Ärzte Zeitung online, 08.02.2018

Hypothese

Wie Sex und Sauerstoff zusammenhängen

Warum sich die sexuelle Fortpflanzung bei Lebewesen entwickelt hat, ist noch immer umstritten. Biologen werfen jetzt eine neue These in den Ring: Es liegt an der Sauerstoffatmung.

Von Alexander Joppich

Wie Sex und Sauerstoff zusammenhängen

Der Ursprung von Sex ist Forschern noch rätselhaft: Es könnte sein, dass diese Art von Fortpflanzung durch die Sauerstoffatmung ausgelöst wurde, vermuten nun Göttinger Biologen.

© KatarzynaBialasiewicz / Getty Images / iStock

GÖTTINGEN. Forscher der Georg-August-Universität Göttingen und der Universität Amsterdam postulieren, dass Sauerstoffatmung der Ursprung von Sex ist. Die Wissenschaftler vermuten, dass durch die Atmung die Anzahl von DNA-Schäden rapide gestiegen ist, wodurch sich evolutionär eine Alternative zur Mitose entwickeln musste.

Im Magazin "Proceedings of the Royal Society B" haben sie ihr Postulat veröffentlicht (doi: 10.1098/rspb.2017.2706).

Ursprung ihres Interesses war die Frage: Welchen Sinn hat das hoch komplexe und risikoreiche Konzept der sexuellen Fortpflanzung? Dieses sogenannte Sex-Paradoxon beschäftigt die Wissenschaft bekanntlich seit langem: Während manche Forscher vermuten, dass durch Sex die genetische Varianz erhöht werden soll, denken andere, dass der Sinn eher in der Auslöschung von potenziell schädlichen Gen-Mutationen liegt. Das Göttinger Team tendiert mit seiner Arbeit eher in die zweite Richtung.

Waren freie Radikale der Auslöser?

Die Forscher vermuten, dass Eukaryoten durch die hochgradig energieproduzierende Metabolisierung infolge der Atmung einen evolutionären Vorteil hatten, gleichzeitig aber durch die Verstoffwechslung von Sauerstoff zunehmend freie Radikale aufgenommen haben, die DNA-Schäden im Organismus verursacht haben (siehe Graphik unten).

Diese oxidativen Schäden durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) – kurz Sauerstoffradikale – sollten evolutionär durch Geschlechtsverkehr repariert werden, so die zentrale Aussage der Studie. "Endogener oxidativer Stress" ist daher der Quell der sexuellen Fortpflanzung, postulieren die Forscher in ihrer Arbeit.

"Diese ersten Zyklen sexueller Fortpflanzung entstanden bereits in den ersten einzelligen Eukaryonten", erklärt die Mitautorin Prof. Elvira Hörandl in einer zusätzlich veröffentlichten Mitteilung. In Tieren, Pflanzen und Pilzen habe sich Sex als Erneuerungsprozess der Keimbahnen dann zementiert, um nachteilige Mutationen selektiv eliminieren zu können, so die Mitteilung weiter.

Wie Sex und Sauerstoff zusammenhängen

© 2018 Elvira Hörandl, Dave Speijer. Diese unveränderte Graphik wurde durch The Royal Society unter der Creative Commons Attribution License veröffentlicht.

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