Het gevarieerde seksleven van een soort groene algen heeft een onderzoeker van de Universiteit van Adelaide in staat gesteld een theorie te testen waarom er mannetjes en vrouwtjes zijn.

De vraag waarom verschillende soorten geslachtscellen zijn ontstaan, zoals sperma en eieren (gezamenlijk bekend als gameten), blijft onzeker.

"Waarom zouden er mannetjes en vrouwtjes zijn? Waarom zou er een situatie ontstaan ​​waarin sommige individuen kleine gameten produceren die beweeglijk of in staat zijn te bewegen (de mannetjes) en anderen grote, niet-beweeglijke gameten (de vrouwtjes)?" zegt Dr. Jack da Silva, Hoofddocent aan de School of Biological Sciences van de Universiteit van Adelaide.

"Voor seksuele voortplanting zijn geen mannen en vrouwen nodig, het enige dat nodig is, is de fusie van geslachtscellen van twee verschillende paringstypes."

De klassieke theorie om de evolutie van geslachtscellen van verschillende grootte en dus van verschillende geslachten te verklaren, is de Disruptive Selection Theory en werd in de jaren zeventig voorgesteld. Het beschrijft hoe een populatie evolueert van verschillende paringstypes die geslachtscellen van dezelfde grootte (of gameten) produceren naar paringstypes die gameten van verschillende grootte produceren, zoals waar er verschillende mannetjes en vrouwtjes zijn.

Dr. da Silva heeft de eerste test geleverd die specifiek is voor deze theorie - met behulp van de reproductieve strategieën van groene algen.

"De theorie is dat naarmate organismen evolueren om groter te worden, het eencellige embryo (of zygote) wordt ook groter geselecteerd. Dit vereist grotere gameten om meer voedingsstoffen op te slaan om het embryo een voorsprong te geven in de ontwikkeling, " zegt dokter da Silva.

"Organismen hebben een beperkt budget voor het produceren van gameten. Dus als er meer zijn, zullen ze kleiner zijn, als er minder zijn, zullen ze groter zijn. Omdat grotere aantallen gameten het ene paringstype een selectief voordeel geven – meer kans op een succesvolle bevruchting – zal het andere paringstype gedwongen worden grotere, en dus minder, gameten om de productie van de grotere zygote mogelijk te maken."

Gepubliceerd in het tijdschrift Ecologie en evolutie , Dr. da Silva testte deze theorie met behulp van gegevens uit studies van Volvocine-algen, waarin soorten aanzienlijk variëren in hun voortplantingspatronen:sommige waarin twee paringstypen gameten van dezelfde grootte produceren die kunnen bewegen (beweeglijk); anderen die beweeglijke gameten van verschillende groottes produceren; en andere waarin één paringstype kleine, beweeglijke gameten en het andere paringstype produceert grote niet-beweeglijke gameten (mannetjes en vrouwtjes).

Hij leidde een voorspelling af van een bestaand wiskundig model van de Disruptive Selection Theory dat stelt dat om de evolutie van mannen en vrouwen stabiel te houden, de verhouding van de grootte van de grotere gameet tot de kleinere gameet moet groter zijn dan drie. De wiskunde zegt dat als de verhouding minder is, ze evolueren altijd terug naar dezelfde grootte.

"De algen waren perfect om deze theorie te testen:ze toonden het hele scala aan variaties van gameetgrootteverschillen. En de theorie hield stand. Overal waar gameten van verschillende groottes waren, de grotere waren altijd minstens drie keer groter.

"Dit biedt de eerste test die specifiek is voor deze theorie - eerdere tests gingen over voorspellingen die gemeenschappelijk zijn voor deze en soortgelijke theorieën. Tot op heden is er niet veel sterk bewijs ter ondersteuning van een van de concurrerende theorieën, maar hier hebben we bevestigd dat de klassieke theorie waarschijnlijk op de goede weg is.

Dr. da Silva zegt dat het belangrijk is om deze evolutie te begrijpen, omdat het ons helpt de verschillen tussen mannen en vrouwen te begrijpen, zoals hun morfologie en gedrag. "Deze verschillen tussen mannen en vrouwen komen voort uit deze oorspronkelijke evolutie van de grootte en beweeglijkheid van de geslachtscellen, " hij zegt.