Biologie - Evolutionsbiologie

Warum es biologisch zwei Geschlechter gibt

Biologisch wird das Geschlecht eines Lebewesens nicht durch Aussehen oder Verhalten definiert, sondern durch die Art der Fortpflanzungszellen (Gameten), die es produziert. Und davon gibt es bei geschlechtlicher Fortpflanzung nur zwei Typen.

Große, unbewegliche Gameten + Kleine, bewegliche Gameten Eizellen (weiblich) sind groß und nährstoffreich, Spermien (männlich) sind klein und beweglich - diese Zweiteilung nennt man Anisogamie
Eizelle Spermien

Eine einzelne Eizelle ist tausendfach größer als ein einzelnes Spermium - dieser Größenunterschied ist die biologische Grundlage der Geschlechter.

💬 Mia fragt Opa Theo

Mia

Warum genau zwei Geschlechter und nicht drei oder vier? Mehr Vielfalt bei der Fortpflanzung klingt doch erstmal nicht schlecht.

Opa Theo

Gute Frage - Biologen haben genau das mit Evolutionsmodellen durchgerechnet. Ganz am Anfang der Evolution waren alle Gameten gleich groß. Doch dabei gab es zwei konkurrierende Erfolgsstrategien: entweder viele winzige, bewegliche Gameten produzieren, die möglichst viele andere Gameten erreichen - oder wenige große Gameten mit viel Nährstoffvorrat, die dem Nachwuchs einen guten Start sichern.

Mia

Und warum hat sich dann nicht eine mittlere Größe als Kompromiss durchgesetzt?

Opa Theo

Weil mittelgroße Gameten bei beidem verlieren: Sie sind zu groß und langsam, um viele Partner zu erreichen, aber zu klein, um dem Nachwuchs genug Nährstoffe mitzugeben. Die beiden Extreme - winzig-beweglich und riesig-nährstoffreich - waren evolutionär im Vorteil, deshalb haben sich am Ende genau diese zwei Strategien durchgesetzt und stabil gehalten. Das gilt für praktisch alle Pflanzen, Tiere und Pilze mit geschlechtlicher Fortpflanzung.

Mia

Ist das dann bei uns Menschen dasselbe wie bei den X- und Y-Chromosomen, die wir schon besprochen haben?

Opa Theo

Wichtige Unterscheidung: X und Y sind nur der Mechanismus, der beim Menschen festlegt, welcher Gametentyp entsteht - nicht das Geschlecht selbst. Andere Arten nutzen andere Mechanismen: Vögel und Schmetterlinge haben ein umgekehrtes System (ZW), bei manchen Reptilien entscheidet die Temperatur im Ei, und Clownfische können sogar im Laufe ihres Lebens die Rolle wechseln. Der Mechanismus unterscheidet sich stark - aber das Ergebnis ist fast überall dasselbe: Eizelle oder Spermium, nichts dazwischen.

Biologische Vielfalt innerhalb des Systems

Auch wenn es nur zwei Gametentypen gibt, kann sich die Entwicklung eines einzelnen Körpers auf viele Arten abspielen: Bei intergeschlechtlichen (intersexuellen) Menschen führen seltene Variationen in Chromosomen, Hormonen oder Entwicklung zu Körpermerkmalen, die nicht eindeutig in das übliche Muster passen. Das widerspricht nicht der Zweiteilung der Gametentypen, zeigt aber, dass die körperliche Entwicklung entlang dieses Systems variieren kann.

Wie das Geschlecht festgelegt wird

Dass es zwei Gametentypen gibt, sagt noch nichts darüber, wie bei einem einzelnen Lebewesen entschieden wird, welchen Typ es bildet. Da geht die Natur erstaunlich unterschiedliche Wege, und der Weg über Chromosomen ist nur einer davon.

Beim Menschen und den meisten Säugetieren entscheidet das XY-System: Zwei X-Chromosomen führen zur Bildung von Eizellen, ein X und ein Y zur Bildung von Spermien. Bei Vögeln und Schmetterlingen läuft es genau umgekehrt, dort heißt das System ZW - hier sind es die Weibchen, die zwei verschiedene Geschlechtschromosomen tragen. Bei vielen Reptilien gibt es überhaupt keine Geschlechtschromosomen. Bei Krokodilen und vielen Schildkröten entscheidet stattdessen die Bruttemperatur im Nest darüber, welche Gameten das Tier später bildet - wenige Grad Unterschied kehren das Ergebnis um. Bei manchen Ameisen und Bienen wiederum entsteht aus einem unbefruchteten Ei ein Tier mit einfachem Chromosomensatz, aus einem befruchteten eines mit doppeltem.

Wechsel im Laufe des Lebens

Manche Arten sind nicht ein Leben lang auf einen Gametentyp festgelegt. Viele Riffbarsche und Lippfische beginnen als Eizellenbildner und wechseln später zur Spermienbildung, wenn in der Gruppe kein großes Männchen mehr vorhanden ist - bei Clownfischen läuft es andersherum. Regenwürmer und viele Schnecken bilden sogar gleichzeitig beide Gametentypen und werden deshalb Zwitter genannt. Bei der Paarung befruchten sich zwei Tiere gegenseitig. Das ist praktisch, wenn man langsam ist und selten einen Partner trifft. Alle diese Fälle ändern nichts an der Grundfrage aus dem ersten Teil: Auch bei einem Zwitter gibt es genau zwei Sorten von Keimzellen, große unbewegliche und kleine bewegliche. Was sich unterscheidet, ist nur, wie viele Individuen welchen Typ produzieren und ob sie das gleichzeitig oder nacheinander tun.

Für die Biologie ist das ein wichtiger Punkt: Die Zweiteilung liegt bei den Keimzellen, nicht bei den Bauplänen für ganze Körper. Deshalb funktioniert die Definition über Gametentypen quer durch das Tier- und Pflanzenreich, während jede Definition über Aussehen, Chromosomen oder Verhalten schon bei der nächsten Tiergruppe wieder nicht passt.

Diese Erklärung beschränkt sich bewusst auf die biologische Definition über Gametentypen, wie sie in der Evolutionsbiologie verwendet wird - ein enges naturwissenschaftliches Konzept, das gesellschaftliche oder persönliche Fragen rund um Geschlecht nicht abdeckt.

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