilpasse sig skiftende forhold. Eksperimenter bekræfter, at medlemmer af en seksuel slægt normalt tilpasser sig hurtigere end aseksuelle medlemmer af den samme art, når forholdene ændres. Faktisk bille eksperiment ovennævnte har vist, at hvis en seksuel befolkning får lov til at udvikle sig under skiftende forhold, kan den fortrænge den aseksuelle befolkning helt.

Der kan være mange grunde til, at sex letter tilpasning. Forestil dig f.eks. To personer i en aseksuel befolkning, der begge har en god, men forskellig mutation. Fordi deres DNA ikke kan blandes, ender deres efterkommere med at konkurrere med hinanden (dette kaldes kloninterferens) - du får aldrig fordelene ved begge mutationer hos et individ. I en seksuel befolkning kan begge de gode mutationer dog finde vej ind i et individ. På denne måde får vi fordelen ved begge dele, hvilket gør tilpasning meget lettere. En undersøgelse på molekylært niveau offentliggjort den 24. februar har bekræftet, at køn faktisk lindrer klonal indblanding.

Dronningsteorien: parasitter?

Så det ser ud til at være en temmelig god forklaring at øge tilpasningshastigheden. Men hvad sker der, når en miljøændring har fundet sted, og forholdene er stabiliseret? Bør vi ikke forvente, at aseksuelle igen udkonkurrerer de seksuelle? Af denne grund tiltrækkes mange forskere i stigende grad af ideen om, at variationen skabt af køn også gør det muligt for arter at tilpasse sig i det uendelige evolutionære våbenløb med deres parasitter.

Denne slags evolutionære spil af kat og mus er kendt som Red Queen evolution, fra karakteren i Alice i Eventyrland, der insisterede på, at man skal løbe bare for at blive på samme sted. Faktisk er gener relateret til immunitet nogle af de hurtigst udviklende, vi har. Der er også nylige beviser at arter kan øge mængden af ​​genetisk blanding, de gør, når de fornemmer, at de er inficeret med en parasit. Dette betyder, at deres afkom vil være endnu mere forskellige fra hinanden og deres forældre.

Vi kender også ulemperne ved manglende variation i aseksuelle afgrødeplanter. For eksempel førte angreb fra parasitter til Irsk kartoffel hungersnød i 1845–49. I øjeblikket er bananer det under trussel fra angreb fra adskillige svampeparasitter. Dette er bekymrende, da over 95% af eksporthandelen med bananer kun har en aseksuel stamme (Cavendish).

Så har organismer sex for at sikre, at deres efterkommere ikke bliver udslettet af sygdom - eller for at gøre dem relativt fri for skadelige mutationer? Disse hypoteser behøver ikke at være gensidigt eksklusive. Forskere på området er i stigende grad interesseret i en slags hybridmodel.

I øjeblikket bevæger vi os i retning af studier af udvikling af køn på molekylært niveau - så vi kan kortlægge de nøjagtige mutationer, der går tabt eller vindes under tilpasningen. Undersøgelser af skæbnen for mutationer som et resultat af co-evolution af værter og parasitter er også lige rundt om hjørnet. Et stort problem er dog stadig: at forstå, hvorfor flere arter ikke har det bedste fra begge verdener (som bladlus faktisk har) og har både seksuel og aseksuel reproduktiv fase.