sex&tod

Aus evolutionsbiologischer Sicht ist das Leben von mehrzelligen Organismen eine sexuell übertragbare Krankheit, die unvermeidlich zum Tod führt.

 

Lynn Margulis, amerikanische Zellbiologin, war eine der ersten, die in den 70er Jahren eine alte Hypothese überzeugend untermauern konnte, nämlich, dass die Zellen eukaryotischer Organismen aus “eingefangenen” Mikroorganismen aufgebaut sind. Eukaryotische Organismen(alle Pflanzen und Tiere, die wir kennen) bestehen aus Zellen, die auch einen Zellkern haben. Dies im Gegensatz zu Bakterien, die keinen Zellkern haben und die wir auch Prokarioten nennen.
Die Zellen, aus denen wir bestehen, enthalten also einen Zellkern. Darin befindet sich das Erbmaterial DNA, verteilt auf 23 Chromosomenpaare. Ansonsten enthält der Inhalt der Zelle allerlei Strukturen, wie z.B. Mitochondrien, die für Energieversorgung sorgen. Bei Pflanzen befinden sich u.a. Chloroplasten in der Zelle, die Licht auffangen und Kohlenmonoxid und Wasser umwandeln in Sauerstoff und Zucker (Photosynthese).

 

Symbiose

Was Margulis nun bewies, war dass die Mitochondrien und Chloroplasten und allerlei andere kleine Organismen in der Zelle ursprünglich frei lebende Bakterien waren. Im Laufe der Evolution entstanden Zusammenlebenverbindungen zwischen Bakterien und den grösseren Zellen. Bakterien und Zelle profitierten beide von diesem Zusammenleben oder der Symbiose und die Kombination von Wirt und Parasit evoluierte weiter als Einheit. Abfallstoffe der Wirtszelle dienten als Nahrung für die Mitochondrien und die Wirtszelle bekam Energie aus dem Stoffwechsel der Mitochondrien.
Die Nachkommen dieser gewinnenden Kombination evoluierte später in der Evolution zu  komplexen und gut integrierten neuen Organismen, Pflanzen und Tieren, wozu auch wir selbst gehören.

 

Zelltod

Lynn Margulis war auch eine der ersten, die den Zusammenhang zwischen Sex und Tod beschrieb. Bei Einzellern spricht man eigentlich nicht von Tod. Man kann Bakterien zwar “töten”, aber sie können nicht selber sterben.
Programmierter Zelltod kommt nur bei mehrzelligen Organismen vor.
Gemeinsam mit ihrem Sohn Dorion Sagan schrieb Margulis mehrere Bücher, die ich jedem empfehlen kann, den Evolutionsbiologie interessiert. Ihr Buch “Was ist Sex?”  z.B., geschrieben 1997.
So unglaublich es sich auch anhört: der Tod von Zellen und Organismen ist im Laufe der Evolution entstanden. Körper wurden “erfunden” durch und für Gene. Sex wurde “erfunden” durch und für Gene; der Tod wurde von und für Gene “erfunden”.

 

Hülle

Der Preis, den wir für die Tatsache, das wir uns sexuell fortpflanzen bezahlen, ist körperlicher Verfall und Tod. Wie Margulis&Sagan etwas dramtaische ausdrückten: “Der Körper ist eine Art Hülle, die achtlos von den Geschlechtszellen, die jede Generation wieder einen neuen Körper produzieren um zu überleben, weggeworfen wird.”
Wir neigen dazu zu denken, dass ein Ei ein Mittel ist, mit dem das Huhn neue Hühner produziert, aber aus evolutionsbiologischer Sicht ist das genau andersherum: das Huhn ist Mittel mit dem das Ei neue Eier produziert. Der Körper ist schliesslich. Aus dieser Persepktive betrachtet, nicht mehr als eine zeitliche Überlebenskapsel für potentiell unsterbliche Gene.

 

Konzept

Die Gene bilden das Konzept des Lebens, aber auch des Todes. Sie bauen uns auf von Einzeller zu einem erwachsenen (sexuell reifen) Individuum und lassen uns dann altern. Unsere Körperzellen können sich nur eine begrenzte Anzahl Male teilen. Wie oft hängt ab von der Funktion der Zelle.
Es war der britische Genetiker Sir Ronald Fisher, der vor 65 Jahren die Idee hatte, das Altern durch nachteilige Nebenwirkungen der Gene zu erklären, die im jugendlichen Alter nützliche Dinge tun.
Diese nützlichen Dinge sind alle Eigenschaften, die dazu beitragen, dass die Gene für lebensfähige Nachkommen des Organismus’ kopiert werden. Die Gene können es sich erlauben, den alten Organismus altern zu lassen sobald sie sich in den Nachkommen gefestigt haben.
Alterungssymptome dürfen nicht mitgenommen werden in die neue Generation. Das ist ein Problem für Pflanzen und Tiere, die Nachkommen produzieren, die exakte Kopien ihrer Körperzellen sind. Wenn ihre Zellen nicht über die Fähigkeit verfügen würden, sich unendlich zu teilen und freie Radikale abzubauen, dann würden die Klone nach vielen Generationen nicht mehr lebensfähig sein.

 

Potential

Unsere Gene lassen junge Körperzellen besser funktionieren auf Kosten der Alterungsmerkmale in höherem Alter, da sie unsere Körperzellen nicht benötigen um von einer Generation zur nächsten zu springen. Dafür dienen unsere Geschlechtszellen und die müssen frei von Alterungsmerkmalen sein, sodass jede Generation mit einer reinen Weste anfangen kann.
Wir können nun auch erklären, warum einige Tier- oder Pflanzenarten länger lebt als eine andere, wann die Alterung einsetzt und wie schnell er verläuft. Es geht immer darum, wieviel Zeit die Gene normalerweise benötigen um in eine neue Überlebenskapsel entwischen zu können.
Ein Kernbegriff, den wir hier benutzen ist “reproduktives Potential”. Das reproductive Potential ist am höchsten, wenn eine Pflanze oder ein Tier die Jugend überlebt hat und bereit ist, seine Gene weiter zu geben. Bis zu jenem Moment gibt es keine Alterung. Gene, die sich nachteilig auf ihren Träger auswirken bevor dieser seine Gene an die folgende Generation weitergegeben hat, sterben aus. Je weiter das Individuum damit ist, das Überleben seines Erbmaterials zu sichern, indem es Nachkommen produziert oder Familienmitgliedern hilft, wird der Druck gegen Alterungsgene kleiner. Darum beginnt die Alterung wenn der Organismus anfängt, sein reproduktives Potential zu realisieren.

 

Hayflick-Zahl

Margulis & Sagan weisen darauf hin, dass auch andere Kennzeichen eine wichtige Rolle spielen beim Verstehen von Altern und Tod, wie z.B. der programmierte Zelltod der, im Gegensatz zu Zelltod durch Absterben, evoluiert ist im Dienste der Entwicklung des Embryos. Ein anderes Phänomen ist, dass wenn Zellen erst einmal differenziert und spezialisiert sind, sie sich nur noch ein paar mal teilen (die Hayflick-Zahl). Danach ist es vorbei.
Margulis:” Auf dem Niveau der Zelle ist Sex seit 700 Millionen Jahren mit dem Tod verbunden.”
Und damit komme ich am Ende dieser Reihe von Artikeln wieder zurück zu dem Gedanken, mit dem ich angefangen habe: die Evolutionsbiologie schaut anders nach Sex als wir es im täglichen Leben tun.

 

Dik Brummel im Gespräche mit Johan van der Dennen

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