tomaslindblad.se 

 

Sex

 

 

Vissa saker känns så självklara. Som att det finns hanar och honor. Och att bägge könen måste till för att det ska bli barn.

Men varför är det egentligen så?

Vore det inte mycket enklare och effektivare om vi kunde föröka oss på egen hand, en och en?

 

(från Allt om Vetenskap 2009)

 

 

 

Sexuell fortplantning kostar. Den tar tid och energi och är ofta riskfylld. Och utan sex behövs inte heller några hanar – det onödiga könet.

Så hur kommer det sig att det är naturens helt dominerande metod för att skapa nya individer?

Faktum är att inget vet säkert, men ny forskning pekar på flera samverkande anledningar till varför sex är bäst.

 

Sex kan bland annat snabba upp evolutionen och skydda mot parasiter.

Vi människor kanske tycker att sex är spännande och relativt konfliktfritt, åtminstone i teorin. Men sex är farligt.

När en bönsyrsehane ska befrukta en hona löper han en överhängande risk att bli uppäten på kuppen. En vägglushona som parar sig blir genomborrad av hanens svärdsliknande könsorgan rätt genom bukväggen.

 

Hos otaliga djurarter, som hjortar, elefanter och valrossar riskerar hanarna allvarliga skador i våldsamma strider om rätten att få tillgång till det motsatta könet. 

Och även om jakten på en partner inte sätter livet på spel så tar det mycket av den energi som annars krävs för att uppehålla livet. Tänk bara på laxarnas självutplånande vandringar mot lekplatserna.

En jordgubbsplanta kan föröka sig genom att skjuta iväg en reva som fäster nya rötter i jorden några centimeter längre bort, och snart så finns det två plantor på samma plats. Inget trassel med att finna en partner av motsatt kön, inget bekymmer med att göra sig intressant eller attraktiv, ingen befruktning av ett ägg eller samordning av två skilda genuppsättningar.

 

När det kan vara så enkelt, varför skjuter vi helt enkelt inte skott, som många växter gör?  

Charles Darwin hade svårt att få rätsida på sexualiteten. Varför måste två skilda könselement förenas för att för att en ny varelse ska uppstå? ”Hela ämnet är ännu helt höljt i dunkel” skrev han år 1862, tre år efter utgivningen av ”Om arternas uppkomst”.

 

Men den sexuella fortplantningen är ändå trots allt den motor som ligger bakom mycket av naturens bästa uppvisningar. Utan sex funnes inga blommor, ingen fågelsång och inga kväkande grodor.

Alla de bästa dofterna och de klaraste färgerna i naturen är sexuella signaler.

 

Forskningen kring sexualitetens gåta letar efter svaret på två grundfrågor: hur kunde hela den här komplicerade mekanismen uppstå från början? Och varför konkurrerar den ut andra sätt att fortplanta sig på de flesta områden?

Det är först under de senaste decennierna som forskningen om den sexuella fortplantningen bedrivits på allvar.

 

Den klassiske brittiske biologen John Maynard-Smith konstaterade på 70-talet att sex medför en dubbel kostnad. Dels det pris som redan nämnts, i form av högre energiåtgång och större risker, men även det faktum att bara hälften av en grupp kan få någon avkomma.

En manet, till exempel, som kan föröka sig utan sex, kan få ett antal yngel, som i sin tur alla kan föröka sig vidare. Men en sexuell manet får statistiskt sett en avkomma som till hälften är hanar.

Och de får inga egna ungar.

 

Men trots den dubbla kostnaden så är någonting med sex är så bra att det kompenserar för alla de uppenbara nackdelarna.

Sexuell fortplantning finns bland djur, växter, svampar och de encelliga urdjuren. Det är den gemensamma grupp av levande organismer där vi ingår och som kallas eukaryoter, och som man tror utvecklades för lite mer än två miljarder år sedan.

Sex kan därmed vara urgammalt.

 

För att förstå ursprunget till alla våra bekymmer och glädjeämnen med det motsatta könet, så behöver man gå till botten med vad sex egentligen är.

Den enklaste definitionen av sexuell fortplantning är konsten att få två halva kromosomuppsättningar från två skilda individer till att bli en hel uppsättning i en ny individ.

 

Kromosomerna är de kroppar i cellerna som består av hoprullat dna, och som innehåller hela arvsmassan. Bakterierna och de ursprungliga eukaryoterna, något slags amöbor kan man anta, har en enda version av varje kromosom.

Alla sexuella varelser har dubbel uppsättning – de är diploida med biologins språkbruk. Någon gång för kanske två miljarder år sedan blev alltså kromosomuppsättningen hos eukaryoterna dubblerad.

 

En gissning är att det kan ha skett genom att urdjurens hela genuppsättning först växte snabbt när gener från virus trängde sig in i cellerna och infekterade dem. De dubbla kromosomerna kan sedan ha uppstått genom att en cell misslyckades med sin vanliga delning, och bara dubblerade sina gener, men inte resten av sina organ.

Det dubbla genomet blev kvar i samma cell.

 

Det kan också ha skett via sammansmältning av två encelliga djur. Liknande processer kan man se än idag hos vissa svampar.

Men att bli diploid, att skaffa sig en dubbel uppsättning kromosomer, det är bara första steget på vägen mot ett sexliv.

För att sex ska bli av så måste den diploida cellen också kunna dela sig i halvor, till könsceller som kan möta andra halverade celler. Det är den delningsprocess som kallas meios.

 

I en meios kopieras först dna-molekylen, vilket betyder att paret av kromosomer blir fyra. Därefter sker två celldelningar som ger fyra stycken celler med enkla genuppsättningar, redo för att förena sig sexuellt med intresserade partners. 

Enligt en ursprungsteori så uppstod meiosen som ett sätt att skydda det uppsvällda och dubblerade genomet hos de här urdjuren från att trassla in sig i sig självt, och därmed skaffa sig skadliga mutationer.

 

Så här kan det sedan ha fortsatt under många miljoner år, innan den alternativa möjligheten till fortplantning slog igenom på bred front.

Det finns matematiska modeller som visar hur det kan ha gått till. I en grupp av encelliga djur där de flesta förökar sig genom delning, fanns några individer med gener som gjorde att de kunde fortplanta sig sexuellt när de befann sig under stress.

 

Genom att låta den här simulerade populationen drabbas av ett antal kriser fick man de sexuella generna att bli helt dominerande. Under svår stress kunde den sexuella fortplantningen skapa nya kombinationer som bemästrade svårigheterna. Och för varje gång som livet blev en utmaning blev ”sexgenerna” allt fler.

 

Och just här ligger en av hemligheterna bakom den ojämförliga framgången för sex i naturen. Varje sexuell fortplantning skakar om de genetiska kombinationerna genom att två individer blandas.

Nya varianter uppstår som kan bli både bättre och sämre, men bara de bättre klarar sig, och tar arten vidare genom svåra kriser och flaskhalsar i utvecklingen.   

Det har spekulerats om ifall det kan ha varit de många meteoritnedslagen under jordens barndom som skapade de kriser som till slut gjorde att sex slog ut alla andra sätt att föröka sig.

 

Sexuellt aktiva individer börjar också snart välja partners. Fiskar föredrar att para sig med någon med stora fenor, fågelhonor väljer en hane som sjunger vackert, och så vidare.

Om det uppstår en sådan tendens så kommer de sexuella generna snart att helt ta över i en population, även när de inte råder kristider. Det visar andra datormodeller.

De sexuella individerna får helt enkelt mer avkomma. Man kan säga att ju mer man vill ha sex, desto mer barn blir det. Och de barnen får gener för att vilja ha mycket sex, och så vidare.

 

Men om det nu skulle dyka upp en individ som klonar sig själv, istället för att gå igenom hela cirkusen med sexuell fortplantning, skulle inte den kunna konkurrera ut sina flörtande och kopulerande artfränder? Den skulle ju föröka sig så mycket enklare och effektivare.

Det är kanske här som sexlivet visar sina starkaste sidor. Trots den dubbla kostnaden så kan klonaren aldrig vinna i längden. Annars skulle vi ha sett just det hända i verkligheten. Men varför det är så, det finns inget definitivt svar på.

Men det finns teorier.

 

Tre olika förklaringar till varför sex är bäst har konkurrerat genom åren. Ingen av dem kan på egen hand ge svaret. Men nu börjar allt fler forskare vara inne på linjen att det kanske är en kombination av alla tre tillsammans som är svaret.

 

Den första har redan nämnts.

Sex betyder mixade gener. En mutation som gör livet lättare att leva kan sprida sig genom en grupp individer på kort tid. Med kloning, eller celldelning så fastnar en sådan mutation hos ättlingar i rakt nedstigande led och sprids alltså betydligt långsammare.

Dyker det sedan upp en annan fördelaktig genetisk förändring så kommer även den att fördelas i hela den sexuella gruppen, och därmed träffar den snart på den första.

 

De två mutationerna sitter sedan tillsammans i genpoolen och förbättrar hela populationens chanser att överleva. Fördelaktiga genetiska kombinationer blir vanligare och uppkommer snabbare med sexuell fortplantning. Och det har också visats i experiment med jäst vid universitetet i Auckland i Nya Zeeland. Jäst kan nämligen föröka sig både med och utan sex.

 

Sexuella jästsvampar hade en tillväxt på 94 procent medan de asexuella växte med 80 procent. Den skillnaden i tillväxt är tillräckligt stor för att sex snart ska ta över helt.

Den andra förklaringen är det ständiga hotet från parasiter. Ju mer framgångsrik en art blir, desto större blir risken att den ska ansättas av en skadlig parasit som drar nytta av framgången.

 

Värddjur och parasiter hamnar i en evolutionär kapprustning, där den förra först skaffar sig ett skydd och blir immun, och den senare snart utvecklar metoder för att övervinna skyddet. Och en ny rond i matchen tar vid.

Den här principen har fått sitt namn efter Lewis Carrolls Alice i Underlandet, där den röda schackdamen bakom spegeln hävdar att man måste springa allt vad man kan för att bli kvar på samma plats. Man brukar tala om ”Red Queen”-hypotesen, och principen säger alltså att ett värddjur behöver förändra sig hela tiden för att inte falla offer för parasiterna, och alltså kunna ”vara kvar på samma plats”.

Och i det ständiga racet är sex bättre, eftersom det stimulerar den genetiska variationen.

 

Den tredje orsaken till att sex är bäst är parningens förmåga att rensa ut dåliga gener.

Hos en icke-sexuell art kan små mutationer bildas som inte är så skadliga att de försvinner. Men för varje generation blir de fler och fler. Till slut kan de bli en tung börda att bära som försämrar livskraften hos hela populationen.

 

Med sexuell blandning och omkastning av generna i varje generation så kan en dålig genvariant snabbt bytas ut mot en bättre, och man får ingen anrikning av de dåliga anlagen – så länge man undviker inavel förstås (se Heterosis – den livskraftiga blandrasen).

Sex är en av de viktigaste drivkrafterna i människans historia, och vi är ständigt upptagna av ämnet. Men kom ihåg att det inte var vi som uppfann det. Vi är bara en av alla de hundratusentals djurarter som drar nytta av en rätt underlig, men effektiv uppfinning som kan vara över två miljarder år gammal. 

 

 

 

 

Äldsta sexakten + äldsta graviditeten

 

När de första cellerna började föröka sig sexuellt handlade det mest om att kombinera ihop två olika uppsättningar kromosomer i en ny cell. Inte precis sex i vår mening av begreppet.

Men det första beviset för något som liknar det slags sexuella aktiviteter som vi känner igen är 380 miljoner år gammalt och hittades förra året hos en pansarhaj.

Det är en utdöd grupp rovfiskar som härjade i haven innan nutidens fiskarter såg dagens ljus. 

I ett numera torrlagt korallrev i Australien hittades resterna av en pansarhajhona med embryon i sitt inre.

 

Samtidigt har välbevarade fossil av hanar av pansarhajar ett slags broskben mellan bukfenorna, en så kallad valva, av samma typ som moderna hajar använder när de ska befrukta honorna.

Redan här finns alltså hela principen med inre befruktning av honan med hjälp av ett inträngande organ hos hanen – som dessutom sitter mitt emellan de fenor som skulle utvecklas till ryggradsdjurens ben.

 

 

Heterosis – den livskraftiga blandrasen

 

Alla vet att inavel inte är bra. Anledningen är att när de genetiska anlagen blir för lika inom en avelslinje, så leder sex mellan de här likartade individerna till att dåliga anlag samlas i arvsmassan.

Ett och ett leder de kanske inte till skada eftersom de här anlagen inte är dominanta. Men när de finns hos både mamman och pappan blir de destruktiva. Det är ett problem hos flera hårt avlade rena hundraser till exempel.  

 

Om man istället börjar blanda in helt andra raser av samma art så blir effekten den motsatta. Det är en erfarenhet från århundraden av husdjursförädling. Hybriden blir ofta fruktsammare och lever längre än sina föräldrar. Principen kallas heterosis, eller utavel. Utavlade kor ger ofta mer mjölk och vetesorter ger större skördar än bägge ”föräldraraserna”.

Förklaringen är att inblandningen av helt nya anlag raderar ut effekten från många av de dåliga icke-dominanta genvarianterna.

 

Effekten visar att poängen med sex är att öka variationen.


mail@tomaslindblad.se                            Tillbaka