Eine unerwartete Bescherung
VON SIMONE EINZMANN
KomododrachenRüsselkäfer tun es. Genauso Honigbienen, Blattläuse und Puten. Bei ihnen sind Männer für die Fortpflanzung oft nur noch zweite Wahl oder sogar gänzlich überflüssig. Nun wurde erstmals auch eine Jungfernzeugung bei Haien nachgewiesen.
Ort des Geschehens ist der Henry Doorly Zoo in Omaha, Nebraska. Dort machten die Tierpfleger im Haibecken eine erstaunliche Entdeckung: eines der drei Weibchen war schwanger. Die Pfleger trauten ihren Augen nicht, denn das Hammerhaiweibchen hatte seit ihrer Gefangennahme keinerlei Männerbesuche erhalten. Die Fachwelt war in Aufruhr, denn bislang hatte man noch bei keinem Knorpelfisch eine Jungfernzeugung beobachtet.
Ort des Geschehens ist der Henry Doorly Zoo in Omaha, Nebraska. Dort machten die Tierpfleger im Haibecken eine erstaunliche Entdeckung: eines der drei Weibchen war schwanger. Die Pfleger trauten ihren Augen nicht, denn das Hammerhaiweibchen hatte seit ihrer Gefangennahme keinerlei Männerbesuche erhalten. Die Fachwelt war in Aufruhr, denn bislang hatte man noch bei keinem Knorpelfisch eine Jungfernzeugung beobachtet.
Doch die Wissenschaftler waren anfangs skeptisch. Sie vermuteten, dass es sich womöglich bei einem der Weibchen im Becken um einen unentdeckten Zwitter handelte, der unter weiblichem Deckmantel ungestört männlichen Pflichten nachging. Außerdem zogen sie die Möglichkeit in Betracht, dass das schwangere Hammerhai-Weibchen vor ihrer Gefangennahme Kontakt mit einem Männchen gehabt und das Sperma seitdem gespeichert hatte.
Haie können Sperma allerdings für höchstens fünf Monate in ihrer körpereigenen Samenbank lagern. Das Hammerhai-Weibchen war aber schon mehr als drei Jahre von jeglichen Freiern abgeschirmt gewesen. Um sicherzugehen, führten die Wissenschaftler daher eine DNA-Analyse durch, deren Ergebnisse vor kurzen in der Fachzeitschrift Biology Letters (Bd. 3/4, 2007) veröffentlicht wurden. Und tatsächlich hatte das Haibaby nur Gene der Mutter, das Mitwirken eines Vaters ist somit ausgeschlossen.
"Dieses Forschungsergebnis ist wirklich überraschend, da man bislang davon ausging, dass sich Haie nur geschlechtlich fortpflanzen und dass der Hai-Embryo genau wie der Mensch für seine volle Entwicklung die DNA von Vater und Mutter benötigt", so der Versuchsleiter Demian Chapman.
Aufsehen erregte im vergangen Jahr auch das Komododrachen-Weibchen Flora. Pünktlich zu Weihnachten gebar sie ohne jedes väterliche Zutun acht kleine Drachenbabys (Nature, Bd. 444). Da sie im Zoo von Chester auf männliche Gesellschaft verzichten musste, wurde die Riesenechse kurzerhand solo Mutter.
Eigentlich sollte diese unerwartete Bescherung ein Grund zur Freude sein, denn Komododrachen sind vom Aussterben bedroht. Jungferngeburten könnten also der Schlüssel zur Erhaltung bedrohter Arten sein, weil auf diese Weise in kurzer Zeit viele Junge gezeugt werden können. Doch ein solches Wunder hat seinen Preis: Eine ungeschlechtliche Fortpflanzung verhindert nämlich die genetische Durchmischung und gefährdet somit auf lange Sicht das Überleben einer Art.
Ein Problem ist derzeit, dass die meisten Zoos nur weibliche Komododrachen halten, während die Männchen, quasi als Zuchthengste, zwischen den Zoos hin- und hergereicht werden. Die Wissenschaftler raten nun dazu, beide Geschlechter zusammen leben zu lassen. Dadurch soll verhindert werden, dass die Weibchen in Ermangelung männlicher Bekanntschaften auf abwegige Gedanken kommen und sich am Ende einfach alleine fortpflanzen, wodurch der Genpool der Art geschwächt würde. Die Wissenschaftler glauben, dass Komododrachen die Fähigkeit zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung zu wechseln dabei hilft, neue Lebensräume zu besiedeln. Da die asexuell entstandenen Nachkommen der Komododrachen immer Männchen sind, könnte ein einzelnes Weibchen einfach zu einer neuen Insel schwimmen und dort eine neue Population gründen.
Einige Rennechsen haben der Männerwelt sogar ganz den Rücken gekehrt. Bei ihnen gibt es nur noch Frauen. Doch obwohl dieses Amazonenvölkchen mit Männern nichts am Hut hat, will es auf Sex trotzdem nicht völlig verzichten. Da Not am Mann ist, schlüpfen die Weibchen beim Paarungsspiel einfach abwechselnd in die Rolle des Männchens. Wer die Männer- und wer die Frauenrolle übernimmt, entscheiden dabei die Hormone.
Kurz vor der Eiablage haben Rennechsen einen erhöhten Östrogenspiegel und wählen die Rolle des unterwürfigen Weibchens. Kurz nach der Eiablage und mit einem erhöhten Progesteronlevel bevorzugen sie die Rolle des dominanten Männchens. Erstaunlicherweise kurbeln diese sexuellen Rollenspielchen die Hormonproduktion bei den Echsenfrauen an und erhöhen so ihre Fruchtbarkeit. Da durch die Hormone die Geschlechterrollen beim Sex klar verteilt sind, kommt es in der Regel zu keinen Missverständnissen. Anders bei vielen Zwitterarten: bei ihnen müssen beim ersten Rendezvous die Rollen erst ausdiskutiert werden.
Auch wenn die Komododrachen-Dame Flora und das amerikanische Hammerhai-Weibchen Schlagzeilen machen, sind Jungfernzeugungen in der Natur nichts Neues. Bei diversen Insekten, Reptilien und Krebsen zählt schon seit eh und je mehr Masse statt Klasse: sie ziehen die asexuelle Massenproduktion der sexuellen Qualitätsfertigung vor. Wären wir beispielsweise ein weiblicher Wasserfloh, würden wir uns nur im äußersten Notfall mit einem Männchen einlassen. Im Normalfall würden wir fleißig tausende kleiner weiblicher Wasserflohbabys ohne jedes männliche Zutun zeugen, deren Erbgut quasi eine identische Kopie unseres eigenen wäre. Der Sinn stände uns nicht nach Sex, sondern nur danach, das Überleben unserer teicheigenen Wasserflohpopulation durch Massen an Nachkommen zu sichern - denn der Schwund ist bei Wasserflöhen groß.
Haie können Sperma allerdings für höchstens fünf Monate in ihrer körpereigenen Samenbank lagern. Das Hammerhai-Weibchen war aber schon mehr als drei Jahre von jeglichen Freiern abgeschirmt gewesen. Um sicherzugehen, führten die Wissenschaftler daher eine DNA-Analyse durch, deren Ergebnisse vor kurzen in der Fachzeitschrift Biology Letters (Bd. 3/4, 2007) veröffentlicht wurden. Und tatsächlich hatte das Haibaby nur Gene der Mutter, das Mitwirken eines Vaters ist somit ausgeschlossen.
"Dieses Forschungsergebnis ist wirklich überraschend, da man bislang davon ausging, dass sich Haie nur geschlechtlich fortpflanzen und dass der Hai-Embryo genau wie der Mensch für seine volle Entwicklung die DNA von Vater und Mutter benötigt", so der Versuchsleiter Demian Chapman.
Aufsehen erregte im vergangen Jahr auch das Komododrachen-Weibchen Flora. Pünktlich zu Weihnachten gebar sie ohne jedes väterliche Zutun acht kleine Drachenbabys (Nature, Bd. 444). Da sie im Zoo von Chester auf männliche Gesellschaft verzichten musste, wurde die Riesenechse kurzerhand solo Mutter.
Eigentlich sollte diese unerwartete Bescherung ein Grund zur Freude sein, denn Komododrachen sind vom Aussterben bedroht. Jungferngeburten könnten also der Schlüssel zur Erhaltung bedrohter Arten sein, weil auf diese Weise in kurzer Zeit viele Junge gezeugt werden können. Doch ein solches Wunder hat seinen Preis: Eine ungeschlechtliche Fortpflanzung verhindert nämlich die genetische Durchmischung und gefährdet somit auf lange Sicht das Überleben einer Art.
Ein Problem ist derzeit, dass die meisten Zoos nur weibliche Komododrachen halten, während die Männchen, quasi als Zuchthengste, zwischen den Zoos hin- und hergereicht werden. Die Wissenschaftler raten nun dazu, beide Geschlechter zusammen leben zu lassen. Dadurch soll verhindert werden, dass die Weibchen in Ermangelung männlicher Bekanntschaften auf abwegige Gedanken kommen und sich am Ende einfach alleine fortpflanzen, wodurch der Genpool der Art geschwächt würde. Die Wissenschaftler glauben, dass Komododrachen die Fähigkeit zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung zu wechseln dabei hilft, neue Lebensräume zu besiedeln. Da die asexuell entstandenen Nachkommen der Komododrachen immer Männchen sind, könnte ein einzelnes Weibchen einfach zu einer neuen Insel schwimmen und dort eine neue Population gründen.
Einige Rennechsen haben der Männerwelt sogar ganz den Rücken gekehrt. Bei ihnen gibt es nur noch Frauen. Doch obwohl dieses Amazonenvölkchen mit Männern nichts am Hut hat, will es auf Sex trotzdem nicht völlig verzichten. Da Not am Mann ist, schlüpfen die Weibchen beim Paarungsspiel einfach abwechselnd in die Rolle des Männchens. Wer die Männer- und wer die Frauenrolle übernimmt, entscheiden dabei die Hormone.
Kurz vor der Eiablage haben Rennechsen einen erhöhten Östrogenspiegel und wählen die Rolle des unterwürfigen Weibchens. Kurz nach der Eiablage und mit einem erhöhten Progesteronlevel bevorzugen sie die Rolle des dominanten Männchens. Erstaunlicherweise kurbeln diese sexuellen Rollenspielchen die Hormonproduktion bei den Echsenfrauen an und erhöhen so ihre Fruchtbarkeit. Da durch die Hormone die Geschlechterrollen beim Sex klar verteilt sind, kommt es in der Regel zu keinen Missverständnissen. Anders bei vielen Zwitterarten: bei ihnen müssen beim ersten Rendezvous die Rollen erst ausdiskutiert werden.
Auch wenn die Komododrachen-Dame Flora und das amerikanische Hammerhai-Weibchen Schlagzeilen machen, sind Jungfernzeugungen in der Natur nichts Neues. Bei diversen Insekten, Reptilien und Krebsen zählt schon seit eh und je mehr Masse statt Klasse: sie ziehen die asexuelle Massenproduktion der sexuellen Qualitätsfertigung vor. Wären wir beispielsweise ein weiblicher Wasserfloh, würden wir uns nur im äußersten Notfall mit einem Männchen einlassen. Im Normalfall würden wir fleißig tausende kleiner weiblicher Wasserflohbabys ohne jedes männliche Zutun zeugen, deren Erbgut quasi eine identische Kopie unseres eigenen wäre. Der Sinn stände uns nicht nach Sex, sondern nur danach, das Überleben unserer teicheigenen Wasserflohpopulation durch Massen an Nachkommen zu sichern - denn der Schwund ist bei Wasserflöhen groß.
Allein mit sexueller Fortpflanzung ist solch extremen Expansionswünschen kaum beizukommen. Nicht nur, dass es bekanntlich einiges an Zeit und Energie kostet, einen passenden Partner zu finden und sich mit diesem fortzupflanzen, darüber hinaus wären bei sexueller Fortpflanzung gut die Hälfte unserer Nachkommen Männchen. Da Männchen ihrerseits jedoch keine Wasserflohbabys gebären können, ist ihre Existenz im Grunde evolutionärer Luxus, auf den aus Wasserfloh-Sicht sehr gut verzichtet werden kann. Allein in extremen Stresssituation, etwa wenn unsere Nahrung knapp würde oder unser Teich mit giftigen Stoffen verschmutzt wäre, würden wir männliche Eier bilden und uns schließlich mit diesen männlichen Nachkommen fortpflanzen. Denn obwohl die sexuelle Fortpflanzung auf den ersten Blick als nicht sonderlich effizient erscheint, ist sie wie eine Kraftspritze für die Fitness einer Art.
Nur durch sexuelle Fortpflanzung nämlich werden die Gene kräftig durchmischt und neue Genkombinationen entstehen. Und unter diesen neu entstandenen genetischen Bausätzen finden sich meist einige, die auf die schnell wechselnden Veränderungen in der Umgebung besser abgestimmt sind.
Durch sexuelle Fortpflanzung steigt also die Chance bei der Lotterie der Selektion das große Los zu ziehen. Leider führt das manchmal auch dazu, dass erfolgreiche Genkombinationen wieder aufgetrennt werden. Bei der asexuellen Fortpflanzung dagegen wird der unbefruchteten Eizelle durch bestimmte Hormone eine Befruchtung vorgespielt, woraufhin diese sich zu teilen beginnt und zu einem neuen Lebewesen heranwächst. Eine Durchmischung des genetischen Materials von Vater und Mutter findet hier also nicht statt.
Die asexuelle Fortpflanzung eignet sich vor allem bei Lebewesen, die mit einer sehr hohen Todesrate zu kämpfen haben. Langfristig führt sie aber zu einer Ansammlung schädlicher Mutationen im Erbgut. Und asexuelle Fortpflanzung birgt noch eine weitere, mitunter tödlichere Gefahr: Parasiten machen sich die Schwächen derart geklonter Populationen zu Nutze. Mit nur einer Standartmasche können sie nämlich mit Leichtigkeit eine gesamte Population befallen.
Die als Parasiten lebenden Wolbachia-Bakterien zum Beispiel haben diese Schwachstelle voll ausgenutzt. Sie nehmen ihr Schicksal sogar gleich selbst in die Hand. Sie befallen nicht nur asexuelle Arten, sondern manipulieren auch die Fortpflanzung vieler Insektenarten, die sich ansonsten sexuell fortpflanzen. So nisten sie sich in deren Geschlechtsorganen ein und zwingen die Tiere zu asexueller Fortpflanzung. Auf diese Weise stellen sie sicher, dass auch deren Nachkommen für sie ein leichtes Spiel sein werden, da diese das gleiche geschwächte Erbgut ihrer Mütter besitzen.
Sex oder nicht Sex - das ist eine der grundlegenden Fragen der Evolutionsbiologie. Beides birgt je nach Art und Umweltbedingungen seine Vor- und Nachteile. Doch prinzipiell sind sich Forscher einig, dass die sexuelle Fortpflanzung der asexuellen einiges voraus haben muss. Nur so, glauben sie, lässt sich nämlich erklären, dass nur gerade einmal 0,1 Prozent aller Wirbeltierarten sich für eine ungeschlechtliche Fortpflanzung entschieden haben. Die Natur hat also gesprochen.
Nur durch sexuelle Fortpflanzung nämlich werden die Gene kräftig durchmischt und neue Genkombinationen entstehen. Und unter diesen neu entstandenen genetischen Bausätzen finden sich meist einige, die auf die schnell wechselnden Veränderungen in der Umgebung besser abgestimmt sind.
Durch sexuelle Fortpflanzung steigt also die Chance bei der Lotterie der Selektion das große Los zu ziehen. Leider führt das manchmal auch dazu, dass erfolgreiche Genkombinationen wieder aufgetrennt werden. Bei der asexuellen Fortpflanzung dagegen wird der unbefruchteten Eizelle durch bestimmte Hormone eine Befruchtung vorgespielt, woraufhin diese sich zu teilen beginnt und zu einem neuen Lebewesen heranwächst. Eine Durchmischung des genetischen Materials von Vater und Mutter findet hier also nicht statt.
Die asexuelle Fortpflanzung eignet sich vor allem bei Lebewesen, die mit einer sehr hohen Todesrate zu kämpfen haben. Langfristig führt sie aber zu einer Ansammlung schädlicher Mutationen im Erbgut. Und asexuelle Fortpflanzung birgt noch eine weitere, mitunter tödlichere Gefahr: Parasiten machen sich die Schwächen derart geklonter Populationen zu Nutze. Mit nur einer Standartmasche können sie nämlich mit Leichtigkeit eine gesamte Population befallen.
Die als Parasiten lebenden Wolbachia-Bakterien zum Beispiel haben diese Schwachstelle voll ausgenutzt. Sie nehmen ihr Schicksal sogar gleich selbst in die Hand. Sie befallen nicht nur asexuelle Arten, sondern manipulieren auch die Fortpflanzung vieler Insektenarten, die sich ansonsten sexuell fortpflanzen. So nisten sie sich in deren Geschlechtsorganen ein und zwingen die Tiere zu asexueller Fortpflanzung. Auf diese Weise stellen sie sicher, dass auch deren Nachkommen für sie ein leichtes Spiel sein werden, da diese das gleiche geschwächte Erbgut ihrer Mütter besitzen.
Sex oder nicht Sex - das ist eine der grundlegenden Fragen der Evolutionsbiologie. Beides birgt je nach Art und Umweltbedingungen seine Vor- und Nachteile. Doch prinzipiell sind sich Forscher einig, dass die sexuelle Fortpflanzung der asexuellen einiges voraus haben muss. Nur so, glauben sie, lässt sich nämlich erklären, dass nur gerade einmal 0,1 Prozent aller Wirbeltierarten sich für eine ungeschlechtliche Fortpflanzung entschieden haben. Die Natur hat also gesprochen.
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