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Kein Sex ist auch eine Lösung

Veröffentlicht: 12. Oktober 2017 in Für Sie gelesen, Forschung, Gesundheit, Sex

MilbeSexuelle Fortpflanzung sorgt unter anderem dafür, dass sich schädliche Mutationen nicht so stark ansammeln. Bei manchen Tierarten, wie zum Beispiel einigen Hornmilbenarten, ging Sex jedoch im Laufe der Evolution verloren und die asexuelle Fortpflanzung durch Klone setzte sich durch. Bisher war es wissenschaftlicher Konsens, dass der Wechsel zu einer schrittweisen Ansammlung schädlicher Mutationen führt und das Aussterben der Art nach sich zieht. Nun haben Forscher der Universitäten Göttingen und Lausanne herausgefunden, dass es bei Hornmilben anders ist. Wenn sie sehr lange asexuell sind, können sie schädliche Mutationen besser loswerden als ihre Verwandten, die sich sexuell fortpflanzen.

Nun haben Forscherinnen und Forscher der Universitäten Göttingen und Lausanne herausgefunden, dass es bei Hornmilben (Oribatiden), einer im Boden häufigen Tiergruppe, anders ist. Hornmilbengruppen, die sehr lange asexuell sind, können schädliche Mutationen besser wieder loswerden als ihre Verwandten, die sich sexuell fortpflanzen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.

„Bisher wurden nur Tierarten untersucht, bei denen der Verlust von Sex relativ kurz zurückliegt“, erklärt Erstautor Alexander Brandt, von der Arbeitsgruppe Tierökologie am Johann-Friedrich-Blumenbach Institut für Zoologie und Anthropologie der Universität Göttingen. Um die Konsequenzen, die ein Verlust von Sex auf lange Sicht mit sich bringt zu untersuchen, haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen das Erbgut verschiedener sexueller und uralt-asexueller Hornmilben sequenziert und analysiert. Dabei sind sie zu dem überraschenden Ergebnis gekommen, dass uralt-asexuelle Hornmilben die schädlichen Mutationen besser loswerden können.

Oribatiden eignen sich für diese Fragestellung besonders gut, da Sex innerhalb dieser Tiergruppe mehrmals unabhängig voneinander verloren gegangen ist und dies jeweils mehrere Millionen Jahre zurückliegt“, so Dr. Jens Bast, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Lausanne und Seniorautor der Studie. „Dass asexuelle Hornmilben schädliche Mutationen besser abwenden bedeutet, dass Oribatiden eine Besonderheit aufweisen müssen, die ihnen das Überleben mit asexueller Reproduktion über evolutionär lange Zeiträume ermöglicht“, ergänzt Brandt.

 Über die Natur dieser Besonderheit können die Forscher und Forscherinnen bisher nur spekulieren: Möglicherweise spielen die Populationsgrößen der Hornmilben eine wichtige Rolle. Die Anzahl der Tiere in einer Population hat, genau wie die Mischung von Erbgut, einen starken Einfluss darauf, wie effektiv natürliche Selektion der Ansammlung schädlicher Mutationen entgegenwirkt. Die Tatsache, dass Populationen asexueller Hornmilbenarten im Durchschnitt deutlich größer sind als die sexueller Arten legt nahe, dass die effektive natürliche Selektion tatsächlich durch ihre besonders großen Populationen bedingt wird. Somit war zumindest für einige Hornmilbenarten das Überleben ohne sexuelle Fortpflanzung über Jahrmillionen hin möglich.

 Originalveröffentlichung: Brandt et al., Effective purifying selection in ancient asexual oribatid mites, Nature Communications 2017
 doi: 10.1038/s41467-017-01002-8

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Sex ist in der Evolution nicht immer von Vorteil.

In manchen Spezies investieren die Männchen kaum etwas in den Nachwuchs außer Sperma. Biologen waren bisher der Ansicht, dass in solchen Arten die sexuell aktivsten Männchen einen evolutionären Vorteil haben. Doch die Gleichung „Wer sich öfter paaren will, hat auch mehr Nachwuchs“, geht bei den östlichen Moskitofischen nicht immer auf. Denn die Weibchen haben auch ein Wörtchen mitzureden, wie Verhaltensforscher der Goethe-Universität jetzt herausgefunden haben.

fischAusgangspunkt unserer Untersuchung war die Frage, warum sich Männchen mancher Tierarten deutlich und konsistent in ihrer sexuellen Aktivität unterscheiden, selbst wenn sie identischen Umweltbedingungen ausgesetzt sind und sich nicht gegeneinander behaupten müssen“, erklärt Carolin Sommer-Trembo, die sich in ihrer Doktorarbeit mit dem Thema beschäftigte. „Wir wollten wissen, wie diese Variation an männlichen Verhaltenstypen erhalten wird, obwohl die Selektion Männchen mit niedriger oder mittlerer sexueller Aktivität verdrängen sollte“.

Als Forschungsobjekt wählte sie die kleinen, unauffälligen Moskitofische (Gambusia holbrooki), weil diese Sex haben und lebende Junge zur Welt bringen. Die Männchen haben am Unterbauch ein im Vergleich zur Körpergröße langes Geschlechtsorgan. Um sich zu paaren, schwimmen sie von unten an das Weibchen heran, um möglichst lange unentdeckt zu bleiben.

Um herauszufinden, welche Männchen für weibliche Moskitofische interessant sind und ob das Level an männlicher sexueller Aktivität überhaupt eine Rolle in der Partnerwahl spielt, ließen Carolin Sommer-Trembo und ihre Kollegen Dr. David Bierbach (Leibniz Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Berlin) und Prof. Martin Plath (Northwest A&F University, Yangling) Weibchen zwischen Männchen verschiedener sexueller Aktivität wählen. Um auszuschließen, dass die Männchen wegen ihres Aussehens oder anderer Verhaltensmerkmalen ausgewählt wurden, und um das Maß an sexueller Aktivität der Männchen genau steuern zu können, arbeiteten die Forscher gemeiner Weise mit animierten Stimulus-Männchen, die den Weibchen lediglich über Bildschirme präsentiert wurden.

Das Ergebnis: Weibchen bevorzugten Männchen mit mittlerer sexueller Aktivität, während sie Männchen mit hoher sexueller Aktivität deutlich vermieden. Die Forscher vermuten, dass dies aus einer Kosten-Nutzen Abwägung erfolgt. Denn Weibchen, die sich in der näheren Umgebung von sexuell sehr aktiven Männchen befinden, leiden oft nicht nur an Verletzungen im Genitalbereich, sondern kommen kaum dazu, Nahrung aufzunehmen, da sie unablässig damit beschäftigt sind, den Annäherungsversuchen der Männchen zu entgehen.

Anders verhält es sich, wenn eine ganze Gruppe von Weibchen einem paarungswütigen Männchen begegnet. „Unter natürlichen Umständen bilden Moskitofisch-Weibchen oft Gruppen, um sich gegen männliche Belästigung zu schützen, ganz ähnlich wie sich Schwarmfische gegen Fressfeinde schützen“, erklärt Carolin Sommer-Trembo. In der Gruppe zeigten Weibchen eine deutlich höhere Akzeptanz gegenüber den sexuell sehr aktiven Männchen, da sich die Kosten-Nutzen Rechnung unter diesen Umständen verschiebt.

Die Abhängigkeit der Weibchenwahl vom sozialen Kontext könnte erklären, warum die Vielfalt an männlichen Verhaltenstypen bei den Moskitofischen erhalten blieb. Und die Experimente zeigen, dass Weibchen die männliche sexuelle Aktivität als Kriterium bei der Partnerwahl miteinbeziehen.

Übrigens: Dass man stürmischen Lovern aus dem Weg schwimmen sollte, wenn man als Fisch-Weibchen allein unterwegs ist, scheint nicht instinktiv zu sein, sondern auf Erfahrung zu beruhen. Das zeigten zusätzliche Tests mit jungfräulichen Weibchen. Sie waren gegenüber allen Typen noch gleich aufgeschlossen.

Rückschlüsse auf menschliches Verhalten, sind unzulässig.

Quelle: PM der Goethe-Universität Frankfurt am Main