Sex er et våbenkapløb

Har du nogen sinde tænkt på, hvorfor vi dyrker sex?

Seksuel reproduktion, i modsætning til det at befrugte sig selv, for så at spytte en række kloner ud, kan være ulogisk fra et rent evolutionært perspektiv.

Men den øgede genetiske variation, som er gevinsten af, at vi blander to set gener i afkommet, er tydeligvis hensigtsmæssig for seksuel reproduktion, siden det er blevet den gængse form for reproduktion over hele planeten.

En teori om, hvorfor det forholder sig sådan, får nu støtte i et nyt studie i Science:

At blande genpuljen med jævne mellemrum giver organismer et hårstrås forspring foran parasitterne, som forsøger at dræbe dem, og på den måde undgår de, at arten bukker under for sygdomme.

Rød dronning

Teorien har fået navnet rød dronning-hypotese, og er opkaldt efter den røde dronning i Lewis Carrolls bog ”Bag spejlet” (Alice Through the Looking Glass), som er efterfølgeren til “Alice i eventyrland”.

I ”Bag spejlet” siger den røde dronningen til Alice, at i denne verdenen må du løbe så hurtigt, du kan, bare for at holde dig på samme sted.

Det er hovedtanken bag rød dronning-hypotesen, som blev fremsat af Leigh Van Valen, en amerikansk evolutionsbiolog, i 1973:

For at holde konkurrenterne på afstand, må du hele tiden øge variationen så meget som mulig, for konkurrenten gør det samme, og sakker du bagud, bliver du spist – metaforisk eller bogstavelig talt.

Det bliver et konstant våbenkapløb for hele tiden at være én bedre end konkurrenten.

To versioner af teorien

»Det findes to versioner af rød dronning-hypotesen,« fortæller Nils Christian Stenseth, leder for Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES) ved Universitetet i Oslo.

»Der er den oprindelige hypotese, der handler om konkurrence i miljøet og samspillet mellem mange arter i et større økologisk system. Og så findes der en underteori, der bygger på en idé om, at det samme forhold også findes i enkelte par af arter i den naturlige verden.«

Det betyder, at to arter konkurrerer med hinanden, isoleret set, og dermed driver hinandens evolution. Det kan for eksempel gælde forholdet mellem byttedyr og jæger eller mellem værtsdyr og parasit.

Rundormen og bakterien kæmper for sejren

Det er et eksempel på sidstnævnte, som forskerne, der nu publicerer studiet i Science, har set på. De har undersøgt det evolutionære parforhold mellem rundormen Caenorhabditis elegans og parasitbakterien Serratia marcescens, som er dødelig for rundormen, hvis den spiser den.

Først manipulerede forskerne C. elegans genetisk, sådan at ormen kunne reproducere sig selv enten seksuelt (ved parring) eller aseksuelt (ved at den befrugte sig selv) eller en blanding af begge dele.

Så introducerede forskerne parasitten S. marcescens i rundormens miljø.

Bakterien fik enten lov til at udvikle sig og ændre sig sammen med C. elegans, eller blev forhindret i at gøre det, hvormed den beholdt de samme genetiske træk hele vejen.

Forskerne kortlagde så, hvilket parringssystem, der gav evolutionære fordele.

Sex bedst ved evolution

»Vi fandt ud af, at den selvbefrugtende gruppe af C. elegans øjeblikkeligt blev udryddet af parasitten, som stadig udviklede sig. Det resultat stemmer overens med rød dronning-hypotesen,« siger Levi T. Morran, postdoc og hovedforfatter til undersøgelsen, i en pressemeddelelse fra universitetet.

»Sex hjalp derimod gruppen til at udvikle og ændre sig for at holde trit med parasitterne. Det fik forældrene til at producere afkom, som var resistente mod infektioner, og som derfor undgik udryddelse.«

I gruppen, hvor både seksuel og aseksuel reproduktion var mulig, var det måden parasitten udviklede sig, der afgjorde fordelen eller ulempen for rundormen.

Hvis parasitbakterien blev forhindret i at udvikle sig, blev selvbefrugtning den bedste måde at udvikle sig på.

Det er logisk, for med selvbefrugtning kan samtlige individer reproducere, så der samlet set bliver lavet flere afkom.

Fik parasitten derimod lov til at udvikle sig i takt med værten, blev seksuel reproduktion udpeget til den bedste reproduktionsstrategi.

En af de store, uløste gåder

Nils Christian Stenseth synes, at studiet fra Morran og kollegerne er et interessant stykke arbejde.

»Det passer fint ind i rækken af studier af parvise forhold, som støtter op om rød dronning-hypotesen. Studiet virker gennemarbejdet, og viser, at samspillet mellem organismer i et miljø vil kunne drive evolutionen, selv om miljøet er fysisk stabilt,« siger han.

Den store indvending mod rød dronning-hypotesen kommer fra blandt andet palæontologer, som lægger mere vægt på de fysiske forhold i naturen.

De mener, evolutionen kun drives frem af ændrede fysiske forhold – for eksempel nye vandløb, som danner nye grupper eller ændrer adgangen til mad.

»De mere økologisk orienterede biologer vil derimod lægge mere vægt på blandt andet relationerne mellem arter. John Maynard Smith, en britisk evolutionsbiolog, stillede følgende spørgsmål på et fagligt møde med omkring 1000 biologer: ”Vil evolutionen stoppe, hvis alle fysiske forstyrrelser forsvinder?”« fortæller Stenseth.

Han forklarer, at forsamlingen delte sig næsten nøjagtig på midten: halvdelen troede evolutionen ville stoppe, mens den anden halvdel mente, arterne alligevel ville videreudvikle sig.

»Det er næsten 20 år siden det skete, så det viser, at det både var og er det store, uløste problem i evolutionsbiologien,« påpeger han.

Flere end to arter

Der har også været foreslået andre forklaringer på, hvorfor vi dyrker sex.

Blandt andet tror nogle biologer, at sex kan være et resultat af behov for samvær blandt sociale dyr. Sex blev slet og ret udviklet som socialt lim.

Stenseth tror dog ikke meget på den teori:

»Jeg synes, det er et meget menneskeligt fokuseret perspektiv, som viser meget lidt forståelse for, hvordan naturen fungerer. Sociale forhold kan have været vigtige for at opretholde systemet, når det først var kommet i gang, men at sociale behov i sig selv skulle føre til, at seksuel reproduktion blev udviklet, er jeg meget skeptisk overfor.«

– Hvad vil være det endelige bevis for den røde dronningehypotese?

»Det er det blandt andet det, jeg arbejder med nu. Vi bruger mange bakteriearter for at se, om interaktionen mellem dem i et stabilt fysisk miljø vil føre til evolutionære ændringer,« fortæller han.

Det er nemlig meget meget lettere at se sammenhængen mellem evolution hos to forskellige arter, end at se sammenhængen mellem tre eller flere. I systemer med flere arter får man gensidige påvirkninger og forstyrrende faktorer, som gør det vanskelig at isolere nøjagtig, hvem der påvirker hvad for hvem.

»Det, vi har brug for, er ganske enkelt flere eksempler, som det nye studie her, bare med flere arter,« siger Stenseth.

»Der er ingen tvivl om, at fysiske variationer i miljøet kan føre til evolutionær udvikling. Men om påvirkninger alene fra andre organismer, uden fysiske variationer, kan ske, er endnu ikke afklaret.«

(Sproglig rettelse ringorm rettet til rundorm, red. 12/7)

Fra forskning.no. Oversat af: Mette Damsgaard

Det kan være sjovt, men evolutionsmæssig virker sex ganske meningsløst. Et nyt studie viser, hvorfor fordelene alligevel er større end ulemperne. (Foto: pcb21/Wikimedia Commons )

Den røde dronning i Alice-bøgene er rimeligt skør, men siger også nogle fornuftige ting fra tid til anden. (Illustration: John Tenniel/Wikimedia Commons )

Rundorme, der lever i en petriskål på et tæppe af bakterien S. marcescens (i rødt). Bare regelmæssig genetisk blanding af kortene sikrer, at ormene overlever. (Billede: Science/AAAS)