seks&dood
Dik Brummel in gesprek met Johan van der Dennen
Uit evolutiebiologisch oogpunt is leven van meercellige organismen een seksueel overdraagbare aandoening die onvermijdelijk leidt tot de dood.
Lynn Margulis, Amerikaanse celbiologe, was een van de eersten die in de jaren zeventig een oude hypothese overtuigend kon onderbouwen, namelijk dat de cellen van eukaryotische organismen zijn opgebouwd met ‘ingevangen’ micro-organismen. Eukariotische organismen (alle planten en dieren die we kennen) bestaan uit cellen die een celkern hebben. Dit in tegenstelling tot bacteriën, die geen celkern hebben, en die ook wel ‘prokarioten’ genoemd worden. De cellen waar wij uit bestaan, bevatten dus een celkern. Daarin bevindt zich het erfelijk DNA verdeeld over 23 chromosomenparen. Verder bestaat de inhoud van de cel uit allerlei structuren, zoals mitochondriën die voor de energievoorziening zorgen. Bij planten zitten er o.a. chloroplasten in de cel die licht opvangen en kooldioxide en water omzetten in zuurstof en suiker (fotosynthese).
Symbiose 
Wat Margulis nu aantoonde was dat die mitochondriën en chloroplasten en allerlei andere kleine organismen in de cel oorspronkelijk vrij levende bacteriën waren. Op een gegeven moment in de evolutie ontstonden er samenlevingsverbanden tussen die bacteriën en de grotere cellen. Bacteriën en cel profiteerden allebei van deze samenleving of symbiose, en de combinatie van gastheer en parasiet co-evolueerde verder als een eenheid. Afvalstoffen van de gastheercel dienden als voedsel voor de mitochondriën, en de gastheercel verkreeg energie uit de stofwisseling van de mitochondriën. De nakomelingen van deze winnende combinatie evolueerden later in de evolutie tot complexe en hogelijk geïntegreerde, nieuwe organismen, planten en dieren, waaronder wijzelf.
Celdood
Lynn Margulis was ook een van de eersten die een verband legde tussen seks en de dood. Bij eencellige organismen is er eigenlijk geen sprake van dood. Je kunt bacteriën wel ‘doodmaken’, maar ze kunnen niet zelf sterven. Geprogrammeerde celdood komt alleen bij meercellige organismen voor. Samen met haar zoon Dorion Sagan schreef Margulis een aantal boeken die ik van harte kan aanbevelen aan iedereen die geïnteresseerd is in evolutiebiologie. Haar boek What is Sex? bijvoorbeeld, dateert uit 1997.
Hoe ongelooflijk het ook moge klinken: de dood van cellen en organismen is in de loop van de evolutie ontstaan. Lichamen werden ‘uitgevonden’ door en voor genen. Seks werd ‘uitgevonden’ door en voor genen; de dood werd ‘uitgevonden’ door en voor genen.
Omhulsel
De prijs die wij betalen voor het feit dat we ons seksueel voortplanten is lichamelijke aftakeling en de dood. Zoals Margulis & Sagan het ietwat dramatisch uitdrukken: “Het lichaam is een soort omhulsel dat achteloos wordt weggegooid door de geslachtscellen, die elke generatie weer een nieuw lichaam produceren om in te overleven.
Wij zijn geneigd te denken dat een ei het middel is waarmee de kip nieuwe kippen maakt, maar vanuit evolutiebiologisch perspectief is het net andersom: de kip is het middel waarmee het ei nieuwe eieren maakt. Het lichaam is immers, in dit perspectief, niet meer dan een tijdelijke overlevingscapsule voor de potentieel onsterfelijke genen.
Blauwdruk
De genen vormen de blauwdruk van het leven, maar ook van de dood. Ze bouwen ons op van een eencellige tot een volwassen (seksueel rijp) individu en laten ons vervolgens aftakelen. Onze lichaamscellen kunnen zich slechts een beperkt aantal malen delen. Hoe vaak hangt af van de functie van de cel. Het was de Britse geneticus Sir Ronald Fisher die vijfenzestig jaar geleden op het idee kwam om aftakeling te verklaren uit de nadelige bijwerkingen van genen die op jeugdige leeftijd nuttige dingen doen. Deze nuttige dingen zijn alle eigenschappen die ertoe bijdragen dat de genen worden gekopieerd naar levensvatbare afstammelingen van het organisme. De genen kunnen het zich veroorloven om het oude organisme af te laten takelen zodra ze zijn overgestapt naar zijn nakomelingen.
Aftakelingsverschijnselen mogen niet meegenomen worden naar een volgende generatie. Dat is een probleem voor planten en dieren die nakomelingen produceren die exacte kopieën zijn van hun lichaamscellen. Als hun cellen niet het vermogen zouden hebben om zich eeuwig te blijven delen en vrije radicalen af te breken, dan zouden de klonen na vele generaties uiteindelijk niet meer levensvatbaar zijn.
Potentieel
Onze genen laten jonge lichaamscellen beter functioneren ten koste van aftakelingsverschijnselen op latere leeftijd, omdat ze onze lichaamscellen niet nodig hebben om van generatie op generatie te springen. Daar hebben ze onze geslachtscellen voor en die moeten vrij van aftakelingsverschijnselen worden gehouden zodat iedere generatie met een schone lei kan beginnen. We kunnen nu ook verklaren waarom die ene dier- of plantensoort langer leeft dan de andere, wanneer het verval inzet en hoe snel het verloopt. Het gaat er allemaal om hoeveel tijd de genen normaal gesproken nodig hebben om te ontsnappen naar een nieuwe overlevingscapsule.
Een kernbegrip dat we hier gebruiken is ‘reproductief potentieel’. Het reproductief potentieel is op zijn hoogst wanneer een plant of dier de jeugdfase heeft overleefd en eraan toe is om zijn genen door te geven. Tot op dat ogenblik is van aftakeling nog geen sprake. Genen die hun drager nadeel berokkenen voordat deze begonnen is zijn erfelijk materiaal aan een volgende generatie door te geven, sterven immers uit. Naarmate het individu verder is gevorderd met het verzekeren van de overlevingskansen van zijn erfelijk materiaal, door nakomelingen te produceren of familieleden te helpen, wordt de selectiedruk tegen aftakelingsgenen kleiner. Daarom begint de aftakeling wanneer het organisme zijn reproductief potentieel begint te realiseren.
Hayflick-getal
Margulis & Sagan wijzen erop dat ook andere verschijnselen een belangrijke rol spelen bij het begrijpen van aftakeling en dood, zoals bijvoorbeeld de geprogrammeerde celdood die, in tegenstelling tot celdood door afsterving, geëvolueerd is ten dienste van de ontwikkeling van het embryo. Een ander verschijnsel is dat als cellen eenmaal gedifferentieerd en gespecialiseerd zijn, ze zich niet meer dan een bepaald aantal keren delen (het Hayflick-getal). Daarna is het afgelopen. Margulis: “Op het niveau van de cel is seks al zevenhonderd miljoen jaar met de dood verbonden.”
En hiermee ben ik aan het eind van deze serie artikelen weer terug bij de gedachte waarmee ik begon: de evolutiebiologie kijkt anders naar seks dan wij in het dagelijkse leven doen.