Charles Darwin bijt nerveus op zijn nagels. Het is 1871, en de Engelse natuurhistoricus wacht gespannen af hoe zijn nieuwste theorie over seksuele selectie zal worden ontvangen.
Darwin heeft zojuist het boek The Descent of Man and Selection in Relation to Sex gepubliceerd, een vervolg op het 12 jaar oude en zeer omstreden On the Origin of Species. Hierin stelde Darwin dat de diersoorten niet door God zijn geschapen, maar het resultaat zijn van miljarden jaren natuurlijke selectie. Alleen de sterkste en best aangepaste soorten overleven.
De natuurlijke selectie in zijn eerste boek verklaart echter niet waarom dieren als de pauw en het edelhert zo’n uitbundig uiterlijk hebben, dat het aanpassingsvermogen en de overlevingskansen niet ten goede komt.
De heersende opvatting in de 19e eeuw was dat schoonheid in de natuur het werk van God is, maar Darwin oppert dat het fraaie uiterlijk van de dieren niet dient voor het plezier van mensen, maar om partners aan te trekken omwille van de voortplanting. Als natuurlijke selectie de strijd is om te overleven, is seksuele selectie de strijd om je voort te planten.
Maar seksuele selectie kan natuurlijke selectie tegenwerken, en een extreme focus op voortplanting kan funest zijn voor het voortbestaan van de soort.
Sekseverschil roeit soorten uit
De nieuwe theorie werd gemengd ontvangen en de meeste biologen zien seksuele selectie sindsdien als een onderdeel van natuurlijke selectie: doordat de mannetjes zich richten op het aantrekken van vrouwtjes, kunnen die de beste genen kiezen, wat het succes van de soort op de lange termijn waarborgt. Een nieuw onderzoek ondersteunt echter Darwins theorie van seksuele selectie.
Onderzoekers uit de VS keken naar de relatie tussen de uitstervingssnelheid en de sekseverschillen bij 93 uitgestorven soorten van de mosselkreeft Ostracoda.
De zaadcellen van het mosselkreeftje zijn circa 100 zo groot als die van de mens. Omdat het vrouwtje meerdere partners heeft, maakt een mannetje meer kans om haar te bevruchten als hij grotere zaadcellen heeft. Daarom ontwikkelden de mannetjes enorme zaadcellen, die met een zaadpomp en een gigantische penis in een kluwen liggen.
Opgerold sperma
De langste zaadcellen zijn 11,7 mm lang.
Zaadpomp
Testikel
Zaadleider
Penis
Dit kreeftje, een soort kruising tussen een garnaal en een mossel, leefde 66-84 miljoen jaar geleden in het gebied rond de huidige Mississippi.
De conclusie was helder: soorten waarvan het mannetje extreem veel energie had gestopt in de ontwikkeling van prachtige genitaliën, leefden gemiddeld slechts 1,6 miljoen jaar, terwijl soorten met minder indrukwekkende mannetjes 15,5 miljoen jaar overleefden.
Mosselkreeftjes met grote sekseverschillen stierven dus 10 keer zo snel uit als andere.
Tooi is levensgevaarlijk
Dat seksuele selectie de soort niet ten goede komt, is een verrassing. Uit eerder onderzoek kwam naar voren dat de selectie de soort sterker maakt door alleen de beste genen door te geven.
Het idee is dat overdadige en soms ronduit onhandige eigenschappen de soort op termijn vooruit helpen, omdat door de selectie alleen de sterksten overleven.
Fraaie gelaatskleur levert seks op
Mannetje heeft centenbak
Lange staart windt vrouwtje op
Zo is de verenpracht van een mannetjespauw niet alleen mooi, maar ook een teken voor vrouwtjes dat hij superieure genen heeft en sterk en slim genoeg is om te overleven ondanks de onhandige tooi, die hem een makkelijke prooi voor roofdieren maakt. Maar juist het feit dat hij als prooi kan worden gezien, steunt Darwins theorie en het mosselkreeftjesonderzoek.
Uniek aan dit onderzoek is dat het zich richt op uitgestorven diersoorten.
Fossielen van de schilden van mosselkreeftjes laten duidelijke verschillen tussen de geslachten zien: het mannetje heeft vaak een langer en groter schild dan het vrouwtje, zodat zijn enorme genitaliën en sperma erin passen.
In moeilijke tijden met weinig eten is het niet voordelig om veel energie te besteden aan het onderhouden van grote geslachtsorganen. Daardoor stierven in krappe tijden groter geschapen mosselkreeftsoorten uit, terwijl minder goed bedeelde exemplaren hun genen konden doorgeven. Dit zet het idee onder druk dat evolutie altijd gelijkstaat aan een rechte lijn omhoog naar steeds beter aangepaste soorten.
Omgeving met veel voedsel
Overleving
Mosselkreeftjes hebben veel eten en zowel mannetjes met kleine als met grote genitaliën overleven.
Voortplanting
Alle mannetjes paren, maar die met de grootste geslachtsorganen hebben de meeste kans om hun genen door te geven.
Resultaat
De soort ontwikkelt zich zo dat de genitaliën groter worden.
Omgeving met weinig voedsel
Overleving
Grote genitaliën vergen veel energie. Groot geschapen mannetjes hebben het daardoor zwaarder.
Voortplanting
Er blijven in het bestand met name mannetjes over met kleine genitaliën, die verreweg de meeste vrouwtjes bevruchten.
Resultaat
Mosselkreeftjes met grote geslachtsorganen sterven uit en die met kleine overleven.
Grootste zaadcellen winnen
Door seksuele selectie kan een soort dus uitsterven, maar volgens een ander nieuw onderzoek kan deze selectie ook leiden tot meer variatie in soorten.
De wetenschappers keken naar de rietkikkersfamilie, die ruim 200 soorten omvat en waarbij de mannetjes andere kleuren hebben dan de vrouwtjes. Op basis van het DNA reconstrueerden de onderzoekers het evolutionaire verloop van de kleurverschillen tussen de seksen, en ze vonden een verband tussen de ontwikkeling van kleuren en de diversiteit in soorten.
Geslachten waarvan de seksen verschillend gekleurd waren, hadden twee keer zo veel variatie als andere geslachten.
De diversiteit van de soorten komt ook terug in het seksuele gedrag, waarin twee belangrijke processen te onderscheiden zijn. Bij het ene proces vechten de mannetjes met elkaar, bij het andere kiest het vrouwtje zelf haar partner op grond van zijn uiterlijk.
Bij beide vormen van selectie worden de beste eigenschappen geselecteerd, want als edelherten bijvoorbeeld vechten om de gunst van een vrouwtje, worden telkens de grootste, sterkste geweien overgeërfd.
De mosselkreeft kent ook competitie, maar in plaats van bloederige gevechten strijden de mannetjes tegen elkaar met hun sperma. Gedreven door de seksuele selectie heeft de mosselkreeft de grootste zaadcellen van het dierenrijk, die met een lengte van tot 11,7 millimeter vier keer zo groot zijn als het dier zelf. Het mannetje met de grootste spermacellen geeft zijn genen door.
De zaadcellen van de mosselkreeft liggen opgerold in een speciale ruimte in de zaadleider.
Bij pauwen kiest het vrouwtje op basis van de verenpracht, die duidt op een gezond mannetje dat weet hoe het moet overleven. Daarmee is de pauw een typisch voorbeeld van het andere soort selectie.
Het dier heeft een extreme vorm van seksuele selectie doorlopen: Fisherian runaway. Hierbij wordt het extravagante uiterlijk van mannetjes verklaard door de consequente keuze van de vrouwtjes. Want zet twee mannetjespauwen naast elkaar en het vrouwtje kiest altijd die met de mooiste, grootste tooi.
Op tijd ingrijpen
In het geval van de mosselkreeft staat vast dat extreme nadruk op seksuele selectie de levensduur van de soorten verkort. De wetenschap wil dit afschrikwekkende voorbeeld en seksuele selectie nu inzetten om bedreigde soorten te redden.
Als er een vergelijkbare relatie bestaat bij andere soorten, hebben de onderzoekers mogelijk een fundamenteel verband ontdekt tussen extreme geslachtsverschillen en het risico op extinctie. Daardoor leren we niet alleen meer over de evolutie en de principes die eraan ten grondslag liggen, maar krijgen biologen ook meer inzicht in wat soorten bedreigt.
Met die informatie kunnen ze de potentiële bedreiging van soorten eerder aan zien komen en een reddingsplan in werking stellen voordat het te laat is.