Die biologischen Mechanismen der sexuellen Selektion

Neben der ungerichteten und zufällig stattfindenden Rekombination und Mutation, die in den meisten Fällen negative Folgen für das Folgeindividuum hat, gibt es auch gerichtete Selektionsformen, wie die natürliche Selektion.

Natürliche Selektion: Unter natürlicher Selektion versteht man generell dass die Träger bestimmter Genotypen einen größeren Fortpflanzungserfolg haben als andere. Die natürliche Selektion ist daher gerichtet, da sie nicht zufällig wirkt, sondern ganz gezielt darauf hin wirkt, dass die insgesamt besser angepassten Individuen, durch die höhere Gesamtfitness an den Selektionsdruck, höhere Fortpflanzungserfolge und damit die Möglichkeit haben, ihre Gene und somit ihre Merkmale zahlreicher zu an die nächste Generation weiterzugeben (da ja 50% der eigenen Gene in den Nachkommen enthalten sind).

Ursprünge der Theorie der sexuellen Selektion: Die Theorie der sexuellen Selektion geht auf Charles Darwin zurück und sollte ein Lösungsansatz für das Problem darstellen, dass in vielen Fällen die sekundären Geschlechtsmerkmale von Männchen sich von denen der Weibchen unterschieden (Sexualdimorphismus).

Er konnte sich mithilfe der natürlichen Selektion nicht erklären, wie dies zustande gekommen sein konnte. Denn im Grunde ging man davon aus, dass sich Merkmale nur dann durchsetzen wenn sie dem Trägerindividuum eine bessere Anpassung an die Umwelt ermöglichen als andere Merkmale. Und wenn man davon ausgeht, dass Merkmale deshalb entstehen weil sie ihrem Träger einen Überlebens- und Fortpflanzungsvorteil verschaffen, stellt sich die Frage weshalb nicht Männchen und Weibchen dieselben Merkmale aufweisen. Bei vielen Merkmale (sogenannte sekundäre Geschlechtsmerkmale, also Geschlechtsorgane, die nicht direkt an der Fortpflanzung beteiligt sind; z.B. weibliche Brust oder Gesichtsbehaarung beim Menschen) war es nämlich so, dass sie keine bessere Angepasstheit an die Umwelt mit sich brachten, in manchen Fällen (z.B. dem auffällig roten Bauch von Stichlingsmännchen, der ihn

gegenüber Fressfeinden sehr auffällig macht) ist es sogar so dass die sekundären Geschlechtsmerkmale ein Handicap für ihren Träger darstellen, ihm also sogar einen Nachteil bringen.

Er entwickelte daher zur Lösung des Problems die Theorie der sexuellen Selektion (ein wichtiger Sonderfall der natürlichen Selektion). Ein Teil dieser Theorie war, dass zwischen den Individuen einer Population Konkurrenz innerhalb einer Population (intraspezifische Konkurrenz) um den Zugang zu Individuen des jeweils anderen Geschlechtes existiert. Es besteht also ein Kampf von Individuen desselben Geschlechts um eine begrenzte Zahl Geschlechtspartner. Und dabei würden bestimmte Merkmale einen Vorteil bringen. So kann beispielsweise ein kampfkräftiges Gorilla-Männchen das Weibchen gegenüber Rivalen besser beschützen und somit mehr Nachkommen zeugen als ein weniger kampfkräftiges. Darüber hinaus vermutete Darwin, dass in der Folge der weiblichen Partnerwahl nur diejenigen Männchen einen Vorteil in der Konkurrenz um Weibchen hätten, die „ästhetischer“ sind. Belegen konnte er diese Theorien allerdings nicht nachhaltig.

Diese Ansätze Darwins, mit denen er versuchte diejenigen Erscheinungen zu erklären, die er sich mit der herkömmlichen natürlichen Selektion nicht erklären konnte, wurden von anderen Biologen aufgegriffen und weiterentwickelt.

Indikator- und „Sexy Son“-Hypothese: Ein weiterer Erklärungsansatz basierte auf der Annahme, dass diese sekundären Geschlechtsmerkmale, die keine Verbesserung der Angepasstheit an Umweltfaktoren mit sich brachten, als Indikator für gute Erbanlagen fungierten. Das heißt: Pfauen mit besonders prächtigem Gefieder zeugen besonders kräftige und gesunde Nachkommen. Die Überlebenswahrscheinlichkeit der Nachkommen ist also höher und die Fortpflanzung effektiver. Dies wurde später von der englischen Biologin Marion Petrie bestätigt. Ihren Forschungen zufolge haben Pfauen-Weibchen, die sich mit besonders prächtigen Männchen paaren in der Tat mehr überlebende Nachkommen als solche, die mit weniger ansehnlichen Männchen Nachkommen zeugten.

Außerdem entwickelte sich eine zweite mögliche Hypothese, die aus diesen Überlegungen gefolgert wurde, und als „Sexy-Son“-Hypothese bezeichnet wird. Danach bevorzugen Vogelweibchen stets jene Männchen, die ein prächtigeres aber zugleich auch unpraktischeres Gefieder haben weil diese Merkmale an die Nachkommen vererbt werden, und diesen wiederum höhere Fortpflanzungschancen gewähren. Nach dieser Theorie würden Vogelweibchen polygyne Männchen (also Männchen, die sich mit mehreren Weibchen paaren) mit prächtigem Gefieder selbst dann bevorzugen wenn diese sich an der Aufzucht der Jungen nicht beteiligen (Beispiel hierfür sind die Starweibchen, deren Paarungsverhalten mit diesem Ansatz erklärt werden kann). Sie ziehen diese selbst solchen Partnern vor, die monogam leben und mit denen sie mehr Nachwuchs zeugen könnten. Der Vorteil besteht eben darin, dass die Nachkommen mit dem prächtigen Gefieder selbst einen höheren Fortpflanzungserfolg haben werden. Mithilfe dieses Mechanismus konnte das Gefieder der Vögel immer größer und prächtiger werden.

Spermienkonkurrenz: Neben dem Selektionsdruck durch sexuelle Selektion auf die sekundären, also nicht direkt an der Fortpflanzung beteiligten, Geschlechtsmerkmale, gibt es auch Mechanismen der sexuellen Selektion, die sich auf die Ausprägung der eigentlichen, primären, Geschlechtsmerkmale auswirken. Die sogenannte Spermienkonkurrenz basiert darauf, dass häufig eine große Anzahl von männlichen Keimzellen eines oder mehrerer Männchen um die Befruchtung einer einzigen weiblichen Eizelle konkurriert. Auf diese Spermienkonkurrenz ist auch die Tatsache zurückzuführen, dass Schimpansen, also Primaten mit einem promisken Paarungssystem (also „Paarungssysteme, bei denen sich beide Geschlechter mit mehreren Partnern des anderen Geschlechts paaren“ – Biologie Heute entdecken, S.401) mehr Spermien produzieren als solche Arten, bei denen nicht die Keimzellen unterschiedlicher Männchen um die Befruchtung der Eizelle konkurrieren (wie z.B. bei Gorillas, die ein polygynes Paarungssystem bevorzugen). Da unter den Schimpansen Männchen eine höhere Wahrscheinlichkeit haben eine weibliche Eizelle zu befruchten, wenn sie mehr Spermien produzieren, entsteht ein Selektionsdruck auf die Evolution größerer Hoden.

Die Evolution der Sexualität: Da die sexuelle Fortpflanzung einerseits zur Folge hat, dass zwei Individuen nur einen Nachkommen zeugen können, während beispielsweise sich asexuell fortpflanzende Einzeller 100% ihres Erbmaterials an die Tochterindividuen weitergeben. Und da andererseits auch der Nutzen für das einzelne Individuum bei sexueller Fortpflanzung viel geringer ist, da es ja nur die Hälfte seines Erbmaterials an seine Kinder weitergibt, stellt sich die Frage, wie es sein konnte, dass die sexuelle Fortpflanzung sich trotz dieser eigentlich gravierenden Nachteile, man spricht von den doppelten Kosten der Sexualität, im Verlauf der Evolution durchsetzen konnte. Lebewesen, die sich asexuell fortpflanzen nämlich, haben weitaus höhere Vermehrungsraten und müssten daher doch eigentlich die überlegene Form der Vermehrung besitzen. Dies ist aber nicht nur nicht der Fall, sondern bekanntlich sind die Lebewesen, die sich sexuell vermehren sogar weit in der Überzahl gegenüber denen, die ihre Nachkommen asexuell, also ungeschlechtlich zeugen.

Erklärungsansätze bezogen sich lange Zeit darauf, dass die sexuelle Fortpflanzung den Vorteil der genetischen Variabilität durch die zygotische Neukombination der Eltern-DNA mit sich bringe, was Voraussetzung dafür sei, dass sich die Arten besser an veränderte Umweltbedingungen anpassen können und somit Selektionsvorteile in der Anpassung an die sich ständig verändernden Umweltbedingungen hätten.

Da jedoch tatsächlich Lebewesen mit asexuellen Fortpflanzungsmechanismen häufiger in Gebieten zu finden sind, in denen sich die Umweltfaktoren häufig verändern als solche, die sich sexuell vermehren, und dass in Gebieten mit relativ konstanten Umweltbedingungen häufig Arten vorherrschen, die sich sexuell fortpflanzen, kamen wieder Zweifel an dieser an sich schlüssigen Hypothese auf.

Die heute gängige Vermutung ist daher dass die sexuelle Fortpflanzung in einem sogenannten „koevolutionären Wettrüsten mit Parasiten“ entstanden sei. Das bedeutet, dass der Vorteil der sexuellen Fortpflanzung darin liegt, dass die Arten, die sich derartig vermehren, auch bessere Anpassungen an Viren oder bakterielle Krankheitserreger aufweisen. Die sexuelle Fortpflanzung stellt also offenbar die beste Möglichkeit dar, sich an die ständigen Veränderungen der Antigene von Krankheitserregern, die durch Mutationen entstehen, anzupassen. Aufgrund der sehr zahlreichen Mutationen von Krankheitserregern ist dies ein großer Selektionsvorteil gegenüber sich asexuell fortpflanzenden Lebewesen.

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