Parthenogenese als Sackgasse: Warum sich Sex langfristig auszahlt

4. Jänner 2014, 17:30
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Sexuelle Reproduktion führt bei Rädertierchen zu stabileren Populationen als Parthenogenese

Innsbruck/Wien - Viele Tierarten kommen ohne Sex aus und verzichten dennoch nicht auf Nachkommen. Ein Beispiel dafür sind Rädertierchen: Ihre rasche Vermehrung erfolgt unter günstigen Bedingungen durch sogenannte Jungfernzeugung (Parthenogenese), also ohne Befruchtung der Eier. Nur bei ungünstigen Bedingungen erzeugen sie beide Geschlechter.

Quantitativ betrachtet scheint die ungeschlechtliche Fortpflanzung wesentlich günstiger zu sein. Der Aufwand zur Produktion männlicher Nachkommen fällt ebenso weg wie die ressourcenintesive Partnersuche und Paarung. Doch langfristig bringt die sexuelle Fortpflanzung gegenüber der Jungfernzeugung Vorteile, fanden Innsbrucker Forscher in einem vom Wissenschaftsfonds (FWF) geförderten Projekt heraus.

Sie untersuchten die Fortpflanzung der Rädertierchenart Brachionus calyciflorus. Rädertierchen sind mikroskopisch kleine, vielzellige Tiere, die in zahlreichen Lebensräumen vorkommen. Brachionus calyciflorus ist in Seen und kleineren Gewässern weit verbreitet. Die Weibchen dieser Tiere können sich bei niedriger Populationsdichte ungeschlechtlich vermehren. Bei hoher Populationsdichte produzieren sie auch Männchen, um sich geschlechtlich fortzupflanzen, erklärte Claus-Peter Stelzer vom Forschungsinstitut für Limnologie der Universität Innsbruck.

Einzelnes Gen bestimmt Fortpflanzungsfähigkeit

Allerdings gäbe es auch immer wieder Rädertierchen, die ihre sexuellen Fähigkeiten verloren haben und sich nur mehr mittels Parthenogenese vermehren können. "Dies wird durch eine Veränderung an einem einzelnen Genort bewirkt", so Stelzer. Die Wissenschafter benannten dieses Gen "OP" (obligate Parthenogenese).

Tiere mit dem mutierten Gen können manchmal innerhalb von wenigen Tagen ganze Populationen ihrer sexuellen Artgenossen verdrängen, fanden die Forscher heraus. Dies hätten Laborexperimente und mathematische Modelle gezeigt. "Die Kosten für die sexuelle Reproduktion scheinen bei Brachionus-Rädertierchen demnach sehr hoch zu sein", folgert Stelzer.

Doch eine ungehemmte parthenogenetische Vermehrung führe häufig dazu, dass extrem große Populationen entstehen, die ihre Ressourcen überstrapazieren. Über einen längeren Zeitraum waren jene Rädertierchen-Gesellschaften stabiler, die sich auch geschlechtlich fortpflanzen konnten. Diese brachen bei einer Überweidung der Nahrungsquellen weniger stark zusammen als die sich strikt ungeschlechtlich vermehrenden Populationen, so die Forscher.

Zudem verlieren die genetisch mutierten Tiere die Fähigkeit, Dauereier zu bilden, die im Boden der Gewässer mitunter zig Jahre überstehen. Nach einem Zusammenbruch der Population können aus Dauereiern unter günstigen Bedingungen binnen Stunden neue Tiere schlüpfen. "Die Ergebnisse bestätigen, dass asexuelle Reproduktion zwar durchaus kurzfristige Vorteile bieten kann, jedoch langfristig in eine Sackgasse führt", so Stelzer. (APA/red, derStandard.at, 4.1.2014)

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