Wenn das Spermium größer ist als sein Produzent

24. Juni 2009, 14:30
14 Postings

Muschelkrebse setzen auf Größe, um den Fortpflanzungserfolg zu garantieren - seit mindestens 100 Millionen Jahren mit Erfolg

München - Männliche Muschelkrebse (Ostracoda) produzieren Spermien, die die eigene Körpergröße um das bis zu Zehnfache übersteigen - offenbar eine erfolgreiche Strategie, denn sie tun dies bereits seit 100 Millionen Jahren. Das berichten Paläontologen der Universität München in der Fachzeitschrift "Science". Mittels eines neuartigen bildgebenden Verfahrens, der Holotomografie, konnten sie nachweisen, dass bereits die versteinerten kreidezeitlichen Urahnen der bloß einige Millimeter großen Wassertiere bis zu fünf Zentimeter große Spermien produzieren konnten. Anders als die bei den meisten Arten verbreitete Praxis einer hohen Spermienzahl hat bei den Ostracoda somit schon seit langer Zeit die Selektion nach Größe Erfolg.

Riesenspermien sind in der Tierwelt keine Seltenheit, denn auch bei einzelnen Motten-, Fliegen- und Froscharten treten sie auf. Die nur wenige Millimeter großen Männchen der Taufliegen-Art Drosophila bifurca beispielsweise bilden Riesenzellen von rund sechs Zentimetern Länge - bis zu 40 Meter müsste ein menschliches Spermium durchmessen, um eine vergleichbare Proportion zu erreichen. Bei den Ostracoda verfügt jedoch die gesamte Klasse über dieses Merkmal, außerdem besitzen die Tiere äußerst robuste Hüllen, die eine Fossilierung und Auffindung so viele Jahre danach erst ermöglichte. Erstaunlich ist jedoch die lange Kontinuität der Größe, die in dieser Forschung deutlich wurde. "Übergroße Spermien bilden sowohl für Männchen als auch für Weibchen einen immensen Aufwand, weswegen ihre evolutionäre Verkleinerung nur logisch wäre. Man weiß nun aber, dass Süßwasser-Muschelkrebse schon erstaunlich lange über diese Zellform verfügen, nämlich mindestens 100 Millionen Jahre. Das lässt auf den Erfolg dieser Strategie schließen", so Forschungsleiterin Renate Matzke-Karasz.

Die letzten werden die ersten sein

Wie groß der Aufwand dieser Riesenzellen für die Körper der Tierchen tatsächlich sind, zeigen Details ihres Körperbaus. Männchen wie auch Weibchen haben bei den Ostracoda doppelte Geschlechtsorgane auf beiden Körperseiten. Die Männchen produzieren die Spermazellen in vier Hodenschläuchen, die in über den kompletten Körper gewickelte Samenschläuche münden. "Kurz vor dem doppelten Penis sind diese Taschen mit einem Chitinorgan verstärkt, das sogleich als Spermapumpe wirkt", erklärt die Forscherin. Während der Kopulation werden rund 70 dieser Zellen pro Körperseite in entsprechend lange Gänge im Weibchen gepresst und an deren Ende in Achterform aufgewickelt. Hier warten sie auf ihren Auftritt bei der Befruchtung der Eier.

Die Ostracoda-Weibchen paaren sich häufig und mit wechselnden Partnern. Der evolutionäre Erfolg der großen Zellen lege nahe, dass die Weibchen einen Mechanismus zur Auswahl besonders großer Spermien besitzen. Warum die Größe jedoch ein Vorteil sei, weiß nicht einmal die Expertin sicher. "Eine Möglichkeit ist, dass der Zellinhalt der befruchteten Eizelle als Nahrung dient. Denkbar ist auch, dass die Riesenzelle ähnlich wie bei den Insekten ein Pfropf ist, der die weiblichen Gänge versiegelt und somit Spermien anderer Männchen nicht zum Zug kommen lässt."

Die fossilen Muschelkrebse waren zugleich Demonstrationsobjekt für die Holotomografie. Dieses Prinzip wurde im Synchrotron der ESRF in Grenoble und wird weltweit nur dort angewendet. "Dabei werden mehrere 180-Grad-Röntgenbilder aus verschiedenen Abständen aufgenommen und in einem Großcomputer berechnet, was die nicht-invasive Untersuchung selbst bei sehr kleine Fossilien ermöglicht. Das Ergebnis ist eine dreidimensionale Rekonstruktion, die kleinste Schnitte durch das Fossil hochauflösend und kontrastreich zeigt", erklärt Matzke-Karasz. (pte/red)

Share if you care.