Unsere Methode der Fortpflanzung schützt vor Krebs

Forschende haben die Evolution der Fortpflanzung untersucht

Unsere Art der Fortpflanzung ist mit einigen gesundheitliche Risiken verbunden und trotzdem haben viele unterschiedliche Organismen diese Fortpflanzungsmethode im Zuge der Evolution entwickelt. Die Frage ist, wo der evolutionäre Vorteile dieser Art der Fortpflanzung liegt. Die Ergebnisse einer neuen Studie deuten nun darauf hin, dass diese Form der Reproduktion vor bestimmten Arten von Krebs schützt.

Bei der aktuellen Untersuchung der Université de Montpellier und der University of Tasmania wurde festgestellt, dass unsere Art der Fortpflanzung vor bestimmten Arten von Krebs zu schützen scheint. Die Ergebnisse der Studie wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „PLOS Biology“ publiziert.

Vorteile der asexuellen Fortpflanzung

Asexuelle Fortpflanzung erfordert keinen Partner, daher ist sie viel schneller und unkomplizierter. Sie erfordert weniger Energieaufwand und wäre auf den Menschen bezogen viel günstiger, weil eventuelle Kosten bei der Suche nach einem Partner entfallen. Es gibt jedoch mehrere Gründe, welche trotzdem für eine sexuelle Fortpflanzung sprechen. Sie umfasst zwei Elternteile und verhindert so die Weitergabe schädlicher Genmutationen. Außerdem hilft, sie Resistenzen gegen Krankheitserreger und Parasiten aufzubauen.

Warum bevorzugen so viele Organismen die sexuelle Fortpflanzung?

Die neue Studie befasste sich mit der Frage, warum 99 Prozent der Eukaryoten die sexuelle Fortpflanzung bevorzugen. Die Forschenden argumentieren, sie könnte sogenannte Cheater-Zellen oder übertragbare Krebszellen stoppen. Bei einigen Tieren, darunter Hunden, Tasmanischen Teufeln und bestimmten Muscheln gibt es seltene übertragbare Krebsarten. Cheater-Zellen gefährden den Rest einer Zellpopulation, indem sie die Gemeinschaft der Zellen für egoistische Zwecke ausnutzen, erklären die Forschenden.

Risiken einer asexuellen Fortpflanzung

Viele Organismen haben sich so entwickelt, das Krebs möglichst verhindert wird. Dies geschieht mithilfe von Prozessen wie denen des Immunsystems. Doch um zu überleben und sich zu vermehren, mussten die ersten mehrzelligen Organismen sowohl interne Cheater-Zellen als auch infektiöse bösartige Zellen von außen bekämpfen. Da die asexuelle Fortpflanzung identische Organismen hervorbringt, steigt dadurch das Risiko, von übertragbaren Krebsarten befallen zu werden, berichten die Autoren der Studie.

Vorteile einer sexuellen Fortpflanzung

Die sexuelle Fortpflanzung verringert nicht nur die Wahrscheinlichkeit, dass ein Organismus eine Infektion bekommt, sondern auch, dass diese Infektion an seine Kinder weitergeben wird. Es ist auch weniger wahrscheinlich, dass übertragbare Krebsarten mit den Zellen ihres Wirts kompatibel sind, wenn diese sexuell produziert wurden. Dies könnte dazu beitragen, dass das Immunsystem gefährliche Eindringlinge schneller aufspürt und abtötet. Die hohe Verbreitung der sexuellen Fortpflanzung in der Natur lässt indirekt darauf schließen, dass die selektiven Kräfte, welche hinter der Evolution des Geschlechts stehen, sehr stark sein müssen, erläutern die Forschenden.

Sexuelle Fortpflanzung erhöht das Überleben der Nachkommen

Da Prozesse, die Tumore in mehrzelligen Organismen verursachen allgegenwärtig und die möglichen Übertragungswege für Eindringlinge vielfältig sind, scheint die Evolution die sexuelle Fortpflanzung zu begünstigen, um trotz der damit verbundenen Risiken lebensfähige Nachkommen mit verbesserter Überlebenswahrscheinlichkeit zu schaffen, so die Autoren. Sie hoffen, dass die Erkenntnisse aus der aktuellen Forschungsarbeit dazu beitragen, den Weg für die Erforschung der unterschätzten Rolle sogenannter onkogener Prozesse bei der Gestaltung der Biologie, Ökologie und Evolution ihrer mehrzelligen Wirte zu ebnen.

Sex war im Laufe der Evolution sehr vorteilhaft

Eine andere Untersuchung des Institut für Biophysik der Universität Köln stellte jetzt anhand von Modellrechnungen fest, dass eine asexuelle Fortpflanzung die grundlegende Zellmaschinerie stärker abnutzt, als eigentlich angenommen wurde. Dies sei ein Grund, warum sich Sex im Laufe der Evolution als besonders vorteilhaft erwiesen hat, berichten die Forschenden in einer Pressemitteilung zu den Studienergebnissen. Mutationen bei der Fortpflanzung ohne Geschlechtsverkehr haben wesentlich negativere Auswirkungen, als vorher bekannt war. Die meisten Organismen pflanzen sich daher durch Sex fort, was zu einer Kombination zweier Genome zu einem neuen Individuum führt.

Sexuelle Fortpflanzung kann Abnutzung von Zellen reparieren

Bei der Studie wurde besonders die Physik innerhalb von Bakterienzellen analysiert. Proteine und ihre biochemischen Prozesse sind die Grundlage von Zellen zum Leben. Proteine erfüllen in Zellen verschiedene Aufgaben, wie beispielsweise den Transport von Molekülen, sie katalysieren chemische Reaktionen und erkennen Signalstoffe. Die Studie sollte herausfinden, welche Auswirkungen Mutationen in Genen von Zellen auf die Abnutzung haben. Die Ergebnisse waren eindeutig: Eine asexuelle Reproduktion erhöhte den Abnutzungseffekt der Mutation um ein Vielfaches, verglichen mit bisher erstellten Modellen der Evolution. Sexuelle Fortpflanzung kann dagegen sogar die Abnutzungen der Zellen reparieren. Dafür werden Gene beider Eltern kombiniert, erklären Forschenden.

Besseres Verständnis führt zu optimierten Therapien

Krebszellen entwickeln sich während des Lebens des Menschen. Diese gefährlichen Zellen kombinieren ihr Genom aber nicht neu. Anders ausgedrückt: Diese Zellen reproduzieren sich völlig ohne Sex. Wenn solche Vorgänge besser verstanden werden, führt dies auch zu einem besseren Verständnis der Schwächen von Krebszellen in der Reproduktion. Dies könnte in Zukunft zu verbesserten Therapien gegen Krebs führen. Die Ergebnisse der Untersuchung des Forschungsteams der Universität Köln sind in dem englischsprachigen Fachblatt „Nature Communications“ nachzulesen. (as)