Warum das menschliche 1:1-Geschlechterverhältnis gilt – und was Fisher’s Prinzip damit zu tun hat

Wir wissen, dass Jungen und Mädchen in etwa gleich häufig geboren werden. Aber wie – und weshalb – kommt dieses 1:1-Geschlechterverhältnis zustande?

Eine neue Studie durchforstet riesige Human-Datensätze nach Genvarianten, die das 1:1-Verhältnis zwischen den Geschlechtern aus dem Gleichgewicht bringen, und prüft dabei biologische sowie theoretische Regeln zur Sexratio.

Was erzeugt das 1:1-Geschlechterverhältnis?

Frühe Naturforscher schrieben es einer göttlichen Vorsehung zu, die sicherstelle, dass „jedes Männchen sein Weibchen haben sollte“.

Heute ist klar, dass Sexualchromosomen das Geschlecht festlegen. Frauen besitzen zwei X-Chromosomen; Männer haben ein X und ein männchenspezifisches Y.

Auf dem Y-Chromosom liegt das männlichkeitsbestimmende Gen SRY. Es stößt die Entwicklung eines Zellwulstes in Richtung Hoden an. Der embryonale Hoden produziert männliche Hormone, die den Embryo auf eine Entwicklung zum Jungen lenken. Fehlt SRY, wird stattdessen ein alternativer Entwicklungsweg aktiviert, der zur Ausbildung eines Eierstocks führt – der Embryo entwickelt sich zum Mädchen.

Das 1:1-Verhältnis ergibt sich daraus, wie X- und Y-Chromosomen auf Spermien und Eizellen verteilt werden. In unseren Körperzellen liegen zwei Chromosomensätze vor, die zusammen unser Genom bilden – je ein Satz stammt von jedem Elternteil.

Eine besondere Form der Zellteilung erzeugt Spermien und Eizellen mit nur einem Chromosomensatz, damit die befruchtete Eizelle anschließend wieder über zwei Sätze verfügt (einen vom Spermium, den anderen von der Eizelle).

Spermien erhalten somit jeweils eine einzelne Kopie jedes Chromosoms – und bei den Geschlechtschromosomen genau eines: entweder ein X oder ein Y. XX-Frauen bilden Eizellen mit einem einfachen Chromosomensatz, die durchweg ein X tragen.

Bei der Befruchtung entscheidet das vom Spermium eingebrachte Geschlechtschromosom über das Geschlecht des Kindes. Embryonen, die von der Mutter ein X und vom Vater ebenfalls ein X erhalten, werden zu XX-Mädchen. Embryonen, die ein Y-tragendes Spermium bekommen, entwickeln sich zu XY-Jungen.

Daraus folgt: Ein 1:1-Verhältnis von X- zu Y-tragenden Spermien sollte ein 1:1-Verhältnis von XX-Mädchen zu XY-Jungen hervorbringen.

Variation des Geschlechterverhältnisses

Im Tierreich gibt es jedoch zahlreiche Abweichungen vom 1:1-Verhältnis. Manche genetischen Mutationen unterlaufen die geordnete Trennung von X und Y, oder sie führen dazu, dass männliche oder weibliche Embryonen bevorzugt absterben.

Warum sollte das Geschlechterverhältnis überhaupt bei 1:1 „festgenagelt“ sein? Schließlich können wenige Männchen die Eizellen vieler Weibchen befruchten.

Tatsächlich sind bei vielen Tieren ungleiche Sexratios eher die Regel als die Ausnahme. So bringt das mausgroße Beuteltier Antechinus stuartii nur 32% Männchen hervor – selbst dann, wenn man direkt bei der Geburt misst (es liegt also nicht daran, dass männliche Jungtiere häufiger sterben).

Bei vielen Vogelarten weicht das Geschlechterverhältnis deutlich von 1:1 ab, und teils gibt es sehr spezifische Anpassungen mit erkennbarem ökologischem Nutzen. So ist beim zweiten Kookaburra-Küken, das als Nachzügler geringere Überlebenschancen hat, häufiger das Geschlecht weiblich – dasjenige, das am ehesten überlebt.

Hinzu kommen Systeme mit nichtstandardmäßigen Geschlechtschromosomen. Polare Säugetiere und ungewöhnliche Nagetiere sind etwa für Konstellationen bekannt, in denen ein mutiertes X-Chromosom SRY unterdrückt und dadurch fruchtbare XY-Weibchen entstehen – oder in denen eine veränderte Version von SRY nicht funktioniert.

In solchen Arten überwiegen Weibchen, was für Säugetiere plausibel ist, die ihr gesamtes Fortpflanzungsgeschäft in einem kurzen Sommer erledigen müssen.

Insekten treiben es auf die Spitze. Ein extremes Beispiel ist eine Milbenart, die ein Verhältnis von 15 Weibchen zu 1 Männchen erzeugt. Bei vielen Fruchtfliegenarten tragen 95% der Spermien ein X-Chromosom, sodass der Nachwuchs überwiegend weiblich ist.

Warum gilt beim Menschen ein 1:1-Geschlechterverhältnis? Fishers Prinzip

Wenn Sexratios so formbar sein können, weshalb haben Menschen (und die meisten Säugetiere) dann ein 1:1-Verhältnis? Der britische Statistiker Ronald Fisher argumentierte, das Verhältnis reguliere sich selbst und neige zu 1:1 – sofern keine evolutiven Kräfte gezielt Verzerrungen begünstigen.

Die Logik dahinter ist unkompliziert: Weil jedes Kind eine Mutter und einen Vater hat, erzielen Eltern des selteneren Geschlechts mehr Enkelkinder als Eltern des häufigeren Geschlechts.

Wenn etwa Männchen selten sind, hinterlassen Eltern, die zufällig mehr Söhne als Töchter bekommen, im Schnitt mehr Enkelkinder als Eltern mit mehr Töchtern als Söhnen. Dadurch erhalten Gene, die häufiger zur Geburt von Söhnen führen, einen Vorteil – bis wieder Parität erreicht ist.

Lassen sich beim Menschen also messbare und vererbbare Abweichungen vom 1:1-Verhältnis innerhalb von Familien erkennen – bezogen auf Söhne und Töchter? Und gibt es im Sinne von Fishers Prinzip Hinweise darauf, dass starke evolutive Effekte das menschliche Geschlechterverhältnis in der Population auf 1:1 begrenzen?

In der in dieser Woche veröffentlichten neuen Studie haben die Forschenden Siliang Song und Jianzhi Zhang von der University of Michigan große britische Human-Datensätze äußerst umfassend ausgewertet – und kamen zu einem klaren Ergebnis: nein.

Sie fanden zwar zwei genetische Varianten, die das Geschlechterverhältnis beeinflussten, doch offenbar wurden diese Effekte nicht innerhalb von Familien weitergegeben.

Weshalb hält sich der Mensch dann dennoch an die 1:1-Regel? Denkbar ist, dass es sich um ein statistisches Artefakt handelt: Da einzelne Familien relativ wenige Kinder haben, können selbst deutliche Abweichungen vom 1:1-Verhältnis über viele Familien hinweg wieder „ausgemittelt“ werden.

Einige Familien tragen Varianten, die eher zu mehr Söhnen als Töchtern führen, während andere Familien eher mehr Töchter als Söhne bekommen. Die Analyse von Song und Zhang deutet darauf hin, dass gerade diese starke Variabilität es erschwert, einen systematischen Bias nachzuweisen.

Eine weitere Möglichkeit: Beim Menschen könnten besondere evolutive Einschränkungen wirken. Vielleicht erzeugt die menschliche Tendenz zur Monogamie zusätzlichen Selektionsdruck, sich im Sinne von Fishers Prinzip an 1:1 zu halten – in einer Weise, die bei anderen Tierarten so nicht greift.

Wie auch immer die Erklärung letztlich ausfällt: Die Arbeit von Song und Zhang wirft zahlreiche spannende Fragen auf und dürfte weitere Forschung zu der alten und faszinierenden Frage anregen, warum beim menschlichen Geschlechterverhältnis Parität herrscht.

Jenny Graves, Distinguished Professor of Genetics and Vice Chancellor's Fellow, La Trobe University, und Arthur Georges, Distinguished Professor, Centre for Conservation and Ecology Genetics, University of Canberra

Dieser Artikel wurde aus The Conversation unter einer Creative-Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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