Cinsiyetler hakkında düşündüğümüzde, aklımıza hemen iki biyolojik cinsiyet gelir: Dişi ve erkek. Ancak yumurta ve sperm hücrelerinin evriminden (cinsiyet hücrelerinin büyüklük ve biçiminin çeşitlenmeye başlamasından) önceki dönem için organizmalarda herhangi bir cinsiyet sınıflandırması yapma olanağı yoktur. Bu durum, çok sayıda mantargil, alg ve protozoa için bugün hâlâ geçerlidir. Cinsiyetler yerine, bu türlerde eşleşme tipleri (İng. mating types) vardır; yani cinsiyet hücreleri moleküler düzeyde farklı olsa da, anatomik olarak aynıdır. Ayrıca bu eşleşme tiplerinin çiftler hâlinde olması de gerekmez.

Örneğin Dictyostelium discoideum adlı sosyal amip türünde 3 farklı eşleşme tipi vardır. Bu tiplerin her biri, diğer iki tipten herhangi biriyle çiftleşebilir. Coprinellus disseminatus adlı beyaz şapkalı mantarda ise 143 ayrı eşleşme tipi çeşiti bulunur. Bu tiplerin de her biri, diğer 142 tipten herhangi biri ile çiftleşebilir. Tüylü, yelpaze biçimli bir mantar olan Schizophyllum commune türü ise 23.000'den fazla eşleşme tipi ile çıtayı daha da yükseltir; ama bu canlının çetrefilli üreme stratejisi dolayısıyla her tip, diğer her tip ile çiftleşemez.

Yine de canlı türlerinin çoğu, sadece 2 eşleşme tipine sahiptir. Bath Üniversitesi'nden araştırma görevlisi George Constable ile Zürih Üniversitesi'nden evrimsel canlıbilimci Hanna Kokko, bunun nedenini araştırmaya karar verdi. Haziran 2018'de Nature Ecology & Evolution adlı dergide yayımladıkları bir makalede, sadece üç temel ekolojik öğeye dayanarak, bir canlı türünde kaç tane eşleşme tipi belireceğini öngören bir model geliştirdiklerini duyurdular. Söz konusu ekolojik öğeler şunlar: Mutasyon hızı (yeni tipleri ortaya çıkarır), popülasyon büyüklüğü ve belki de en şaşırtıcısı olan çiftleşme frekansı. Ekibin yaptığı çalışma, bu tür organizmaların temel biyolojisi hakkında kavrayışlar sağlamanın yanı sıra, erkek ve dişi cinsiyetlerinin nihayetinde nasıl evrildiğini anlamamıza katkıda bulunuyor.

Çok sayıda bilimci, bir topluluğa ya da türe zararlı olabilecek davranışlara (aynı soydan çiftleşme gibi) bir engel olarak, canlılığın tarihinin erken dönemlerinde eşleşme tiplerinin evrildiğini düşünüyor. Eğer bir organizma uygun olmayan bir eşleşme tipi ile çiftleşirse (buna kendi eşleşme tipi de dahil), genellikle yavru oluşmaz.

Mantıksal olarak düşününce, bir türde ne kadar çok eşleşme tipi varsa, o kadar iyi gibi görünür. 2 tip olduğunda, herhangi bir birey için topluluğun sadece yarısı çiftleşilebilir olur. 3 tip olduğunda ise bu üçte ikiye çıkar ve eşleşme tipi sayısı arttıkça, bu oran artar. Bir mutasyon yeni bir tipin belirmesine yol açacak olursa, toplulukta kendine uyan bir eş aramakla uğraşmak yerine, kendinden başka herkesle çiftleşebilir olması, yavru sayısının daha hızlı artmasını sağlayabilirdi. "Sezgisel beklenti, eşleşme tipi sayısı binlerce olacak şekilde artarsa, bunun olması gerektiğidir," diyor Constable.

Şimdiye dek, eşleşme tiplerinin sayısının aşırı yükseldiği örneklere neden çok ender rastlandığına ilişkin hiptotezler, durağanlık göz önünde tutularak düşünülüyordu. Sadece iki tipe sahip olmak belki de daha iyi bir yoldur: Daha basit, daha verimli feromon-sinyalleme ağlarına ve ebeveyn hücreden yavru hücrelere organel geçişinde daha kolay bir ayıklama sistemine olanak tanır. Ama bu kuramlar, çok sayıda istisnayı açıklamıyordu.

Constable, "Bu türlerin her an çiftleştiğini varsaymakta olduğumuzun farkına vardım," diyor. Bu varsayım, popülasyonların nasıl evrileceği hakkındaki öngörülerinde devasa bir fark yaratıyordu. Çünkü çiftleşme olmadan geçen dönemlerde, eşleşme tipleri nötr bir özellik hâlindeydi: Şans eseri olan olaylar, bazı tiplerin baskınlığını ve çok sayıda başka tipin ortadan kaybolmasını dikte ediyordu.

Modele göre, üremek için çiftleşmeye nispeten daha fazla başvuran büyük topluluklarda, çok sayıda eşleşme tipi varlığını sürdürebilirken, daha ender çiftleşenlerde bu olanaklı değil. Constable ve Kokko, 2 çeşitten ibaret eşleşme tipini açıklamak için eşeyli üremenin ne kadar ender olması gerektiğini araştırdı ve çıkan sonuca bakılırsa çok çok ender olması gerekiyordu: Birkaç bin nesilde bir kez civarında.



"İlk başta biraz hayal kırıklığı yaşadım. Bu gerçekten çok düşük görünüyordu," diyor Constable. Ama o ve Kokko doğada bulunan örneklere baktıklarında, modellerinin öngörülerinin pek de kötü olmadığını gördüler. Münih Üniversitesi'nden evrimsel canlıbilimci Bart Nieuwenhuis, "İşin güzelliği burada," diyor. Nieuwenhuis, kendi laboratuvarında, iki eşleşme tipi olan bir türde, bu ikisiyle de yavru yapabilen üçüncü bir eşleşme tipi ortaya çıkarmaya çalışıyor ama henüz başarılı olamadı.

Amipler, mantarlar ve iki eşleşme tipine sahip diğer organizmalar oldukça ender çiftleşiyor ve çoğu zaman daha hızlı, daha az enerji gerektiren eşeysiz üreme yoluna gidiyorlar. Örneğin bazı maya türleri, her 1000 ya da 3000 kuşakta bir çiftleşiyor; stresli çevresel koşullar nedeniyle genlerini karıştırmanın ve yararlı yeni özellikler geliştirmenin onlar için daha avantajlı olduğu durumlarda.

Bu arada, yüzlerce ya da binlerce eşleşme tipi olan türlerin, mantarlar âleminde en çok eşeyli üreyen mantarlardan bazıları olarak bilindiklerini ekliyor Constable. Kurdukları model, gözlemlenen bazı başka cinsel şablonları da açıklıyor gibi görünüyor; bazı türlerdeki eşleşme tipi değiştirebilme becerisi ya da kendi eşleşme tipi ile üreyebilme yetisi gibi.