Artikel druckenWir haben nicht einmal das geringste Wissen über den Grund der Sexualität“, bedauerte Darwin 1862: „Das ganze Gebiet ist noch in Dunkelheit verborgen.“ Über 100 Jahre später hatte sich wenig gelichtet, aber das Rätsel bekam zumindest einen Namen, 1971 von John Maynard Smith. Nun ging es um die „zweifachen Kosten von Sex“ bzw. „von Männern“: In Arten, in denen sich jedes Individuum fortpflanzt, gibt es (mindestens) doppelt so viele Nachkommen wie in Arten, in denen Mütter zunächst auch männlichen Nachwuchs produzieren – der dann nur rudimentär zur Produktion der nächsten Generation beiträgt.
Aber die Zahl der Nachkommen ist das A und O der Evolution. Es muss also starke Gründe geben für den Luxus des männlichen Geschlechts. Seit Smith sucht man sie, es gibt immer noch nur Hypothesen, über 20, man kann sie in drei Gruppen ordnen, „the good, the bad and the ugly“. Der „gute“ Grund ist der der genetischen Vielfalt, die durch Sex gleich doppelt erhöht wird: Zunächst werden bei der Produktion der Keimzellen in Männchen und Weibchen die Genome durcheinandergewürfelt; dann werden noch beide Genome kombiniert, so wird die „Inzucht-Depression“ vermieden.
Der „böse“ Grund liegt ähnlich, bei ihm geht es darum, dass durch die Kombination gefährliche Mutationen eher wieder aus dem Genpool hinausgeschafft werden. Der „hässliche“ Grund schließlich spielt auf den evolutionären Rüstungswettlauf zwischen Wirten und Parasiten an, in dem die Wirte ihr Genom ständig ändern müssen, so wie die Rote Königin in „Alice in Wonderland“ immer rennen muss, deshalb heißt diese Vermutung „Red Queen Hypothesis“.
Hermaphroditen mit Partnerlust
Welche stimmt, ist unklar; ob sie einander ausschließen, ist es auch; vor allem aber ist empirisch bisher kaum gezeigt, dass Sex wirklich Vorteile bringt. Das ist Patrick Phillips (University of Oregon) nun an einem Wesen gelungen, das ein höchst eigenwilliges Sexualleben hat, am Rundwurm C.elegans. Von dem gibt es nur Hermaphroditen und Männchen, keine Weibchen, die gab es einst, aus ihnen wurden die Hermaphroditen (sie produzieren Eier und Sperma und haben Sex mit sich selbst). Sie haben auch das reproduktive Sagen, zu 95 Prozent pflanzen sich C.elegans als Hermaphroditen durch Selbstbefruchtung fort („selfing“), nur selten paaren sie sich mit Männchen („outcrossing“). Untereinander können sich die Hermaphroditen nicht paaren.
Phillips hat nun Würmer im Labor gentechnisch so verändert, dass manche sich nur durch „selfing“ vermehren können, andere nur durch „outcrossing“. Dann hat er ihnen eine neue Umwelt gegeben – eine gefährliche: Bakterien, die die Würmer attackieren – und die Entwicklung über 50 Generationen beobachtet: Die Populationen mit „outcrossing“ kamen besser zurecht, sie lebten länger: Sex (in diesem Fall: mit anderen) lohnt sich, er befreit aus der Inzucht der Hermaphroditen. (Nature, 21.10.)
Aber: Warum ist in der freien Natur alles anders als im Labor? Warum bevorzugen Wildpopulationen „selfing“? „Wir wissen es nicht genau“, erklärt Phillips der „Presse“, „es muss andere Barrieren gegen ,outcrossing‘ geben. Wir wissen, dass es genetische Inkompatibilitäten zwischen verschiedenen Wurm-Strängen gibt, die bei Hybriden zu verringerter Fitness führen.“ (In seinem Experiment spielte das keine Rolle, alle Würmer waren vom gleichen Strang.)
Aber: Wenn die Barrieren so mächtig sind, dass Männchen nur in fünf Prozent der Fälle zum Zug kommen, warum gibt es sie dann doch (noch)? Vermutlich als Vorsorge für harte Zeiten: Nur Männchen bringen neue Gene in die Populationen, Hermaphroditen kaum. Letzteres hat den Vorteil der Konstanz – ist einmal ein gutes Gen da, geht es nie verloren –, der Preis ist mangelnde Flexibilität. Sie ist bei Stress gefragt, etwa bei dem durch Umweltwandel: Phillips hat früher gezeigt, dass die „outcrossing“-Rate steigt, wenn er Würmer hungern lässt. Ähnliches kennt man auch bei Hefe und manchen Pflanzen. (Evolution, 6, S.1473)