Evolutie van seksuele reproductie

Vincent Coessens

Alle levende wezens planten zich op een of andere manier voort. Vaak gebeurt die voortplanting ongeslachtelijk. Behalve voortplanting door zaden, kunnen de meeste planten zich voortplanten door knollen, uitlopers of wortelstokken. In de plantenkweek worden nakomelingen veelal door stekken verkregen. Ook bij dieren komt generatiewissel (het afwisselen van een geslachtelijke en ongeslachtelijke generatie) en ongeslachtelijke voortplanting voor. Delen van een stukgesneden worm vormen nieuwe individuen. Zoetwaterpoliepen vormen knoppen, die uitgroeien tot jonge poliepen, die loslaten. Bij een ongeslachtelijke voortplanting wordt het erfelijk materiaal van de ouders onveranderd aan de volgende generatie doorgegeven. Een goede of gewenste combinatie kan zo behouden blijven.

Een populatie organismen die zich ongeslachtelijk voortplant, groeit ook veel sneller (aantal individuen in de n’de generatie = 2 tot de macht 2n) dan een geslachtelijke organisme (aantal individuen in n’de generatie = 2**n). Dat is een gevolg van het feit dat bij zich geslachtelijk voortplantende soorten enkel het vrouwelijk individu nakomelingen kan produceren. Bovendien zijn er veel meer ‘kosten’ geassocieerd met de geslachtelijke voortplanting (vinden van een partner, energie nodig voor vorming van geslachtscellen, ziekteoverdracht, concurrentie…). Een erg grote kost als gevolg van de geslachtelijke voortplanting is dat een individu slechts gemiddeld de helft van zijn genen naar de volgende generatie overbrengt op seksuele wijze. De andere helft is immers van de partner ! Men kan zich terecht afvragen hoe de seksuele reproductie ontstaan is, daar ze zoveel complexer en kostenrijker is dan de ongeslachtelijke wijze van voortplanten.

Bij organismen die zich geslachtelijk voortplanten, worden zaadcellen en eicellen gevormd. Bij deze vorming krijgt elke zaadcel de helft van het erfelijk materiaal van de vader en elke eicel de helft van het erfelijk materiaal van de moeder (een normale niet-geslachtscel bevat een dubbele hoeveelheid erfelijk materiaal, men spreekt van homologe chromosomen). Het proces waarbij de normale hoeveelheid erfelijk materiaal gehalveerd wordt, de reductiedeling, beschikt over een mechanisme dat ervoor zorgt dat de geslachtscellen verschillend zijn (van verschillende samenstelling). Bij de bevruchting worden mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen verenigd, zodat cellen ontstaan met een nieuwe combinatie (dubbele set) erfelijk materiaal. Het resultaat is een uniek individu met andere kenmerken dan de ouders. Deze nieuwe kenmerken zullen gunstig of ongunstig zijn naargelang de omgevingsfactoren.

Een voorbeeld : net zoals de leefruimte in de natuur, is het aantal arbeidsplaatsen beperkt. In een informatiemaatschappij is de nood aan informatici hoog (er is veel ‘ruimte’ voor programmeurs). Stel nu dat de kenmerken die een goed informaticus moet bezitten erfelijk zijn vastgelegd. In de wereld van vandaag zouden ze baat hebben bij een ongeslachtelijke voortplanting ; de populatie groeit snel aan en hun kenmerken worden onveranderd doorgegeven, zodat snel vele generaties identieke freaks elkaar zullen opvolgen en de arbeidsplaatsen opvullen. Een informatici-populatie die zich ongeslachtelijk zou kunnen voortplanten, zou veel succes hebben in de heersende omstandigheden (zij hebben een hoge ‘Fitness’). Ze hoeven geen energie te steken in het veroveren van een partner en kunnen zich volledig overgeven aan het zogenaamde ‘bitneuken’ en in twee splitsen.

De millenniumbom slaat echter ongenadig toe, een wereldwijde economische crisis is het gevolg en het volk revolteert zich en vernietigt alle computers op aarde. De ongeslachtelijke informaticus verliest zijn broodwinning en beschikt niet over de kenmerken om te overleven. Zijn geslachtelijke lotgenoot echter heeft echter meer geluk. Door recombinatie van het erfelijk materiaal is door toeval een goede jager ontstaan, een profiel dat een hoge fitness heeft in het volgende millennium.

De neo-darwinistische evolutietheorie stelt dat de voortplantingscapaciteit van soorten veel groter is dan nodig om de ouders te vervangen. De leefruimte is echter beperkt en bovendien zit de omgeving vol concurrenten en predatoren, zodat er onvermijdelijk vele moeten afvallen. Wanneer men aanneemt dat de kenmerken die men nodig heeft om te overleven en zich succesvol voort te planten, genetisch zijn vastgelegd, dan wint diegene die erin slaagt zoveel mogelijk van zijn eigen erfelijk materiaal in de volgende generatie te krijgen, de strijd om het bestaan.

Waar de leefomstandigheden niet sterk veranderen, vormt ongeslachtelijke voortplanting geen probleem en kunnen vele generaties identieke individuen elkaar opvolgen.

Seksuele reproductie geeft aanleiding tot een onbeperkt gecombineerde set kenmerken, waarvan enkele in een veranderd milieu misschien een hogere fitness zullen hebben.

Er zijn nog ander hypotheses die het ontstaan van seksuele reproductie verklaren. Zo kan de geslachtelijke voortplanting gezien worden als een antwoord op de aanvallen van ongeslachtelijke parasieten en ziekten. De aseksuele ziekteverwekkers hebben een korte generatietijd en kunnen zich perfect aanpassen aan de kenmerken van hun gastheer. De gastheer die zich seksueel voortplant, zal nageslacht produceren met verschillende kenmerken, zodat de parasiet die zeer goed leeft op de ouder, dat niet noodzakelijk meer kan op nakomelingen.

In de loop van de evolutie zijn twee totaal verschillende types geslachtscellen ontstaan die we de zaadcellen en eicellen noemen (om bij elkaar te kunnen komen) en reservestoffen bevatten (om de nakomelingen groot te brengen). Eén enkel type zou nooit aan beide eisen kunnen voldoen. Er is selectie opgetreden naar enerzijds beweeglijke « mannelijke » zaadcellen en anderzijds quasi onbeweeglijke « vrouwelijke » eicellen, volgestouwd met reservestoffen.

Na het ontstaan van de geslachtscellen zijn de twee geslachten zich verder gaan ontwikkelen en specialiseren. We spreken nu over mannelijke en vrouwelijke individuen.

In de natuurlijke selectie speelt seksuele selectie een grote rol (Darwin, 1871). Seksuele selectie betreft de kenmerken die de toegang (in ruime zin) tot de partner(s) bepalen. Deze kenmerken kunnen nadelig zijn voor het overleven, maar toch een voordeel opleveren omdat het bezit ervan een grote invloed heeft op het reproductief succes (mannelijke pauwen met een grote staart imponeren de vrouwtjes en leiden tot meer kans op paren. Deze grote staart is ook nadelig (trekt vijanden aan) maar dit nadeel wordt niet weggeselecteerd omwille van het voordeel in seksuele selectie). Merk op dat het er in de selectiestrijd niet enkel op aan komt lang te overleven, maar wel om veel en succesvol nageslacht op de wereld te zetten. Lang leven is slechts één mogelijkheid om dit doel te bereiken.

De rol van het ‘mannetje’

De mannelijke individuen moeten de vrouwelijke individuen imponeren. Hiervoor beschikken ze vaak over een opvallend kleurenpatroon op hun lichaam of speciaal voor het imponeren ontworpen aanhangsels. Men kan zich de vraag stellen waarom nu de vrouwtjes ‘vallen’ voor een grote staart of een vlekje op de bek. Een antwoord zou kunnen zijn dat de dochters van een vrouwtje dat zich door deze kenmerken heeft laten verleiden, ook een (erfelijk bepaalde) voorkeur voor dit kenmerk zullen hebben en weerom als partner diegene uitkiezen die dit kenmerk vertoont.

Andere dieren moeten dan weer hun ‘mannelijkheid’ bewijzen door gevechten met andere mannetjes. Het opvallend kleurenpatroon of de versieringen aan hun mannelijk lichaam houden ook gevaren in ; ze vallen meer op bij vijanden of worden gehinderd in hun bewegingsvrijheid. Bij de gevechten vallen er gewonden en soms doden. De grote ‘investering’ die het mannetje moet doen voorafgaand aan de paring, worden goedgemaakt door het feit dat mannetjes minder investeren in de paring en het grootbrengen van de nakomelingen dan het vrouwtje. Bij polygame soorten gaan de mannetjes na de paring op zoek naar een volgend vrouwtje. Op deze wijze (kwantiteit) verhogen ze de kans dat hun genen naar een volgende generatie overgebracht worden. De monogame mannetjes beschermen (of bewaken !) hun vrouwtje en nemen soms een deel van de opvoeding op zich. Op deze manier trachten ook de monogame mannetjes hun genen in hun nageslacht veilig te stellen, door ervoor te zorgen dat hun kinderen door goede zorg veel kans op overleven hebben (kwaliteit).

De rol van het ‘vrouwtje’

Een vrouwtje steekt veel energie in de gevolgen van een paring, de broedzorg en de ‘opvoeding’. Het aantal nakomelingen dat een vrouwtje kan voortbrengen, is vaak ook beperkt. Ze heeft er dus alle belang bij een ‘goed’ mannetje te kiezen en baseert zich hiervoor op de kenmerken die ze belangrijk acht. ‘Goed’ betekent hier uiteraard weer : bezit kenmerken tot het voortbrengen van een succesvol geslachtsrijp nageslacht. Polygame soorten verwachten ‘goed zaad’ waaruit sterke jongen zullen voortkomen. Bij monogame soorten dient het mannetje ook ‘toegewijd’ te zijn, daar het vrouwtje vaak niet in staat is zichzelf en haar jongen alleen te voeden en te verdedigen. Vrouwtjes hebben van hun kant dan ook allerlei ‘listen’ bedacht om het mannetje gedurende die tijd bij zich te houden.

Er wordt beweerd dat bij de redelijk monogaam levende mens ‘verliefdheid’ zo’n list is ; een verliefde man zal geneigd zijn in de buurt van zijn bevruchte vrouw te blijven en haar te beschermen tijdens de zwangerschap. Ook na de geboorte blijft de man ‘rondhangen’ in plaats van elders zijn geluk te gaan beproeven. Op die wijze verzekeren beide partners er zich van dat de nakomeling in leven blijft. In de tijd van de primitieve mens was een kind van zo’n vier jaar zelfstandig genoeg om te kunnen overleven (en dus op te groeien tot geslachtsrijpe leeftijd) zonder de hulp van de vader. Dat wij mensen, na een vierjarige relatie onze verliefdheid kwijt zijn, zou hiervan een evolutief gevolg zijn.

Merk op dat de bovenstaande geschetste rollen voor beide partners andere zorgen met zich meebrengen. Een mannetje die energie steekt in de ‘opvoeding’ van nakomelingen, wil zekerheid dat het wel degelijk ZIJN kinderen zijn, die hij grootbrengt. De bekommernis van het vrouwtje is dan weer de verzekering dat het mannetje steeds naar haar zal terugkeren en haar zal bijstaan bij het grootbrengen van haar (en dus niet noodzakelijk ZIJN !) jongen.

Het fenomeen ‘jaloezie’ zou bij mensen voor beide geslachten dan ook fundamenteel verschillen. Een man zal geen bezwaar hebben als zijn vrouwelijke partner met mannelijke vrienden ‘uitgaat’, samen dineert of een andere emotionele band heeft met andere mannen. Zolang andere mannen er maar geen zaad in lozen.

Vrouwen daarentegen moeten het vooral van deze emotionele band hebben. Dat de man die haar bevruchtte ook met andere vrouwen naar bed gaat, is weliswaar niet aangenaam om te weten, maar belangrijker voor haar is te weten dat zij de sterkste band heeft en dat de man steeds naar haar zal terugkeren.

Ook de ‘jaloezie’ is ergens in de evolutie ontstaan en geëvolueerd, en dit wellicht als antwoord tegen al te losbandige ontrouw.

In onze maatschappij zijn mensen ‘meestal monogaam’. Polygamie (harems) komt echter in veel culturen voor en ‘een scheve schaats rijden’ bijna overal.

Het ‘vreemd gaan’ van de doorgaans monogame man is in dit kader gemakkelijk te begrijpen ; bij zijn officiële partner blijft hij het grootste deel van de tijd en werkt er samen met zijn vrouw aan het zorgzaam grootbrengen van zijn kind. Vrouwlief heeft er immers voor gezorgd dat de man steeds zal terugkeren. De man kan echter, middels een kleine investering (beperkt tot het lozen van wat zaad in een andere vrouw) zijn kansen verhogen door zijn genen in de volgende generatie te krijgen. Zijn erfelijk materiaal wordt bovendien met een andere partner ‘gemixt’ en leidt tot andere combinaties. Dit onecht (vaderloos) kind heeft weliswaar minder kans op overleven dan zijn collega uit het perfecte oudergezin, maar de investering van de vader is zo klein, dat het best het proberen waard is.

Vrouwen hebben dan weer een ander evolutief motief om even ontrouw te zijn. Stel dat ze een aantrekkelijke man op het oog hebben, maar deze niet ‘kunnen krijgen’ (aantrekkelijk betekent hier weer : waarvan ze vermoeden dat hij nageslacht zal voortbrengen dat in de wereld van morgen succesvol zal zijn). De man kan ofwel geen interesse hebben in een blijvende relatie (investeren in de opvoeding van een kind), maar een one night stand, dat kan er nog net af. Een andere reden zou kunnen zijn dat de man in kwestie niet bekend staat als erg toegewijd aan zijn veroveringen. Toch beschikt de man over andere kenmerken die tot een succesvol nageslacht kunnen leiden (bijvoorbeeld : fysiek sterk of intelligent). Een snelle wip met deze man en dan weer terug naar de toegewijde partner en ze slaan twee vliegen in één klap : ‘sterke genen’ van hun minnaar, mede grootgebracht door hun officiële partner die uiteraard in de illusie verkeert dat het zijn kind betreft.

Sociologisch geïnspireerde lezers zullen wellicht de wenkbrauwen fronsen of in lachen uitbarsten bij het lezen van bovenstaand paragraaf waarin voorbeelden uit de menselijke geslachtelijke voortplanting werden aangehaald en opperen dat het in ‘de gemeenschap’ van vandaag voor vrouwen perfect mogelijk is zonder een man nageslacht groot te brengen (en tegenwoordig hebben ze zelfs geen man meer nodig om bevrucht te worden). Ik zal dit niet betwisten. Maar kan in onze (maximaal) vijfduizend jaar oude ‘beschaving’ honderdduizend jaar evolutie uitgeveegd worden ? We blijven vandaag nog het slachtoffer van die ene cel (of waren het er meerdere ?) die ooit op het toen geweldig idee kwam het eens op geslachtelijke wijze te proberen. Ze moest eens weten…