Hadmut Danisch

Ansichten eines Informatikers

Warum wir Sex haben

Hadmut
21.9.2013 15:13

Warum vermehrt sich der Mensch sexuell und hat zwei Geschlechter? Eine interessante Theorie: Eigennützige Gene

Neuseeländer wollen jetzt entdeckt haben, dass es „eigennützige Gene”, parasitäre Gensequenzen gibt. Also Teile in den Genen, die dem Gesamtorganismus keinen Vorteil, sondern sogar Nachteile bringen – aber eben dazu, dass sich diese Gensequenz vermehren und ausbreiten kann, und deshalb „funktioniert”. So ähnlich, wie es ja auch Parasiten gibt, die das Verhalten ihrer Wirte beeinflussen und dem Wirt dabei sogar erheblich schaden, aber damit eben ihre eigene Vermehrung ereichen.

Durchaus plausibel. Wenn es durch Viren, Mutationen usw. im Laufe der Evolution zu Gensequenzen kam, die zwar insgesamt nachteilig wirken könnten, aber eben so, dass sich diese Sequenz verstärkt ausbreiten kann, also der befallene Organismus trotzdem zu einer Vermehrung dieser Sequenz führt, kann sich das durchaus »durchsetzen«. Und da liegt es natürlich auf der Hand, dass es die Ausbreitung einer solchen Sequenz fördert, wenn der Organismus zu einer sexuellen Vermehrung mit Austausch bzw. Vermischung von Gensequenzen gebracht wird.

Ich könnte mir sogar vorstellen, dass genau so das Y-Chromosom und die Männer entstanden sind. Denn objektiv betrachtet sind Männer ja eigentlich nicht fortpflanzungsfähig, können keine eigenen Nachfahren haben, was also biologisch eigentlich unsinnig ist. Männer und die sexuelle Fortpflanzung fördern aber zunächst mal die Ausbreitung von Gensequenzen im Vergleich zur asexuellen. Wenn es also in der Frühzeit der Evolution von irgendwelchen Lebewesen zunächst nur asexuelle gab und dann durch einen Genunfall noch eine sexuelle Variante dazukam, also vielleicht eine, die sich nicht selbst vermehrt hat, sondern überfall-/vergewaltigungsartig ihre Gensequenz nach dem Kuckucksei-Prinzip den asexuellen aufgezwungen hat (soweit ich mich erinnern kann, gibt es eine mexikanische Wanzenart, bei der die Weibchen keine Geschlechtsorgane haben und die Männchen sie einfach irgendwo perforieren, um ihren Samen in die Blutbahn zu spritzen und sie feindlich besetzen zu lassen, was ein Überbleibsel aus der Frühzeit sein könnte), könnte das zwar insgesamt zu Nachteilen geführt haben, aber trotzdem dazu, dass sich eben diese Gensequenz verstärkt verteilt und damit zum flächendeckenden Phänomen wurde, einfach weil sich’s vermehrt hat. Und genau daraus könnte sich das Y-Chromosom entwickelt haben. Wer das Y hat, vermehrt sich nicht mehr selbst, sondern bedient sich anderer durch Gen-Injektion. Weil sich zwei solche aber nicht vermehren können, gibt’s auch kein Lebewesen mit YY. Und daraus könnte es sich dann entwickelt haben.

Weitaus plausibler als der Kultur-Quatsch.

22 Kommentare (RSS-Feed)

Alex
21.9.2013 15:53
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Interessant wäre vermutlich, wieso es keine sexuelle Vermehrung von zwittern gibt..
Also dass beide Partner fortpflanzungsfähig sind, aber zu anfangs die Kombination beider notwendig ist.
(Klar: Zwei Partner, Gene kombinieren hat den riesen Vorteil, dass es wesentlich dynamischer ist (und damit für “glückliche” Kombinationen anpassungsfähiger) als auf zufällige Mutationen der eigenen DNS zu hoffen)


Phil
21.9.2013 16:01
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Letztlich ist die Entstehungsgeschichte der zwei-geschlechtlichen Fortpflanzung pure Spekulation.
Allerdings ist die zwei-geschlechtliche Fortpflanzung, im Gegensatz zu der häufigen Annahme, nicht effizienter für die Adaption von Umweltbedingen, sondern durch die starke Durchmischung von Anti-Körper Gen-Sequenzen. I.d.R. hat ein Mensch acht verschiedene Basis-Antikörper, wobei je vier von jeden Elternteil erbt. Dadurch ist die Population als ganzen quasi nicht durch einen einzelnen Erreger zu töten. Selbst während der Schwarzen Pest haben ja ca. 25% überlegt, waren also in der Lage, die Krankheit auf natürlichem Wege zu besiegen.

Ich würde allerdings vermuten, dass sich die zwei-geschlechtliche Fortpflanzung schon mit den ersten Mehrzellern durchgesetzt hat.


Unfug! Die Unterteilung in zwei Geschlechter und damit die geschlechtliche Fortpflanzung bieten den Vorteil der Kombination von Eigenschaften und damit der Vergrößerung der Variationsbreite.
Siehe auch, Hefen:
http://thumulla.com/Darwin_und_was_dann.html
Evolution beginnt mit Selektion, also Variation und Auslese. Die Variation ist ebenso entscheidend wie die Auslese. Wenn nicht variiert werden kann, dann braucht auch nicht ausgelesen zu werden, dann gibt es keine Entwicklung.
Zwei leicht unterschiedliche Individuen bringen viele Individuen hervor, die viele Kombinationen ihrer Eigenschaften darstellen. Sie sind Ausgangsmaterial für die Auslese.

Hier heben die Typen auf Dawkings egoistisches Gen ab, um sich interessant zu machen. Das ist alt und sehr pauschal. Egoistisches Verhalten ist lebensnotwendig. Leben ist Egoismus.

Der Organismus ist keine Beute seiner Gene, wie Ameisen die Beute von Cordyceps werden können. Gene sind die Träger der Konstruktion und damit auch des Verhaltens. Das egoistische Verhalten liegt sicher nicht nur in einigen Genen.
Du müßtest doch wissen, daß Verhalten nicht zwangsläufig an einzelne Module oder einzelne Codebausteine geknüpft ist. Egoistisches Verhalten betrifft das ganze Wesen.

Carsten

http://thumulla.com/artikel/Artikel.html
http://thumulla.com/artikel/rss.html


Hadmut
21.9.2013 18:04
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@Carsten:

> Unfug! Die Unterteilung in zwei Geschlechter und damit die geschlechtliche Fortpflanzung bieten den Vorteil der Kombination von Eigenschaften und damit der Vergrößerung der Variationsbreite.

Ja, deshalb hat sie sich auch erhalten, durchgesetzt und voll ausgebildet. Es erklärt aber nicht, wie sie überhaupt zustandekam. Denn den von Dir genannten Vorteil kann sie erst bringen, wenn sie schon besteht und weit fortgeschritten ist. Die Natur plant aber nicht voraus. Dein Ansatz erklärt nur, warum die Unterteilung in zwei Geschlechter zum Erfolgsmodell wurde, aber nicht die Anfangsphase.


Hank
21.9.2013 16:53
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Ich dachte die geschlechtliche Vermehrung sei ein evolutionärer Vorteil einfach weil er die Gen-Mutation beschleunigt und damit das Paar Mutation+Selektion aus dem sich die Evolution zusammensetzt, also eine Art Meta-Vorteil weil bei schnellerer Evolution schneller sich neue vorteilhafte Aspekte herausbilden können.

Ohne Sex gibt es nur Mutationen durch zufällige Umordnungen im DNS-Molekül, Kopierfehler also. Mit Sex wird bei der Rekombination während der Meiose Material von zwei DNS-Molekülen vermischt und ergibt so schnell neue interessante Kombinationen. So war’s mir aus dem Standardwerk der Evolution (http://www.amazon.de/dp/3827418399) in Erinnerung geblieben. (Das Werk zeigt übrigens auch dass man die Anthropomorphisierung “Egoismus” jedem Gen zuschreiben kann.)

Ähnliches war mir aus einem der Standardwerke der Informationstheorie (http://www.cs.toronto.edu/~mackay/itprnn/book.pdf) in Erinnerung (Kapitel 19).

Das ist also alles für alle Beteiligten zum Vorteil, ich sehe nicht den Nachteil der erst durch andere Vorteile ausgeglichen werden muss. Der hypothetische vormals asexuelle Organismus (kann man sich gut vorstellen, es gibt ja auch asexuell/sexuell hybride, z.B. Pflanzen) kann also auch den nicht-sich-selbst-vermehrenden anderen zum Sex eingeladen haben. Das wäre aber nicht parasitär sondern symbiotisch.

Ob das jetzt die Neuseeländer widerlegt oder bestätigt ist mir nach Hadmut’s Zusammenfassung nicht so klar (hab den Artikel nicht gelesen). Klar ist aber das es geschlechtliche Vermehrung gibt ohne dass eine parasitäre “Übernahme” eines Organismus durch einen anderen erfolgt, z.B. Fische deren Eier *nach* dem Legen “ex vivo” befruchtet werden, meines Wissens bei Fischen den Standard.


Hadmut
21.9.2013 18:07
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@Hank: Siehe meine Antwort an Carsten.


Marc
21.9.2013 17:00
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Ich finde den – mittlerweile 30 Jahre alten – Ansatz sehr elegant, die ganze Sache mit der Fortpflanzung auf das Genom als das zentrale Subjekt zu beziehen:

http://en.wikipedia.org/wiki/The_Selfish_Gene

Diese ganzen Organismen, die zwischen den Fortpflanzungsschritten heranwachsen, sind nur ein sehr aufwendig inszenierter Kopiervorgang für DNA.

So kann man auch viel leichter Konzepte wie Altruismus oder Homosexualität im Rahmen der Evolution verwursten, obwohl sie, naiv betrachtet, dem einzelnen keinen Fortpflanzungsvorteil bringen. Nun, der einzelne ist irrelevant, es geht nur um den Code. Und der ist vielleicht günstiger in seinen Fortpflanzungseigenschaften, wenn sich der einzelne manchmal für andere opfert (die wahrscheinlich den selben Code beinhalten, wenn sie zur gleichen Familie gehören), oder er in 10% der Fälle homosexuelle Individuen produziert.


Mathias
21.9.2013 18:25
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Uhhmmm sexuelle Vermehrung von Zwittern gibt es, zb. bei bestimmten Schneckenarten und Regenwürmern, wenn ich mich recht entsinne. Der Vorteil gegenüber der Selbstbefruchtung ist eben der Austausch von Genmaterial.
Selbst bei (Bäcker)Hefe gibt es sowohl die Vermehrung mit 1fachem oder 2fachem Chromosomensatz.
Exkurs: Hefe haben auch 2 Geschlechter (mating types), wenn sie mit 1fachem Chromosomensatz wachsen (haploid). Jedes Geschlecht sezerniert ein eigenes Pheromon, das beim anderen Geschlecht ein Wachstum in die Richtung der höchsten Pheromonkonzentration anregt. Treffen sich beide Zellen, verschmelzen sie und bilden eine einzelne Zelle mit doppeltem Chromosomensatz (diploid). Geht es den Zellen schlecht, verdoppeln sie ihren Chromosomensatz nochmal und bilden widerstandsfähige Sporen mit 1fachem Chromosomensatz. Die Sporen, die z.B. eine Trockenheit überleben, können mit anderen “Überlebenden” fusionieren und so die Anpassung an Trockenheit genetisch optimieren.

Bei komplexeren Lebewesen wurde die haploide Phase halt verkürzt (Eizelle, Spermium), der Austausch an genetischem Material beibehalten und die Entwicklung der Geschlechter teilweise auf spezifische Chromosome verteilt.


Alex
21.9.2013 18:46
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Ach, ich Hirsch 🙂

Pflanzen erfüllen ja genau, was ich beschrieben habe:
Viele Pflanzen sind gleichzeitig männchen und weibchen (in dem Sinne dass sie Pollen (aka Sperma) verteilen können, als auch Nachkommen (also Samen wachsen lassen) heranziehen können.

Und viele Pflanzen – etwa die Erdbeere – kann noch zusätzlich sich eingeschlechtlich verbreiten durch Ableger.

Insofern gibt es die Zwischenstufen Kombiniert+Klonen als auch Kombiniert (obwohl Zwitter)

Scheint nun so zu sein, dass bei Tieren die reine mehrgeschlechtliche Vermehrung sich sehr früh durchgesetzt hat.


@Alex
völlig falsch, nur ein Beispiel, Schnecken
Zwitter kombinieren! Sonst könnten sie sich ja selbst besteigen.(sorry Hadmut)

@Phil
keine Spekulation, reine Logik und Verständnis der Evolutionstheorie
Konjugation

@Hank
[Mutation beschleunigt]
Jeder, auch Biologe, redet sich heutzutage auf Mutation heraus. Wie soll Zweigeschlechtlichkeit Mutationen häufen? Sie erhöht die Variationsbreite. Dreigeschlechtlichkeit würde die Probleme vergrößern und keinen kombinatorischen Vorteil bieten.

@Mark
[The_Selfish_Gene]
Ist mehr Propaganda als Wissenschaft. Das wurde von einer Schülerin von Dawkins propagiert, weniger von ihm. Es gibt kein egoistisches Gen, das ganze Programm dient der Selbsterhaltung. Die Selbsterhaltung steckt im ganzen Programm, nicht in einem Codeschnipsel.

@Hadmut
Die Evolutionstheorie erklärt streng genommen nicht die Entstehung sondern die Wandlung! Die Konjugation von Bakterien ist schon der Anfang! Daraus hat sich vermutlich die geschlechtliche Vermehrung entwickelt. Daß Hefen je nach Lebensbedingungen zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung schalten sollte zu Denken geben.
[Die Natur plant nicht voraus]
Und da wird es wirklich interessant, aber zu lang!
http://thumulla.com/KdS_info.html (Buch gibts bei mir)

Daß der Vorteil der geschlechtlichen Vermehrung in der Kombination und damit in der Variationsbreite liegt war vor vierzig Jahren Schulstoff der zehnten Klasse. Es ist ein Jammer, einfach zum Heulen…
Es ist schlimm, was so an Wissenschaftlern rumstolpert. Und dann jedesmal die dümmste denkbare Ausrede — die Mutation. Es ist kein Wunder, daß die Kreationisten da mit Genuß drüber herziehen!

Carsten

Auspacken, einschalten, geht nicht


Alex
21.9.2013 18:47
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Danke Matthias!
Gibt also bei einfachen Tieren auch (sogar noch) einige der Zwischenstufen.


Ach, ich Hirsch 🙂

Gips kein Schmily mit Geweih?


knallfrosch
21.9.2013 19:39
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“kann noch zusätzlich sich eingeschlechtlich verbreiten durch Ableger.”

das ist nicht “eingeschlechtlich” sondern ungeschlechtlich.


Thomas
21.9.2013 20:42
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Ohne jetzt der ganzen Diskussion gefolgt zu sein: Pantoffeltierchen.

Wurde uns in der Schule erklärt. Zellteilung, Genaustausch, der ganze Zyklus. Zur Auffrischung: https://de.wikipedia.org/wiki/Paramecium#Vermehrung

Die haben kein Geschlecht, aber trotzdem Sex. Und irgendwie fehlt mir Hadmuts Betrachtung der allein nicht fortpflanzungsfähigen Männchen das Detail, dass Weibchen allein ebenfalls nicht fortpflanzungsfähig sind. “Jungfernzeugungen” sind aber zumindest bei Nicht-Säugetieren bekannt, z.B. gab es vor wenigen Jahren einen Fall eines Hai-Weibchens im Zoo.

Es gibt also auch bei Einzellern Sex. Mehrzeller sind im Prinzip ja nur Gemeinschaften von Spezialisten, die für ein gemeinsames Ziel arbeiten. Kommunismus! Es gibt zwar auch mehrzellige Organismen ohne spezialisierte Zellen, aber offensichtlich haben die Spezialisten gewonnen, wie auch in der “Makrowelt” der Menschen. Und der Sex beziehungsweise die sexuelle Reproduktion hat eben zwangsläufig bei der Spezialisierung mitziehen müssen. Die Spezialisierung der Zellhaufen a.k.a Individuen einer Art hat dann eben dazu geführt, dass zwei unterschiedliche Geschlechter entstanden. Eine Antwort auf den Ursprung der Geschlechter wird man wohl nicht finden, Geschlechtsorgane sind Weichteile, die vergammeln schnell…


node14u
22.9.2013 1:27
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kann mich kaum entsinnen, soch mal so eine unerotische diskussion über SEX gelesen zu haben…

und völlig ohne weibliche beteiligung. liegt’s daran ?


kokko
22.9.2013 1:48
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dachte der vorteil von teilung zu geschlechtlicher fortpflanzung ist mehr kombinationsmöglichkeiten

da steht dann auf der einen seite bloße zellteilung die sehr fix geht und viele generationen in kurzer zeit hervorbringt

VS

viele verschiedene möglichkeiten von kombinationen

dh überleben aufgrund von “in der masse wird schon ein mutant sein der überlebt bzw anpassung über schnelle generationenfolge” VS “alles sind mutanten und ein paar werden bei komischen veränderungen der umwelt da schon angepasst sein”


kokko
22.9.2013 2:02
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google hat bei befragung preisgegeben, dass es

sexuelle fortpflanzung
a) durch bildung von gameten (männlichen und weiblichen geschlechtszellen) oder

b) durch konjugation (vorübergehende verschmelzung von zellen mit übergang der genetischen informationen von einer auf die andere zelle)

[dh is schon bei einzellern möglich und wird sich vielleicht bei so viechern entwickelt haben die sich “ernähren” indem sie andere teile umschließen und die dann auflösen*]

*das kann aber kompletter schwachsinn sein (bzw ist es sicherlich)


Joe
22.9.2013 3:36
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Letztlich ist die Entstehungsgeschichte der zwei-geschlechtlichen Fortpflanzung pure Spekulation.

Das ist doch wohl jedem vernünftigen Menschen klar, daß das das Ergebnis eines intelligenten Designs ist. SCNR 😉


O.
22.9.2013 23:49
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Ohah, da sind wieder die bösen Y-Chromosomträger, die sich als Fortpflanzungsschmarotzer betätigen…
Haben die Feninistinnen also doch recht?

Oder haben nicht beide Geschlechter was davon, daß die sexuelle Fortpflanzung die Vatiabillität der Art erhöht?

Und sich hinterher noch drüber beschweren… böse Männer, die…
…naja, sollen die Doppel-X’e es halt wieder eingeschlechtlich mit,der Fortpflanzung versuchen.

….und Hadmut findet das schon einleuchtend.
Unnütze Y-Chrmosomenträger, iiih, pfui…
So subtil wirkt es, wenn man zu viel Feministenpamphlete liest 😉


Dann können wir die Diskussion mit der Erkenntnis abschließen, daß der Artikel insgesamt, die Behauptung egoistischer Gene, die Behauptung, daß zweigeschlechtliche Vermehrung auf egoistische Gene zurückgeht, die Behauptung schädlicher Gene, die Behauptung parasitärer Gene und die Behauptung der Genkopie über Artgrenzen Stuß sind?

In einer Zeit, in der man über das Transportierte so wenig weiß wie jetzt, ist es einfach vermessen, solche Behauptungen aufzustellen. Im Laufe der Entwicklung erhöhte sich die Entwicklungsgeschwindigkeit. Nein, Gould liegt falsch! Warum kommt die Evolution, wenn sie doch nur aus Mutation und Selektion bestehen soll, bei höheren Lebewesen nicht zum Stillstand? Weil andere Mechanismen den Informationstransport übernehmen! Wir stehen bei diesen Erkenntnissen völlig am Anfang, dank Wissenschaftlern, die ihre Brotundbuttertheorie nicht verstanden haben und solch desinformatorisches Zeug publizieren.

Carsten

http://thumulla.com/artikel/Artikel.htm
http://thumulla.com/artikel/rss.html


Bud
23.9.2013 15:32
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Also ich hab die Comments jetzt nur überflogen. Dabei konnte ich nicht entdecken, daß hier der wesentliche Vorteil der sexuellen Fortpflanzung schon genannt wurde. Es mag ja sein, daß der Sex die genetische /Variation/ begünstigt. Aber der Hauptpunkt ist doch die /Selektion/, und zwar durch das jeweils andere Geschlecht!

Jeder Mann weiß, daß er auf /hübsche/ Frauen steht, nicht auf häßliche. Und die meisten Männer in unserer Kultur (oder sogar weltweit?) stehen auf Frauen mit einer Waist-to-hip ratio (WHR), die dem Ideal von 0,7 möglichst nahekommt. So selektieren die Männer die Frauen. Es geht ihnen vor allem um optimale Reproduktionsfähigkeit, die sie bei Frauen suchen, denn Frauen sind nun mal für’s Kinderkriegen zuständig, und die Kinder sollen gesund und kräftig sein, um dereinst den genetischen Beitrag des Vaters weiterzuverbreiten. Welche Chancen hat eine dicke aufgedunsene häßliche Frau bei Männern?

Und Frauen bevorzugen in der Regel große, körperlich einigermaßen starke Männer mit hohem sozialen und zumindest solidem finanziellen Status, die intelligent, schlagfertig, entscheidungsfreudig und dominant sind. So selektieren die Frauen die Männer. Es geht ihnen vor allem um die Fähigkeit zur Selbstbehauptung in einer grundsätzlich feindlichen Umwelt, denn Männer sind nun mal für den Schutz von Frau und Kindern und ihre ökonomische Fürsorge (“Provider”) zuständig. Welche Chancen hat ein Hartzie, der vielleicht noch körperlich schwach wirkt oder von Krankheit gezeichnet ist, bei Frauen?

Das ist Selektion bei der Arbeit. Diese Form der Selektion wird erst durch die Existenz zweier Geschlechter möglich. Sie mag die evolutionäre Weiterentwicklung (Anpassung an neue Umweltbedingungen) vielleicht nicht unbedingt beschleunigen. Sie hilft aber enorm, die Robustheit und Widerstandfähigkeit einer Art als ganzes in einem Maße zu stärken, wie es allein über die Selektion durch die Alltagsgefahren der Umwelt nicht möglich wäre. Schwache, kranke oder sonstwie nachteilige Eigenschaften werden frühzeitig wegselektiert, indem sie gar nicht erst zur Fortpflanzung zugelassen werden. Dafür brauchen wir keine Eugenik, das besorgen die Individuen ganz direkt, persönlich und unterbewußt selbst.

Deshalb beobachten wir bei den meisten Tierarten die geschlechtliche Fortpflanzung und das Zelebrieren von mehr oder weniger bizarren Balzritualen.

Wie auch immer die sexuelle Fortpflanzung ursprünglich enstanden ist, sie ist jedenfalls geblieben, weil sie einen erheblichen “Meta-Vorteil” (wie es in einem Kommentar genannt wurde) bietet, indem der Selektion durch die Umwelt eine Vorselektion durch das andere Geschlecht vorangestellt wird.

(( So, und wenn wir jetzt noch einen Bogen zu unserem Lieblingsthema Feminismus schlagen wollen, dann gebe ich zum besten, daß ich mal gehört habe, daß angeblich 80% der Frauen, aber nur 40% der Männer ihre Gene an eine nächste Generation weitergeben. Mit anderen Worten, 60% der Männer, aber nur 20% der Frauen haben keine Kinder. Wenn das stimmt, dann würde das bedeuten, daß auf Männern ein viel stärkerer Selektionsdruck als auf Frauen lastet. Sie sähen sich also in der Situation, sich ständig und immerzu beweisen zu müssen, ihre Stärken auszuspielen, ihre Schwächen zu verbergen, und immerzu um alles kämpfen zu müssen, ganz besonders um Frauen. Das ist einerseits natürlich ziemlich belastend, aber konditioniert sie eben auch zu Höchstleistungen. Was sie nicht umbringt, macht sie härter. Infolgedessen würden sehr anspruchsvolle Jobs überwiegend von Männern besetzt werden, weil die dann am besten geeignet wären. Wer in so einer Situation 50% Frauenanteil in Führungspositionen haben wollte, müsste entweder eine Frauenquote einführen oder die sexuelle Fortpflanzung abschaffen. ))


Primär ist der Vorteil der Variation, der kommt in allen Fällen zum Tragen. Danach, sekundär, stellt sich die sexuelle Selektion ein. Sie setzt voraus, daß eine erfolgreiche Beurteilung des Partners stattfinden kann. Sie setzt also ein höher entwickeltes Wesen voraus.

Carsten

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