Geschlechtsunterschiede und sexuelle Vorlieben sind häufig ein Gesprächsthema. Woher kommen die Unterschiede zwischen Männern und Frauen? Sind sie trivial oder tiefgreifend? Sind sie genetisch oder umweltbedingt, oder beides?
Einige Menschen behaupten, dass Männer genetisch enger mit männlichen Schimpansen verwandt sind als mit Frauen. Andere verwerfen die Geschlechtsunterschiede, weil sie durch ein einziges Gen, SRY genannt, auf dem Y-Chromosom bestimmt werden.
Aber der Schlüssel zu den Unterschieden zwischen Männern und Frauen – und Schimpansen – liegt nicht nur in der Anzahl ihrer unterschiedlichen Gene, sondern auch darin, was diese Gene bewirken.
Ein wenig Hintergrund
Lassen Sie mich zunächst etwas über Gene und Chromosomen erklären. Säugetiere (eigentlich alle Wirbeltiere) haben so ziemlich die gleiche Sammlung von etwa 20.000 Genen. Jedes dieser Gene ist ein kurzer Abschnitt der DNA, dessen Basensequenz in RNA kopiert und dann in ein Protein übersetzt wird.
Unsere 20.000 Gene sind auf etwa einem Meter DNA (dem Genom) angeordnet, das in kleinere Stücke zerlegt ist, die wir unter dem Mikroskop als Chromosomen sehen können, wenn sie sich zur Teilung aufrollen. Die Basensequenz der Gene kann sich von Mensch zu Mensch geringfügig und von Spezies zu Spezies stark unterscheiden.
Wir alle haben zwei Kopien des Genoms, eine von der Mutter und eine vom Vater, so dass es von jedem Chromosom zwei Kopien gibt – außer bei den Geschlechtschromosomen. Frauen haben zwei X-Chromosomen. Männer haben ein einziges X (von der Mutter) und das männerspezifische Y (vom Vater). Die genetischen Unterschiede zwischen Männern und Frauen liegen in diesen Geschlechtschromosomen.
Das X trägt mehr als 1.000 Gene. Aber das Y hat nur 45, die alles sind, was von einem einst gewöhnlichen Chromosomenpaar übrig geblieben ist, das sich zu X und Y differenziert hat. Eines dieser 45 Y-getragenen Gene (SRY) bestimmt, dass sich ein Baby mit XY-Chromosomen als Junge entwickeln wird.
Aber das Y-Chromosom ist nicht ganz männerspezifisch; 24 Gene in seinem obersten Teil werden mit dem X geteilt. Es ist unwahrscheinlich, dass sie Unterschiede verursachen, weil sie in beiden Geschlechtern vorhanden sind.
Unterschiede und das Y-Chromosom
Der Rest des Y-Chromosoms hat im Laufe von 150 Millionen Jahren Evolution die meisten seiner Gene verloren. Ein paar halten sich noch, aber sie sind durch Mutation tödlich geschädigt, so dass wir diese inaktiven “Pseudogene” nicht zählen können. In der Tat gibt es nur 27 aktive proteinkodierende Gene auf dem männlich-spezifischen Teil des Y, obwohl mehrere in mehreren Kopien vorhanden sind (von denen die meisten inaktiv sind).
Auch können wir nicht alle 27 zählen, denn mindestens 17 haben auch Kopien auf dem X-Chromosom. Die meisten dieser 17 bleiben ihrem ursprünglichen Zweck treu, unterstützt durch ihre X-Kopie. Nur drei sind divergiert, um männerspezifische Eigenschaften zu erlangen, wie z. B. die Herstellung von Spermien.
Die übrigen zehn Gene auf dem menschlichen Y-Chromosom haben keine Kopie auf dem X-Chromosom. Sie sind männerspezifisch, könnten also zu den Unterschieden zwischen Männern und Frauen beitragen. Einige von ihnen waren ursprünglich Kopien von Genen auf dem X, haben sich aber weit von ihrer ursprünglichen Funktion entfernt und männerspezifische Aufgaben übernommen. Drei entstanden als Kopien von Genen auf anderen Chromosomen, die für männliche Funktionen wichtig waren.
Die Gesamtzahl der Gene, die Männer besitzen und Frauen fehlen, könnte also nur 13 (und nicht mehr als 27) von insgesamt 20 000 menschlichen Genen betragen. Dieser Anteil entspricht eindeutig nicht dem angeblichen genomischen Unterschied von 4 % zwischen Männern und männlichen Schimpansen.
‘Junk-DNA’ auf dem Y
Ein großer Teil der DNA des Y-Chromosoms kodiert nicht für Proteine und wurde als Junk-DNA betrachtet, also als Sequenzen, die von alten Viren übrig geblieben sind und viele Male wiederholt wurden. Aber in diesem Müll sind Sequenzen versteckt, die in lange RNA-Moleküle kopiert, aber nicht in Proteine übersetzt werden.
Wir entdecken immer mehr dieser nichtcodierenden Gene, von denen einige bei allen Wirbeltieren gleich geblieben sind und vermutlich eine Funktion haben. Zumindest einige nicht-kodierende Y-Gene könnten eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Geschlechtsdifferenzierungsgenen spielen, obwohl dies noch nicht nachgewiesen wurde.
Noch faszinierender sind neue Hinweise darauf, dass sich unter der Junk-DNA auf dem Y-Chromosom des Bullen Sequenzen befinden, die das Verhältnis von Spermien, die das Y-Chromosom tragen, verzerren und so die Geburt männlicher Kälber begünstigen. Wenn diese Sequenzen gelöscht werden, kehrt sich die Schieflage um und begünstigt weibliche Kälber.
Das deutet darauf hin, dass auch das X-Chromosom über einige Tricks verfügt, um bevorzugt in Spermien zu gelangen. Es scheint, als gäbe es im Genom jedes Säugetiers ein Wettrüsten zwischen diesen “sexuell antagonistischen” Genen, die sich gegenseitig bekämpfen. Es gibt viele sexuell antagonistische Gene, möglicherweise auch “schwule Gene”, die die Partnerwahl beeinflussen.
X-Gene und Geschlechtsunterschiede
Ein selten erkannter Unterschied zwischen den Genomen von Männern und Frauen ist die unterschiedliche Kopienzahl der mehr als 1.000 proteinkodierenden Gene auf dem X-Chromosom. Bei Frauen gibt es davon zwei Kopien, bei Männern eine.
Die Unterschiede in der X-Gendosierung wurden ignoriert, weil sie angeblich durch einen Mechanismus ausgeglichen wurden, der alle Gene auf dem gesamten weiblichen X-Chromosom zum Schweigen bringt. Dieser Mechanismus, der als X-Chromosomen-Inaktivierung bekannt ist, bringt das eine oder andere X in den Zellen des Embryos zum Schweigen, und dieses Silencing wird in Zellgruppen des Erwachsenen weitergegeben.
Dieses “epigenetische” Silencing verändert nicht die Basensequenz der DNA. Aber es verändert die Art und Weise, wie die DNA an andere Moleküle bindet, so dass sie nicht in RNA kopiert werden kann und somit kein Proteinprodukt erzeugt.
Jetzt wissen wir, dass mehr als 150 Gene auf dem menschlichen X-Chromosom – aber nicht auf dem Maus-X-Chromosom – der Inaktivierung entgehen. Und unabhängig vom Geschlecht hat die Anzahl der X-Chromosomen tief greifende Auswirkungen auf einige grundlegende Stoffwechselwege wie die Fett- und Kohlenhydratsynthese, die möglicherweise den Geschlechtsunterschieden in der Anfälligkeit für viele Krankheiten zugrunde liegen. Mäuse, die zwei X-Chromosomen haben, sind beispielsweise dicker als Mäuse mit nur einem, selbst wenn sie so verändert wurden, dass sie männlich sind.
Durch diese 150 “entlaufenen” X-Gene kommen wir auf etwa 163 Gene, die entweder männerspezifisch sind oder in unterschiedlichen Dosen bei Männern und Frauen aktiv sind.
Was die verschiedenen Gene bewirken
Es ist naiv zu glauben, dass diese 163 Gene alle den gleichen Einfluss haben. Einige werden für Proteine kodieren, die für das Leben oder das Geschlecht entscheidend sind. Andere haben vielleicht nur eine geringe oder gar keine sichtbare Auswirkung.
Tatsächlich sind die Auswirkungen zumindest einiger dieser 163 Gene tiefgreifend. Das männlich bestimmende SRY-Gen zum Beispiel setzt eine Kaskade von Dutzenden von Genen in Gang, die während der Hoden- oder Eierstockentwicklung entweder bei männlichen Embryonen aktiviert oder bei weiblichen Embryonen deaktiviert werden.
Die meisten dieser Gene befinden sich nicht auf den Geschlechtschromosomen, so dass sie bei beiden Geschlechtern vorhanden sind. Aber sie sind in unterschiedlichem Ausmaß – oder zu unterschiedlichen Zeiten oder in unterschiedlichen Geweben – bei Männern und Frauen aktiviert. Zählt man diese zusammen, kommt man auf einen genomischen Unterschied von über 1 % zwischen den Geschlechtern.
Die nachgeschalteten Auswirkungen von SRY sind zudem viel tiefgreifender als nur die Bestimmung der Hoden. Männliche Hormone, wie Testosteron, werden von den embryonalen Hoden synthetisiert und haben weitreichende Auswirkungen auf den gesamten sich entwickelnden Körper. Androgene schalten Hunderte (vielleicht Tausende) von Genen ein, die die männlichen Genitalien, das männliche Wachstum, die Haare, die Stimme und Elemente des Verhaltens bestimmen.
Wenn wir diese Gene zählen, kommen wir auf etwa 800 von 20.000 menschlichen Genen, was eher den 4 % Unterschied zwischen Männern und männlichen Schimpansen entspricht.
Menschen und Schimpansen
Dieser oft zitierte Unterschied ist jedoch ein Durchschnittswert für das gesamte Genom, von dem nur eine Minderheit aus Genen besteht, die für Proteine kodieren. Er sagt wenig darüber aus, welche genetischen Unterschiede wichtig sind.
Viele offensichtliche Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen, wie z.B. die Behaarung und vielleicht sogar die Sprache, können auf winzige Veränderungen in einem oder wenigen Genen zurückzuführen sein. Unterschiede im Timing oder kleine regulatorische Unterschiede können massive Auswirkungen auf Wachstum und Entwicklung haben.
Es ist naiv zu behaupten, dass es keine tiefgreifenden genetischen und epigenetischen Unterschiede zwischen den Geschlechtern gibt. Aber wir werden die Frage, wie weitreichend die biologischen Unterschiede sind, nicht allein durch das Zählen von Genunterschieden klären können. Die Art und Weise, wie diese Gene reguliert werden, und ihre nachgeschalteten Effekte machen den Unterschied zwischen Männern und Schimpansen oder Männern und Frauen aus.