Kuka keksi seksin?

15.7.2016 klo 16.32, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Seksi on ihan mukavaa, useimpien mielestä. Mutta miksi se on olemassa? Tietenkin siksi että se on lähes kaikkien monimutkaisempien eliöiden lisääntymistapa – noin 99% monisoluisista eliölajeista lisääntyy suvullisesti eli seksuaalisesti. Tässä mielessä seksi on siis varsin tarpeellista. Mutta biologit,  jo Charles Darwinin ajoista lähtien, ovat ihmetelleet kysymystä miksi tällaiseen monimutkaiseen ja vaivalloiseen lisääntymistapaan on päädytty. Miksi se on tarpeellista, elovuution suosimaa ja luonnonvalinnan ylläpitämää, siitä huolimatta että se on geneettisesti ja toiminnallisesti hyvin kallista ja vaativaa touhua: sehän vaatii, ensinnäkin, että kaksi erilaista yksilöä jollakin tapaa yhdistävät kromosomistonsa, ja tuottavat sittten yhden yhteisen, yhdistellyn, ja kokonaan ainutlaatuisen ja erilaisen jälkeläisen. Jälkeläisiä voi tuottaa vain toinen osapuoli, eli naaras. Toinenkin tarvitaan, antamaan tähän tarkoitukseen toinen toimiva kopio samaa geneettistä materiaalia. Llaji joutuu siis pitämään yllä noin puolet sellaisia yksilöitä –  koiraita – jotka eivät itse lisäänny, eikä naaraskaan pääse itsekkäästi lisäämään vain omaa genomiaan, vaan joutuu sekoittamaan sen jonkun ”vieraan” genomin kanssa. Lisäksi tuo koko toimenpide on fysiologisesti varsin vaativa: tarvitaan erillisiä sukusoluja, jotka syntyvät hyvin erikoisen solunjakaantumisen (meioosin) kautta, ja tarvitaan erityisiä sukuelimiä. Tarvitaan myös varsin vaativia parinhankinta-prosesseja, jotka monesti sisältävät ankaria kilpailuja ja taisteluita paritteluhaluisten yksilöiden kesken. Hyvin kuluttavaa, ja hyvin epätaloudellista, noin voimavarojen kannalta. Onhan se hauskaa, tai jopa pakottava vaistonvarainen tarve – ja täytyykin olla, muuten yksilöt eivät ollenkaan viitsisi vaivautua mokoman touhun takia. Mutta miksi meille monisoluisille eliöille on kehittynyt tällainen tarve ja keino lisääntyä?

Tätä kysymystä ja sen historiaa pohditaan Vivien Cummingin tiedeuutisessa BBC:n sivulla http://www.bbc.com/earth/story/20160704-the-real-reasons-why-we-have-sex. Gummingin kertoo että seksuaalinen lisääntyminen on eliöiden selviytymisstrategia tilanteissa missä olosuhteet käyvät haastaviksi. Ne tumalliset eliöt jotka pystyvät lisääntymään suvuttomasti,  kuten hiivat, monet sienilajit, tai kirvat – tekevätkin hyvissä olosuhteissa juuri niin, mutta vaikeiden olosuhteiden alaisina ne turvautuvat seksuaaliseen lisääntymiseen. Tämä lisää eliölinjan hengissä säilymisen mahdollisuuksia, sillä se lisää syntyvien yksilöiden geneettistä vaihtelua. Näistä sitten luonto pääsee valitsemaan ne jotka ovat kyseisiin olosuhteisiin sopivimmat. Tätä kautta myös lisääntyvä naaraseliö, eli pentujen tai jälkeläisten äiti, parantaa omien geeniensä säilymisen mahdollisuuksia.

Kilpailukyvyn paraneminen – tai ainakin sen maksimoiminen – selittää myös seksuaalivalinnan. Kaikkien korkeampien, parittelun kautta lisääntyvien lajien naaraat valitsevat vaistonvaraisesti parittelukumppaneikseen koirarita joilla näyttää olevan parhaat geenit: lintukoiraita joilla on komeimmat höyhenpuvut tai laulut, tai uroshirviä joilla on suurimmat sarvet ja jotka taistelevat raivoikkaimmin toisia hirvikoiraita vastaan. Ja niin edelleen. Koiraat ja urokset toimivat siis geenivalikoimien testaajina. Valinta tapahtuu joko koiraan voiman perusteella, tai sen tekevät naaraat, suuressa viisaudessaan.

Milloin tämä kaikki sitten alkoi? Sitä on vaikea sanoa tarkkaan, koska eri sukupuolet eivät välttämättä ole helposti tunnistettavissa fossiiliaineistoissa, ei ainakaan sellaissa alkeellisissa ja pehmeissä eliöissä joista ei jää jäljelle paljoa minkäänlaisia fossiileja. Ja kuten sanottua, suvuttomastikin on lisäännytty – ja alkeelliset eliöt kuten bakteerit ja arkeonit edelleen tekevät niin; ja ne lisääntyvätkin hyvin hyvin tehokkaasti. Ne huolehtivat geneettisen vaihtelun ylläpitämisestä toisilla mekanismeilla, eli siirtämällä satunnaisesti pelkkää DNAta soluista toisiin, sekä samojen että lähisukuisten lajien kesken.

Eläinmaailman fossiiliaineistossa vanhimmat seksuaaliseen lisääntymiseen ja paritteluun liittyvät merkit tunnetaan Microbrachius dicki nimisistä alkeellisista kaloista. Nämä elivät planeetan merissä noin  385-miljoonaa vuotta sitten – niiden fossiileja löytyy tuon ikäisistä kivistä Skotlannista. Näillä kaloilla oli olemssa alkeelliset raajat – jonkinlaiset tarttumaelimet – joita ilmeisesti käytettiin nimeomaan parittelun apuvälineinä. Kuitenkin, suvullisen lisääntymisen täytyy olla paljon vanhempaa kuin tämä aktiivinen halailu.

Esimerkiksi kalat ja sienieläimet lisääntyvät edelleen alkeellisempaa suvullista lisääntymistä, eli ulkoista hedelmöitystä: sukusolut vain lasketaan veteen, satunnaisen yhtymisen armoille.

Myös kaikki kukkivat kasvit, ja myös itiökasvit lisääntyvät suvullisesti – siitä huolimatta että monet niistä voivat lisääntyä lähiympäristöönsä myös suvuttomasti, kaikenlaisten versojen tai pistokkaiden avulla.  Nekin käyttävät passiivista hedelmöitysmekanismia, eli ulkopuolisia kantajia (tuulta, tai niitä kuuluisia mehiläisiä) joiden avulla siitepöly pääsee siirtymään joko saman tai eri kasvin kukan emilehdille. Ulkoisista eroista huolimatta tuo sukusolujen jakaantuminen (meioosi) ja hedelmöittyminen tapahtuvat periaatteessa samalla tavalla kuin eläimillä. Selvästikin, kaikki seksuaalinen lisääntuminen juontaa juurensa yhdestä ja samasta alkuperästä. Vanhin nyt tunnettu eliö, minkä fossiilien pinnalta on löydetty itiöitä, on Bangiomorpha pubescens  niminen monisoluinen punalevä, joka on elänyt planeetan lämpimissä merissä noin 1.2 mrd vuotta sitten

8 kommenttia “Kuka keksi seksin?”

  1. Pentti S. Varis sanoo:

    Kuten Vivien Cumming BBC-artikkelissaan toteaa, kaikki perustuu viime kädessä informaatioon. Chris Adamsin sanoin “Our DNA is an encyclopedia about the world we live in and how to survive in it.”
    http://adami.natsci.msu.edu/
    Informaatio on monesti käsitetty matemaattisena asiana, mutta orastava ajatus informaatiosta konkreettisena “stuffina” päilyy joidenkin maailman rakenteiden ja toiminnan monimutkaisuuteen perehtyneiden kvanttifyysikkojen mielessä. Näin varmaan on myös teoreettisen fysiikan ja mikrobiologian tuntijan, Chris Adamsin kohdalla. Suurin osa tiedeyhteisöstä ei kuitenkaan ole vielä valmis näkemään geneettistä systeemiä toimivan informaation säiliönä.
    Pohdittaessa seksuaalisuuden alkua ja olemusta saattaa ”epätoivoissaan” etsiä ratkaisun avainta jostain vielä monimutkaisemmasta ”informaatiokentästä”, lähinnä matematiikan maailmasta tai tasokkaista hiukkasfysiikan teorioista. Löytyisikö sieltä ilmiötä tai ilmiöryhmää, jonka voisi arvella olevan analoginen konkreettisten elämänilmiöiden kuten seksuaalisuuden kanssa. Oma veikkaukseni on, että löytyy, jos etsintä on systemaattista. Sieltä löytyisivät myös analogiat viime aikoina paljon puhutuille poikkeamille standardi-seksuaalisuudesta. Keskeinen etsinnän periaate on varmaan kaikkea tapahtumista hallitseva pienimmän vaikutuksen periaate
    http://www.tieteessatapahtuu.fi/0304/pekonen.pdf
    http://www.helsinki.fi/~aannila/arto/luonnonlait.pdf
    Vanhastaan on totuttu ajattelemaan, että tumattomat eliöt kuten bakteerit lisääntyvät jakautumalla. Viime vuosina on kuitenkin ilmennyt, että tutkitusti sadat bakteerilajit käyttävät systemaattisesti hyväkseen kuolleita tovereitaan ja ottavat osia näiden genomista itselleen. Toimintaa kutsutaan rekombinaatioksi. Näin menettelemällä ne voivat saada paljon uusia ominaisuuksia, joista yksi tärkeimmistä on varmaan kyvyn vastustaa antibioottien vaikutusta nopea lisääntyminen esimerkiksi pintakalvon muuntelulla. Suuri ongelma on tässäkin tulokas-DNA:n informaation sopeuttaminen tulevan lokeronsa ja koko genomin alkuperäiseen informaatioon.
    http://cshperspectives.cshlp.org/content/early/2016/04/18/cshperspect.a018069.short?rss=1
    http://mgen.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.000044
    Kuka tietää, vaikka bakteerien rekombinaatio-ilmiö olisi aikoinaan ollut varhainen askel kohti seksuaalista lisääntymistä.
    Mieleen tulee myös, että mahdollisessa informaatiokentässä tai vastaavassa, johon ainakin monet platonistiset matematiikan professorit uskovat, sijaitsisivat myös muut merkitykselliset tajunnan tilat, joihin seksuaalisuus ainakin ihmisellä ja luultavasti myös eläimillä (ja kasveilla) kuuluu, ja joihin evoluution linjat ikään kuin ryteikön halki kulkevina polkuina johtaisivat.
    https://fi.wikipedia.org/wiki/Platoninen_realismi

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      … juuri näin.

  2. Pentti S. Varis sanoo:

    https://www.youtube.com/watch?v=KzWIuhXMUko

    Jos banaanikärpäsiä olisi koolla enemmän, tulisi varmaan kyseeseen seksuaalivalinta-tilanne. Samoin, jos paikalla olisi joukko näitä hämähäkkejä (aukeaa seur. kodilla:)

    Raw: Newly Discovered Spiders Strut Their Stuff

    Yksi perustava seksuaalivalintaan liittyvä ongelma on (tai minusta tuntuu olevan) valintaan liittyvät moninaiset tuntemukset. Missä tuntemukset syntyvät? Ovatko ne välttämättömiä seksuaalivalinnan toteutumiseksi? Varmaan kuvien hämähäkeillä ja banaanikärpäsillä tuntemuksia on.

    Hämähäkin liikehdintä näyttää hyvin rytmikkäältä; välillä hän toimii kuin jazzsrumpali. Mikä auttaa hämähäkin tai minkä muun tahansa eliön toimintaa pysymään tahdistuneena? Veikkaukseni mukaan solujen elintoimintoja koordinoi ja hallitsee musiikki. Joitakin solun säveliä on jo nauhoitettukin, mutta solun musiikin ytimeen, ”mikrokymatiikkaan”, ei vielä ole päästy käsiksi. Veikkaukseni mukaan siinä toteutuu Nikolai Teslan oivallus: ”Jos haluat ymmärtää maailmaa, ymmärrä värähtely.”

    https://www.google.fi/search?q=cymatics&hl=fi&biw=1152&bih=585&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj67ofeqIfOAhUSKywKHX1CBuIQ_AUIBigB

    https://www.google.fi/webhp?hl=fi&sa=X&ved=0ahUKEwiwu8CXpofOAhUCBSwKHemUB1QQPAgD#hl=fi&q=cymatics

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      joo, arvoituksellisia ovat nuo banaanikärpästen ja hämähäkkien seksielämän salaisuudet…. mutta kaipa heilläkin on jonkinlainen valinta käynnissä, joka pitää yllä tervettä geenipoolia…

  3. Heikki sanoo:

    Avaruuden gammasäteily ja Maan oma radioaktiivisuus lisäävät koko ajan, pikku hiljaa solujemme geneettistä vaihtelua. Ei siihen tarvita kahta eri sukupuolta.
    Se, että täällä Maassa melkein kaikki eliöt lisääntyvät suvullisesti, voi olla vain sattumaa ilman mitään syytä.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Ei mene ihan noin. Mutaatioita kylläkin tapahtuu, sekä säteilyn että kaikenlaisten mutageenien vakutuksesta. Mutta ne tuottavat ihan satunnaista informaatiota – tai paremminkin hävittävät informaatiota. Pariutumisessa kuitenkin sekoitellaan ja yhdistellään olemassa olevaa toimivaa informaatiota.

  4. Erkki Tietäväinen sanoo:

    Mielenkiintoinen aihe. Jos (ja kun) suvullinen lisääntyminen on evoluution seurausta, siitä on siis hyötyä. Kirsti kyllä sen sanookin kirjoituksessaan, mutta jättää lukijoiden pohdittavaksi monia asiaan liittyviä näkökohtia.

    Mielestäni paras osoitus suvullisen lisääntymisen eduista, siis siten syntyvien jälkeläisten paremmasta selviytymisestä, on se, että suvullinen lisääntyminen on nimenomaan (vaikkakaan ei yksinomaan) korkeammalle kehittyneiden lajien tapa lisääntyä. Voisiko siis olla niin, että korkeammalle kehittyneet lajit – huipulla ihmiset – ovat kehittyneempiä ja älykkäämpiä juuri siksi, että ne ovat jalostuneet suvullisen lisääntymisen kautta?

    Yhtä asiaa Kirsti ei kirjoituksessaan käsittele, eikä se tule esiin myöskään kommenteissa. Se on: mikä panee koiras- ja naaraspuoliset yksilöt harrastamaan seksiä?

    Käsitykseni on, että vain ihminen tietää, että seksin seurauksena syntyy jälkeläisiä. Esimerkiksi linnuilla ei liene hajuakaan seksin seurauksista. Silti ne tekevät sitä. Olisiko niin, että luonto on varmistanut lisääntymisen siten, että kaikkien suvulliseen lisääntymiseen turvautuvien lajien edustajat tuntevat MIELIHYVÄÄ seksiä harjoittaessaan? Lajien koiraat ja naaraat siis hakeutuvat seksiin mielihyvää kokeakseen, eivät tietoisesti lisääntyäkseen. Linnut varmaan tuntevat seksin lisäksi mielihyvää myös pesää rakentaessaan ja munia hautoessaan. Miksi ne muuten sitä tekisivät? Tuskin niillä on todellista tietoisuutta siitä, että näin niitä poikasia pitää tehdä. Sanotaan, että ne pesivät vaistojensa ohjaamina. Niin varmaan onkin, mutta sitä vaistomaailmaa johtamaan tarvitaan jotakin, olisiko se halu mielihyvään? Nisäkäsemojen, myös ihmisäitien, tiedetään tuntevan mielihyvää myös poikasiaan imettäessään. Siten luonto on varmistanut vastasyntyneiden hoivan.

    Johtopäätökseni on siis se, että ei niinkään tietoisuus, vaan mielihyvän hakeminen johtaa suvullista lisääntymistä sen kaikissa vaiheissa. Evoluution mukana eliöille on syntynyt tarve mielihyvän tavoitteluun ja sitä kautta ovat varmistuneet erilaiset tavat suvulliseen lisääntymiseen. Kasveista en mene sanomaan mitään.

    1. Kirsi Lehto sanoo:

      Ihan mukava pointti tuo mielihyvän tärkeys elämän edistämisessä – se voi monessa kohtaa toimia siihen suuntaan. Kuitenkaan se ei ole mikään oleellinen tai ainakaan välttämätön tekijä suvullisessa lisääntymisessä. Suuri osa eukaryooteista on vesieliöitä joissa koiraat ja naaraat eivät ollenkaan kohtaa lisääntyäkseen, ne vain laskevat sukusolunsa veden vietäviksi. Monille eläimille lisääntyminen lienee hyvinkin tuskallista – esimierkiksi joillekin hämähäkkikoiraille, jotka tulevat syödyksi heti parittelun jälkeen. Muutenkin, vaikea sanoa mitään yleensäkään eläinten mielihyvästä – parittelu lienee suurimmallle osalle täysin viettien ohjaama toiminta. Mutta se kohta missä mielihyvä näyttää olevan yleistä, ainakin nisäkkäillä ja linnuilla, on poikasten hoivaaminen… Liittyyköhän se korkeampaan älykkyyteen? Siinä kohtaa emo selvästi tiedostaa että nämä ovat minun poikasiani… Ja tuo poikasten hoivaaminenkin on tietenkin voimakkaasti luonnonvalinnan suosima ominaisuus.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *