Wetenschappers hebben zich lange tijd verbaasd over de evolutionaire oorsprong en het voortbestaan ​​van seksuele voortplanting, gegeven het feit dat aseksuele voortplanting, althans op het eerste gezicht, minder duur lijkt te zijn en efficiënter in het overbrengen van genen naar nakomelingen.

Maar nieuwe inzichten in de ‘kosten en baten’ van seks beginnen naar voren te komen uit populatiegenetische theorie, laboratoriumexperimenten en veldobservaties over de hele levensboom, van gist tot mensen.

Sommige van deze inzichten werden donderdag (17 februari) gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) in Boston, waar evolutiebiologen hun nieuwste onderzoek presenteren over wat de evolutie en het onderhoud van seksuele voortplanting drijft.

Eén heersende hypothese voor de evolutie van seks is dat het helpt schadelijke mutaties uit een populatie te verwijderen – een proces dat ‘Muller’s ratel’ wordt genoemd.

Bij ongeslachtelijke voortplanting erft een organisme al zijn genen van zijn ouder, en eventuele nieuwe schadelijke mutaties die het in de loop van de tijd opbouwt, kunnen niet worden uitgeroeid, wat leidt tot een geleidelijke accumulatie van mutaties en een afname van de populatie.

Maar seksuele voortplanting, door genen van twee ouders te vermengen, schept mogelijkheden om deze mutaties te zuiveren, omdat gunstige mutaties hun schadelijke effecten kunnen compenseren.

Om deze hypothese te testen, kunnen onderzoekers simulaties uitvoeren die populaties met aseksuele voortplanting en seksuele voortplanting modelleren, en meten hoe snel schadelijke mutaties zich in beide gevallen ophopen.

In een recente studie gebruikten onderzoekers bijvoorbeeld computersimulaties om de evolutionaire gevolgen van seks op de lange termijn te modelleren en ontdekten ze dat seksuele afstammingslijnen minder schadelijke mutaties accumuleren dan aseksuele afstammingslijnen.

Theoretische modellen voorspellen ook dat seks onder bepaalde omstandigheden de aanpassing kan versnellen wanneer de omgeving snel verandert. Seks kan bijvoorbeeld nieuwe combinaties van allelen mogelijk maken die een soort kunnen helpen zich sneller aan nieuwe omgevingsomstandigheden aan te passen dan aseksuele soorten.

Bij gist bijvoorbeeld, wanneer de omgeving snel fluctueert, zorgt de seksuele evolutie ervoor dat nuttige allelen zich sneller kunnen combineren, waardoor gist zich sneller kan aanpassen. Wanneer de omgeving echter relatief stabiel is, nemen de gunstige effecten van seks af.

Andere voordelen van seks zijn onder meer:

- Het vermogen om voortdurend genetische diversiteit te genereren, wat een soort kan helpen zich aan te passen aan veranderende omgevingen.

- Resistentie tegen parasieten die gespecialiseerd zijn in het aanvallen van het ene geslacht boven het andere, wat betekent dat seksueel voortplantende soorten minder snel zwaar worden belast door parasieten.

- De verhoogde efficiëntie van DNA-reparatiemechanismen in seksuele organismen.

- De voordelen van seksuele selectie, waardoor organismen hun partners kunnen kiezen op basis van gewenste eigenschappen, waardoor de verspreiding van deze wenselijke eigenschappen onder de populatie wordt bevorderd.

Het is echter belangrijk op te merken dat de voordelen en kosten van seks sterk kunnen variëren, afhankelijk van de specifieke soort en omgeving.

Over het geheel genomen is de evolutionaire dynamiek van seks complex, en hoewel biologen een dieper inzicht krijgen, zijn er nog steeds veel mysteries te ontrafelen over waarom seksuele voortplanting is geëvolueerd en blijft bestaan ​​in de natuurlijke wereld.