Noch ein Anlauf zur Lösung eines der größten Rätsel: Wozu Sex?

Sex soll verhindern, dass Zellen durch ihre eigenen Energiezentren geschädigt werden.
Sex soll verhindern, dass Zellen durch ihre eigenen Energiezentren geschädigt werden.APA/dpa/Christophe Gateau

Geschlechtliche Reproduktion ist erklärungsbedürftig, weil sich in ihr nur die Hälfte der Population vermehrt. Aber erklärt ist sie trotz vieler Hypothesen bisher nicht. Nun kommt eine neue: Sex soll verhindern, dass Zellen durch ihre eigenen Energiezentren geschädigt werden.

Wozu sind die Männer da? Man weiß es nicht. Aber irgendeinen Grund muss es schon geben, einen starken. Denn 99 Prozent aller Tiere reproduzieren sich sexuell, obwohl das den einfachsten Gesetzen der Mathematik widerspricht, und denen der Biologie auch. In der geht es um eine möglichst hohe Zahl von Nachkommen, und die würde erreicht, wenn jedes Individuum sich fortpflanzt. Beim Sex tut das aber nur die weibliche Hälfte der Population, die männliche assistiert, und der halbe Nachwuchs ist wieder männlich, der Theoretische Biologe John Maynard Smith nannte das 1971 die „zweifachen Kosten von Sex“. Die hatten hundert Jahre früher schon einen anderen geplagt: „Über den Grund der Sexualität haben wir nicht einmal das geringste Wissen“, bedauerte Darwin 1862, „das ganze Gebiet ist noch in Dunkelheit verborgen.“

Daran hat sich wenig geändert, es gibt nur Hypothesen, sie sind Legion, wurden aber von John Logsdon (University of Iowa) in drei Gruppen gegliedert: „the good, the bad and the ugly“. Das „Gute“ am Sex könnte darin liegen, dass die Gene neu gemischt werden – erst und vor allem in der Entstehung der Keimzellen (Eizellen und Spermien) und dann noch einmal in ihrer Vereinigung –, so wird eine bessere Anpassung an sich wandelnde Umwelten möglich. Alternativ könnte Sex das „Böse“ abwehren, gefährliche Mutationen wieder aus dem Genpool hinaus schaffen. Das „Hässliche“ schließlich bezieht sich auf Bedrohungen von außen, durch das ganze Heer der Parasiten, die mit immer neuen Genkombinationen in Schach gehalten werden müssen.

Ganz befriedigen kann keine der Alternativen, deshalb versuchen Elvira Hörandl (Göttingen) und Dave Speijer (Amsterdam) einen neuen Zugang. Sie finden ihn früh in der Geschichte des Lebens: Vor etwa zwei Milliarden Jahren nahm ein Einzeller einen anderen in sich auf, sie taten sich zusammen und teilten die Arbeit so, dass der Aufgenommene zur Energiezentrale wurde, zum Mitochondrium. Das steigerte die Energieversorgung, das legte auch die Grundlage für Mehrzeller. Aber das brachte auch eine neue Gefahr: In den Energiezentralen wird Sauerstoff verarbeitet, dadurch fallen Sauerstoffradikale an, das sind hoch reaktive Moleküle, die Gene schädigen und Mutationen in sie hinein bringen können.

 

Mutationen aus dem Genpool schaffen

Die dürfen sich nicht über Generationen akkumulieren, deshalb wird zwischen ihnen die normale Zellteilung („Mitose“) durch die abgelöst, in der die Keimzellen gebildet werden („Meiose“) und deren Durcheinanderwürfeln der Gene die Mutationen wieder aus dem Genpool schafft: „Sex ist also eine physiologische Notwendigkeit, als Folge eines sauerstoffbasierten Stoffwechsels bei allen höheren Organismen“, schließen die Forscher (Proc. Roy. Soc. B 7. 2.).

Aber in diesem Schluss stimmt etwas nicht: Es reproduzieren sich eben nicht alle sexuell, sondern nur 99 Prozent. Zum Rest gehören etwa die bdelloiden Rotiferen der Rädertierchen. Sie gelten als „Skandal der Evolution“, weil sie sich seit 80 Millionen Jahren ohne Sex vermehren und immer noch gedeihen. Und vor etwas über 20 Jahren tauchte ein noch spukhafteres Lebewesen auf, der Marmorkrebs, der in seinem lateinischen Namen – Procambarus virginalis – zeigt, dass er sich asexuell vermehrt, durch Parthenogenese: Jungfernzeugung.

Wie und wo er in die Welt kam, ist nicht recht klar, aber Genanalysen zeigen nun, dass ihm eine eigentümliche Kreuzung zweier Everglades-Sumpfkrebse drei Chromosomensätze beschert hat (Nature Ecology & Evolution 5. 2.). In denen steckt offenbar so hohe Vielfalt, dass der Marmorkrebs sich zu Millionen in ganz Europa und halb Afrika ausgebreitet, an die unterschiedlichsten Lebensräume angepasst und alle dort heimischen sexuellen Krebse verdrängt hat. Und das, obwohl die Marmorkrebse alle Klone sind: identische Genome haben.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 08.02.2018)