Har du noen gang tenkt på hvorfor vi har sex?

Seksuell reproduksjon, i motsetning til det å befrukte seg selv for så å spytte ut det som i praksis er kloner, kan være ulogisk fra et rent evolusjonært pespektiv.

Men den økte genetiske variasjonen som er gevinsten av at vi blander to sett med gener i avkommet, er tydeligvis hensiktsmessig, for seksuell reproduksjon er blitt den rådende formen for reproduksjon over hele planeten.

En rådende teori for hvorfor det er slik, får nå støtte i en ny studie i Science:

Å blande genpølen med jevne mellomrom, lar organismer holde seg en hårsbredd foran parasittene som forsøker å drepe dem, og på den måten unngår de at arten bukker under av sykdommer.

Rød dronning

Teorien har fått navnet rød dronning-hypotesen, og er kalt opp etter den røde dronningen i Lewis Carrolls bok ”Alice: Gjennom speilet og det hun fant der” (Alice Through the Looking Glass), som er oppfølgeren til “Alice i eventyrland”.

I ”Gjennom speilet” sier den røde dronningen til Alice at i denne verdenen, så må du løpe så fort du bare kan, bare for å holde deg på samme sted.

Det er hovedtanken bak rød dronning-hypotesen, som ble fremsatt av Leigh Van Valen, en amerikansk evolusjonsbiolog, i 1973:

For å holde konkurrentene på avstand, må du hele tiden øke variasjonen så mye som mulig, for konkurrenten gjør det samme, og havner du på etterskudd, blir du spist, metaforisk eller bokstavelig talt.

Det blir et konstant våpenkappløp for stadig å være én bedre enn konkurrenten.

To versjoner av teorien

– Det finnes to versjoner av rød dronning-hypotesen, forteller Nils Christian Stenseth, leder for Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES) ved Universitetet i Oslo.

– Du har den opprinnelige, som handlet om konkurranse i miljøet, samhandlingen mellom mange arter i et større økologisk system. Så finnes det en underteori, en tanke om at det samme forholdet også finnes i enkelte par av arter  i den naturlige verdenen.

Det betyr at to arter konkurrerer med hverandre, isolert sett, og driver hverandres evolusjon. Det kan gjelde for eksempel forholdet mellom byttedyr og jeger, eller mellom vertsdyr og parasitt.

Rundormen og bakterien kjemper for overtaket

Det er et eksempel på sistnevnte forskerne som nå publiserer sin studie i Science har sett på. De har undersøkt det evolusjonære parforholdet til ringormen Caenorhabditis elegans og parasittbakterien Serratia marcescens, som er dødelig for ringormen om den spiser den.

Først manipulerte de C. elegans genetisk, slik at ormen kunne reproduseres seg enten seksuelt ved parring, aseksuelt ved at den befrukter seg selv, eller en blanding av begge deler.

Så introduserte de parasitten S. marcescens i ringormens miljø. Bakterien fikk enten lov til å utvikle seg og endre seg sammen med C. elegans, eller den ble hindret fra å gjøre dette, og beholdt derfor de samme genetiske trekkene hele veien.

Forskerne kartla så hvilket parringssystem som ga evolusjonære fordeler.

Sex best ved evolusjon

– Vi fant at den selvbefruktende gruppen av C. elegans kjapt ble utryddet av parasitten som stadig utviklet seg. Det resultatet stemmer overens med rød dronning-hypotesen, sier Levi T. Morran, postdoktor og hovedforfatter av studien, i en pressemelding fra universitetet.

– Sex derimot, hjalp gruppen til å utvikle og endre seg for å holde tritt med parasittene sine. Det lot foreldrene lage avkom som var resistent mot infeksjoner, og som derfor unngikk utryddelse.

I gruppen der både seksuell og asekusell reproduksjon var mulig, var det hvordan parasitten utviklet seg som avgjorde fordelen eller ulempen for ringormen. Hvis parasittbakterien ble hindret fra å utvikle seg, ble selvbefruktning den beste måten å utvikle seg på.

Det er logisk, for med selvbefruktning der samtlige individer kan reprodusere, får man flere avkom.

Fikk parasitten derimot lov til å utvikle seg i takt med verten, ble seksuell reproduksjon utpekt som den beste reproduksjonsstrategien.

– En av de store, uløste gåtene

Stenseth synes studien fra Morran og kollegene er et interessant stykke arbeid.

– Dette føyer seg fint inn i rekken av studier av parvise forhold som støtter opp om rød dronning-hypotesen. Studien virker solid, og den viser at samhandlingen mellom organismer i et miljø vil kunne drive evolusjonen, selv om miljøet er fysisk stabilt, sier han.

Den store innvendingen til rød dronning-hypotesen kommer fra blant annet paleontologer, som legger mer vekt på de fysiske forholdene i naturen. De mener evolusjonen kun drives fremover av endrede fysiske forhold – nye elver som splitter opp grupper, eller endret mattilgang.

– De mer økologisk orienterte biologene vil derimot legge mer vekt på blant annet relasjonene mellom artene. John Maynard Smith, en britisk evolusjonsbiolog, stilte følgende spørsmål på et faglig møte med rundt 1000 biologer: ”Vil evolusjonen stoppe opp om all fysiske forstyrrelser forsvinner?”, forteller Stenseth.

Han forklarer at forsamlingen delte seg nesten nøyaktig på midten: halvparten trodde evolusjonen ville stoppe opp, mens halvparten mente artene allikevel ville utvikle seg videre.

– Det er bortimot 20 år siden den hendelsen, så det viser at dette både var og er det store, uløste problemet i evolusjonsbiologien, påpeker han.

Trenger flere enn to arter i system

Også andre forklaringer på sex har vært foreslått. Blant annet tror noen biologer at sex kan være et resultat av behov for samvær blant sosiale dyr. Sex ble rett og slett utviklet som sosialt lim.

Stenseth har imidlertid lite tro på en slik tankegang:

– Jeg synes det er et ganske menneskelig fokusert perspektiv, som viser lite forståelse for hvordan naturen fungerer. Sosiale forhold kan ha vært viktige for å opprettholde systemet, når det først var kommet i gang, men at sosiale behov i seg selv skulle føre til at seksuell reproduksjon ble utviklet, er jeg veldig skeptisk til.

– Hva vil være det endelige beviset for rød dronning-hypotesen?

– Det er det blant annet jeg forsøker å arbeide med nå. Vi bruker mange bakteriearter for å se om interaksjonen mellom dem i et stabilt fysisk miljø vil føre til evolusjonære endringer, forteller han.

Det er nemlig veldig mye lettere å se sammenhengene mellom evolusjonen til to forskjellige arter, enn å se sammenhengen mellom tre eller flere. I systemer med flere arter, får man gjensidige påvirkninger og forstyrrende faktorer som gjør det vanskelig å isolere nøyaktig hvem som påvirker hva for hvem.

– Det vi trenger, er rett og slett flere eksempler som denne nye studien, bare med flere arter, sier Stenseth.

– Ingen tviler på at fysiske variasjoner i miljøet kan føre til evolusjonær utvikling. Men om bare påvirkninger fra andre organismer vil kunne påvirke, uten fysiske variasjoner, det er ennå ikke avklart.

Kilde:

L. I. Morran m.fl. Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex. Science Express, publisert online 7. juli 2011 (les sammendrag)

M. Brooks: “Sex: There are better ways to reproduce”. 10. kapittel i 13 Things That Don't Make Sense, Random House Inc., 2009