Voortplanting

Twee manieren van voortplanten

Elk organisme doorloopt een levenscyclus: van ontstaan tot voortplanting, waarna de reeks opnieuw begint.

Bij ongeslachtelijke voortplanting komt de nakomeling van één ouder en is hij erfelijk identiek. Dat gaat snel en kost weinig, maar levert geen variatie op — bij een veranderende omgeving is dat een risico, want wat de een niet overleeft, overleeft niemand.

Bij geslachtelijke voortplanting versmelten twee gameten en krijgt de nakomeling een nieuwe combinatie van eigenschappen. Dat is trager en kostbaarder, maar het levert precies de variatie waarop selectie kan aangrijpen.

Waar de variatie vandaan komt

Bij ongeslachtelijke voortplanting ontstaat geen nieuwe variatie: de nakomelingen zijn kopieën van hun enige ouder, en alleen mutaties brengen daar verandering in. Prokaryoten vullen dat aan door los DNA uit hun omgeving op te nemen en plasmiden aan elkaar door te geven, ook aan een andere soort.

Bij geslachtelijke voortplanting komt de variatie uit drie bronnen. Tijdens de meiose worden de chromosomenparen willekeurig over de gameten verdeeld, en wisselen homologe chromosomen door crossing-over stukken met elkaar uit. Daarna is het toeval welke van de miljoenen zaadcellen die ene eicel bereikt.

Het resultaat is dat elke nakomeling een unieke combinatie krijgt van allelen die al bestonden. Nieuwe allelen levert voortplanting niet op; die komen alleen uit mutatie. Wat voortplanting doet, is ze telkens opnieuw schudden.

Gameten, meiose en bevruchting

Lichaamscellen zijn diploïd: twee sets chromosomen, één van elke ouder. Gameten zijn haploïd en hebben er één. Zonder die halvering zou het aantal chromosomen elke generatie verdubbelen.

De halvering gebeurt bij de meiose: twee delingen achter elkaar maken uit één cel vier haploïde cellen, elk met een andere combinatie allelen. Mitose doet iets anders — die levert twee identieke dochtercellen en zorgt voor groei en herstel.

Bij de man worden alle vier de cellen een spermacel: klein en beweeglijk, weinig meer dan een kern met een staart. Bij de vrouw gaat vrijwel al het cytoplasma naar één eicel; de rest verdwijnt als poollichaampjes. Die eicel rijpt in een follikel, en wat er na de eisprong van dat blaasje overblijft wordt het gele lichaam.

Bij de bevruchting versmelten beide kernen tot een diploïde zygote, die meteen begint aan de klievingsdelingen.

Van zygote tot geboorte

De zygote deelt zich al in de eileider, terwijl hij naar de baarmoeder zakt. Daar nestelt het klompje cellen zich in het slijmvlies in.

Tijdens de embryonale ontwikkeling worden alle organen aangelegd. Cellen delen niet alleen, ze differentiëren ook: hun plaats in het geheel bepaalt welke genen aan gaan en dus wat ze worden. Juist in deze weken is een embryo gevoelig voor alcohol, medicijnen en infecties. Vanaf ongeveer negen weken heet het een foetus, en gaat het vooral om groeien en rijpen.

De uitwisseling loopt via de placenta. Daarin stroomt het bloed van moeder en kind vlak langs elkaar zonder te mengen: zuurstof, voedingsstoffen en antistoffen gaan naar het kind, koolstofdioxide en afvalstoffen de andere kant op. Dat de bloedsomlopen gescheiden blijven voorkomt afweerreacties en te hoge druk in de vaatjes van het kind.

De voortplantingsorganen

De voortplantingsorganen maken gameten, brengen ze bij elkaar en dragen bij de vrouw de zwangerschap. Het zijn primaire geslachtskenmerken: al bij de geboorte aanwezig en rechtstreeks met de voortplanting verbonden.

Bij de vrouw rijpen de eicellen in de eierstokken. De eileider vangt de vrijgekomen eicel op en voert hem met trilhaarcellen naar de baarmoeder; in het eerste stuk van die buis vindt de bevruchting plaats. De baarmoeder heeft een dikke spierwand en een slijmvlies waarin een embryo zich innestelt. De vagina ontvangt het sperma en is bij de bevalling het geboortekanaal. De clitoris speelt bij de opwinding een rol, bij de bevruchting niet.

Bij de man vormen de teelballen zaadcellen en testosteron. Ze liggen buiten de buikholte, omdat de zaadcelvorming een iets lagere temperatuur nodig heeft. De penis brengt het sperma naar binnen.

Hormonen en de menstruatiecyclus

De voortplanting draait op hormonen uit de hypofyse en de geslachtsklieren. FSH laat bij de vrouw een follikel rijpen, en die follikel geeft oestrogeen af, waardoor het baarmoederslijmvlies aangroeit. Een piek van LH lokt de eisprong uit en maakt van het lege blaasje het gele lichaam, dat progesteron produceert. Progesteron houdt het slijmvlies geschikt voor innesteling en remt tegelijk FSH en LH, zodat er geen tweede eisprong komt.

Blijft bevruchting uit, dan verdwijnt het gele lichaam, zakken de hormoonwaarden en wordt het slijmvlies afgestoten: de menstruatie. Bij een zwangerschap houdt HCG uit het embryo het gele lichaam juist in stand.

Bij de man stuurt testosteron de zaadcelvorming aan. Beide geslachtshormonen brengen in de puberteit de secundaire geslachtskenmerken tot ontwikkeling. Anticonceptie grijpt op deze regelkring in, of houdt de zaadcellen tegen.

Ingrijpen in de voortplanting

De techniek reikt ver. Bij kunstmatige inseminatie wordt sperma in de baarmoeder gebracht, waarna de bevruchting gewoon in het lichaam gebeurt. Bij in-vitrofertilisatie vindt de bevruchting in een schaaltje plaats en wordt een embryo teruggeplaatst. Bij ICSI gaat één zaadcel met een naald rechtstreeks de eicel in. Klonen gaat het verst: een lichaamscelkern in een eicel zonder kern levert een erfelijk identiek individu.

Over wat daarvan mag lopen de standpunten uiteen. Een biologisch argument steunt op vakkennis en gegevens: hoe groot is de slaagkans, wat betekent het voor erfelijke aandoeningen, wat doet het met de variatie in een populatie.

Een ethisch argument gaat over goed en kwaad en volgt niet uit metingen: welke status heeft een embryo, wie beslist over restembryo's, mag je een dier klonen voor onderzoek. Een goed onderbouwd standpunt gebruikt allebei.