Evolutionaire interesses van mannen en vrouwen vallen niet altijd samen. Dit staat bekend als seksueel conflict:mannelijke innovaties waardoor ze zich meer kunnen voortplanten, kwetsen soms vrouwen, en vice versa.

mannelijke fruitvliegjes, bijvoorbeeld, injecteren hun partners met giftige chemicaliën tijdens seks. Deze gifstoffen vernietigen het sperma van de vorige partners van het vrouwtje, het verbeteren van zijn eigen kansen om de enige vader van haar nakomelingen te worden. Maar de gifstoffen maken vrouwelijke vliegen ook ziek en verkorten hun levensduur. vrouwtjes, beurtelings, hebben afweermechanismen ontwikkeld om de chemicaliën tegen te gaan, soms ten koste van het succes van de mannen.

Biologen geloven dat seksuele conflicten zijn geworteld in de grootte en het aantal voortplantingscellen - eieren en sperma. Mannetjes produceren meestal grote aantallen sperma die meerdere eieren kunnen bevruchten. vrouwtjes, anderzijds, produceren een klein aantal grote voortplantingscellen, en investeer dus meer energie en middelen in elk.

Mijn team van evolutiebiologen aan het University College London heeft nu een ander soort seksueel conflict geïdentificeerd, daterend uit de tijd dat de meest complexe organismen uit afzonderlijke cellen bestonden, mogelijk tot 1,5 miljard jaar geleden. Dit oude seksuele conflict - voordat de twee geslachten zelfs bestonden - had te maken met wiens mitochondriën zouden worden doorgegeven aan het nageslacht.

Wiens mitochondriën zullen worden doorgegeven?

We bestudeerden de overerving van genen in mitochondriën - de structuren in onze cellen die ademen en energie produceren. Bij veel dieren en planten als de eicel bevrucht is, alleen de mitochondriale genen van de moeder overleven, terwijl de mitochondriën van de vader verloren gaan.

Dit is niet toevallig:vrouwtjes hebben veel mechanismen ontwikkeld om te herkennen dat de mitochondriën van een partner het ei binnenkomen. Eenmaal gedetecteerd, een leger van enzymen wordt gestuurd om ze te verteren. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het wegwerken van mannelijke mitochondriën een manier is om de mitochondriale genen van de nakomelingen mutatievrij te houden. Op lange termijn, overerving van gezonde maternale mitochondriën is goed nieuws voor het nageslacht.

Maar er zijn veel uitzonderingen die onverklaard blijven. Bij sommige soorten is vaderlijke mitochondriën blijven onverteerd, alsof de vader een manier had gevonden om hen te beschermen tegen detectie. Nog vreemder, in organismen zoals fruitvliegen en veel planten, het is de vader die de meeste van zijn eigen mitochondriën vernietigt tijdens de productie van sperma.

Als maternale overerving zo gunstig is als eerder onderzoek heeft aangetoond, waarom zijn er zoveel uitzonderingen?

Lang of kort kijken

In onze nieuwe studie we laten zien dat deze uitzonderingen ontstaan ​​door een seksueel conflict over de controle van mitochondriale overerving.

Met behulp van wiskundige modellering, we ontdekten dat evolutie bij vrouwen de neiging heeft zich te concentreren op langetermijneffecten. Door de mitochondriën van de vader te vernietigen, is het gemakkelijker om schadelijke mutaties in de toekomst uit te roeien, maar dit effect ontvouwt zich over vele generaties. Deze strategie werkt goed bij vrouwen, omdat dezelfde gezonde set maternale mitochondriën keer op keer langs de vrouwelijke lijn wordt doorgegeven.

Maar mannen hebben in dit geval geen lange evolutionaire tijdshorizon. Aangezien de meeste van hun mitochondriën aan het begin van elke generatie worden vervangen door maternale, evolutie kan geen langetermijnvoordelen van de mitochondriale genen van mannen detecteren. Omdat er geen langdurige link is, zij kunnen er alleen in de nabije toekomst van profiteren, en dat betekent vaak dat ze nu een deel van hun mitochondriën moeten doorgeven. Mannetjes proberen daarom de conditie van hun nakomelingen op korte termijn te verbeteren, zelfs als de effecten op lange termijn schadelijk zijn.

Het zijn deze verschillende belangen van mannen en vrouwen die kunnen leiden tot een evolutionaire wapenwedloop, aangezien selectie bij de twee geslachten in tegengestelde richting werkt. Evolutie bij vrouwen streeft ernaar de toekomstige generaties vrij te houden van mannelijke mitochondriën, terwijl mannen er alles aan doen om wat van hen in de mix te krijgen.

"Opnieuw en opnieuw, mannen hebben manieren bedacht om vrouwelijke vernietiging van hun mitochondriën te ondermijnen, " zei mijn co-auteur, geneticus Andrew Pomiankowski. "Dus moesten vrouwen nieuwe manieren ontwikkelen om mannelijke mitochondriën te blokkeren. Ons model legt mooi uit waarom er zoveel verschillende mechanismen worden gebruikt om mannelijke mitochondriën uit te sluiten, en waarom mannen het soms zelf doen."

Het draait allemaal om de controle van mitochondriale overerving - en voor mannen is het beter om aan het stuur te zitten om te beslissen hoeveel mitochondriën ze bijdragen aan de mix dan volledig worden uitgesloten.

Een seksueel conflict dat leidde tot de seksen

Er zijn aanwijzingen dat dit conflict dateert uit de tijd dat alle organismen uit afzonderlijke cellen bestonden. Mannelijke en vrouwelijke geslachten bestonden niet, omdat alle voortplantingscellen even groot waren.

"Een van de strategieën die een organisme kan gebruiken om in dit conflict te winnen, is door simpelweg meer mitochondriën te hebben dan hun partner, bijvoorbeeld, door de grootte van hun geslachtscellen te vergroten, " zei Andrew Pomiankowski. "Opvallend, dit zou de aanzet kunnen zijn geweest om in de eerste plaats twee geslachten te ontwikkelen." Grotere geslachtscellen - de toekomstige eieren - kregen een voordeel in de strijd om mitochondriale overerving, simpelweg door kleinere geslachtscellen te overspoelen - de voorlopers van sperma - die minder mitochondriën hadden om bij te dragen.

De meeste biologen denken momenteel dat twee geslachten geëvolueerd zijn door arbeidsdeling - een zogenaamde "ontwrichtende selectie"-theorie. Grote vrouwelijke geslachtscellen kunnen langer overleven, maar kunnen niet veel bewegen, terwijl kleinere zaadcellen kwetsbaar zijn, maar sneller bewegen en meer paringspartners kunnen vinden.

Onze hypothese over de oorsprong van geslachten, als het waar is, voegt een nieuwe invalshoek toe aan dit oorsprongsverhaal, het terug te voeren op een oud conflict over mitochondriale overerving. Vrouwtjes hebben deze oude strijd misschien gewonnen door simpelweg grotere geslachtscellen te produceren die vol zitten met mitochondriën, ervoor te zorgen dat mitochondriale transmissie effectief eenzijdig is (en de fitnessvoordelen op de lange termijn plukt). Maar uiteindelijk, zoals bij alle wetenschappelijke hypothesen, deze zal de test van grondige experimentele verificatie moeten doorstaan.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.