Seks - waarom het ontstaan is

Seks is iets raadselachtigs, want veel soorten organismen, waaronder enkele planten, reptielen en insecten, kunnen zich prima zonder seks vermenigvuldigen. In plaats van hun genen met die van een ander individu te combineren, maken ze eenvoudigweg kopieën van zichzelf. Dus waarom is seks ontstaan? Het blijkt dat het combineren van genen met soortgenoten alles te maken heeft met de reparatie van DNA.

Seks begon als een manier om beschadigd DNA te repareren

Enkele jaren geleden beargumenteerden onderzoekers aan de Universiteit van Arizona in Tucson dat seks begon als een manier om beschadigd DNA te repareren. Iets dat op seks lijkt in bacteriën ondersteunde deze hypothese. De bacteriën wisselen soms delen van hun DNA uit via buisachtige structuren die zich tussen de cellen vormen. De onderzoekers vonden dat de seksgenen in deze bacteriën sterk gekoppeld waren aan het DNA-reparatie systeem. Deze vondst maakte het zeer aannemelijk dat seks in bacteriën oorspronkelijk diende voor reparatie.

Hoe zit het met conventionele seks?

Conventionele seks, waarbij twee sekscellen fuseren, is iets heel anders dan bacteriële seks en enkele experts twijfelden of dezelfde uitleg als voor de seks bij bacteriën zou standhouden. Echter, seks kan daadwerkelijk helpen om beschadigd DNA te repareren. Als een stukje DNA in één individu beschadigd is, maar hetzelfde stukje is intact in de partner, dan kan d.m.v. seks via recombinatie het beschadigde stukje worden verwijderd en vervangen door het correcte stukje van de partner.
Het onderzoeksteam uit Tucson heeft aangetoond dat seks en DNA-reparatie ook sterk gekoppeld zijn in de meercellige groene alge, Volvox carteri. Meestentijds reproduceren deze algen zich aseksueel, maar als de temperatuur tot 42,5 °C rijst, veroorzaakt hittestress beschadigingen aan het DNA en dit maakt dat de algen overgaan tot seksuele reproductie. De vrouwtjes maken eicellen aan en mannetjes sperma, welke in het water terechtkomen en daar combineren.

Hoe ontstaat deze ommekeer van aseksueel naar seksueel?

Onder invloed van de hittestress produceren de algen zeer reactieve vormen van zuurstof, ondermeer waterstofperoxide. Van deze chemicaliën, die gezamenlijk “reactive oxigen species” (ROS) worden genoemd, is bekend dat zij DNA beschadigen. Als het niveau van ROS een grens overschrijdt, rijst de expressie van twee seksgenen en vervolgens gaat de alge over tot seksuele reproductie.
Toen het team antioxidanten toevoegde om de ROS te verwijderen, bleven de algen aseksueel. Dit bewees dat de overgang van aseksueel naar seksueel alleen gebeurde in respons tot ROS.

Gebeurt hetzelfde ook bij andere organismen?

Het is niet vanzelfsprekend dat de bevindingen met de alge, V. Carteri, ook gelden voor andere soorten. Het geval wil, dat een vergelijkbaar verband tussen stress en seks gevonden is in een eencellige alge, Chlamydomonas reinhardtii. Bij deze soort is het niet hittestress die de omslag veroorzaakt van aseksuele naar seksuele reproductie, maar een tekort aan stikstof.
Het is daarom niet uitgesloten dat vergelijkbare mechanismen in alle organismen zullen worden gevonden die kunnen kiezen tussen seksuele en aseksuele reproductie.