Spermien: Form schlägt Tempo

11. November 2002, 09:00
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"Quantität vor Qualität"-Prinzip im Wettstreit der Samenzellen

Syracuse/ New York - Kommt es zur Paarung und zur Entscheidung, welches Spermium das weibliche Ei befruchtet, bestimmen die Weibchen die Regeln. Laut einer aktuellen Studie der Syracuse University ist demnach dasjenige Spermium "Gewinner", das am besten zum weiblichen Fortpflanzungsorgan passt. Somit spielen Menge und Geschwindigkeit der einzelnen Spermienfäden eine weniger große Rolle als Größe und Form.

"Die Studie zeigt eindeutig, dass Weibchen die aktive Rolle bei der Entscheidung spielen, unter welchen Bedingungen Spermien im weiblichen Fortpflanzungstrakt konkurrenzieren", erklärte der Evolutionsbiologe Scott Pitnick. Im Tierreich sei es weitgehend bekannt, dass sich Spermienzellen schnell in die unterschiedlichsten Formen und Größen entwickeln. "Bislang wusste man nicht warum", so Pitnick. Die Wahl der Weibchen liefert nun die Antwort. Die Gestalt und Physiologie der weiblichen Fortpflanzungsorgane veranlassen den Ergebnissen zufolge die Gestalt der Spermien.

"Wettstreit"

"Die meisten Menschen sind laut Pitnick mit dem ausgeklügelten Konkurrenzverhalten, das sich zwischen Männchen vor der Paarung abspiel, vertraut", sagte Pitnick. Es sei aber wenig darüber bekannt, wie Spermien nach der Paarung untereinander in Wettstreit treten. Der Evolutionsbiologe, der bereits seit 15 Jahren die Partnerwahl und die Natur der Geschlechtsunterschiede untersucht, berichtete schon 1995 über die längste in der Wissenschaft bekannte Spermienzelle. Diese wurde bei der Fruchtfliegen-Species Drosophila bifurca gefunden und war im aufgerollten Zustand 49 mm lang. Mit dieser Entdeckung bestätigte sich die Ausnahme von der Regel, nämlich dass bei der Spermienproduktion männlicher Tiere das "Quantität vor Qualität"-Prinzip gelte. In der Folge gingen die Forscher der Frage nach, warum manche Tierarten sich für die Produktion einiger weniger großer Spermien Zeit nehmen, während sich die meisten Spezies damit zufrieden geben, Millionen kleiner Samenfäden auszustoßen.

"Im Gegensatz zur weitverbreiteten Meinung sind die Weibchen der meisten Tierarten promiskuitiv. Sie paaren sich während einer einzigen Paarungssaison mit mehreren Männchen", erklärte Pitnick. Dafür besitzen die meisten Weibchen spezielle Organe zur Aufbewahrung der Spermien. In diesen konkurrenzieren die Spermien der verschiedenen Männchen im Rennen um das weibliche Ei. Die Forscher untersuchten die Fruchtfliegen-Spezies Drosophila melanogaster, um einen Zusammenhang zwischen Spermiengröße und der Größe der Samenaufbewahrungsorgane sowie einer erfolgreichen Befruchtung herstellen zu können.

Frage der Aufbewahrung

Das Ergebnis: Bei Weibchen mit kurzen Samenaufbewahrungsorganen haben alle Spermien in etwa die gleiche Chance, ein Ei zu befruchten. Männchen mit längeren Spermien aber stachen ihre weniger gut ausgestatteten Konkurrenten aus, wenn das Weibchen länger geformte Samenaufbewahrungsorgane hatte. Der Vorteil der längeren Spermien stieg mit der Länge der weiblichen Aufbewahrungsorgane. "Damit steht fest, dass die Länge des Aufbewahrungsorgans einen Mechanismus für die Auswahl des Vaters aus potenziellen Kandidaten darstellt", erklärte Pitnick. Die Wahl des Vaters basiert demnach auf der Länge des Spermiums. Lange Samenfäden sind das zelluläre Äquivalent zu den langen Schwanzfedern eines Pfaus, resümiert der Evolutionsbiologe. (pte)

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