News: Luxus Liebesleben
Männer sind eigentlich überflüssig. Verzichten Organismen auf Zeit verschwendenden Sex, dann können sie sich wesentlich schneller vermehren und ihre Umwelt erobern. Also wozu das Ganze?
© Elizabeth Goodwin (Ausschnitt)
Die geschlechtliche Vermehrung bietet – bei all ihren Nachteilen – durchaus auch Vorzüge. Schließlich wird das Erbgut so neu durchmischt, sodass die nachfolgende Generation mit neuen Genkombinationen vielleicht besser in der Welt zurechtkommen wird. Selbst Bakterien, die sich ja lediglich durch Teilung vermehren, wollen nicht ganz auf den evolutionären Vorteil von Sex verzichten und tauschen gelegentlich Teile ihres Erbguts untereinander aus.
Schwierig beim Sex ist jedoch die zeitaufwändige Partnersuche – insbesondere, wenn man als winziger Wurm von nur einem Millimeter Länge in der großen weiten Welt eines Erdbodens lebt. Kein Wunder also, dass der Nematode Caenorhabditis elegans – von Genetikern wie auch Entwicklungsbiologen heiß geliebt – es vorzieht, sein Leben als Zwitter zu verbringen. Er verzichtet zwar im weitesten Sinne nicht auf Sex, beschränkt sich dabei jedoch auf sich selbst: C. elegans kann sich durch Selbstbefruchtung vermehren – und das durchaus effektiv.
Erstaunlicherweise sind jedoch nicht alle Exemplare der Art Zwitter. Ein winziger Bruchteil von 0,1 Prozent der Population besteht aus Männchen. Da die Vermehrung durch Selbstbefruchtung viel schneller geht, sollten die wenigen männlichen Exemplare längst ausgestorben sein. Weshalb bewahrt sich die Art den männlichen Luxus?
Genau diese Frage stellte sich auch Veena Prahlad. Zusammen mit Dave Pilgrim und Elizabeth Goodwin züchtete die Biologin von der University of Wisconsin C.-elegans-Populationen und verfolgte die Entwicklung sowie das Geschlechtsleben der Würmer unter verschiedenen Bedingungen. Und dabei kam Überraschendes zu Tage.
Wie bereits bekannt, entsprangen aus den zwittrigen Würmern, die sich nur über Selbstbefruchtung vermehren konnten, ebenfalls nur Zwitter. Konnten die Zwitter sich mit Männchen einlassen, dann sollte die nachfolgende Generation eigentlich zur Hälfte aus Zwittern und zur anderen Hälfte aus Männchen bestehen. Doch dem war nicht so. Je nach Fütterungsbedingungen der sich entwickelnden Larven stieg der Anteil der Männchen an.
Als die drei Forscher der Sache auf den Grund gingen, entdeckten sie, dass die noch nicht geschlechtsreifen Jungtiere, die aus einem Tête-à-Tête hervorgegangen waren, ihr Geschlecht verändern können: Nehmen sie bestimmte bakterielle Substanzen war, die auf gute Futterbedingungen hinweisen, dann verlieren manche Zwitter eines ihrer beiden X-Chromosomen – und verwandeln sich so in Männchen.
Die Würmer wählen also ihr Geschlecht je nach Umweltbedingungen: Gibt es viel zu fressen – und wird das voraussichtlich auch in Zukunft so bleiben – dann gönnen sie sich den Luxus des männlichen Geschlechts. Schließlich werden sich bei der Futterquelle immer genügend Sexualpartner für die Männchen finden, und der Genaustausch kann stattfinden.
Bei schlechter Versorgungslage wird die Populationsdichte jedoch entsprechend abnehmen, und damit steigt auch das Risiko, als Männchen allein zu bleiben. Dann ist es besser, auf Selbstbefruchtung zu setzen und sein Leben als Zwitter fortzusetzen.
"Sie brauchen keine Männchen", fasst Elizabeth Goodwin die Ergebnisse über das Liebesleben der Würmer zusammen. "Aber wir sehen, dass Sex gut ist. Der Vorteil von Jungs ist eine erhöhte Flexibilität bei der Entwicklung und der Genexpression. Das ist wahrscheinlich nicht der einzige Grund, aber es könnte einer der Gründe sein, warum C. elegans auf Jungs nicht verzichtet."
Schwierig beim Sex ist jedoch die zeitaufwändige Partnersuche – insbesondere, wenn man als winziger Wurm von nur einem Millimeter Länge in der großen weiten Welt eines Erdbodens lebt. Kein Wunder also, dass der Nematode Caenorhabditis elegans – von Genetikern wie auch Entwicklungsbiologen heiß geliebt – es vorzieht, sein Leben als Zwitter zu verbringen. Er verzichtet zwar im weitesten Sinne nicht auf Sex, beschränkt sich dabei jedoch auf sich selbst: C. elegans kann sich durch Selbstbefruchtung vermehren – und das durchaus effektiv.
Erstaunlicherweise sind jedoch nicht alle Exemplare der Art Zwitter. Ein winziger Bruchteil von 0,1 Prozent der Population besteht aus Männchen. Da die Vermehrung durch Selbstbefruchtung viel schneller geht, sollten die wenigen männlichen Exemplare längst ausgestorben sein. Weshalb bewahrt sich die Art den männlichen Luxus?
Genau diese Frage stellte sich auch Veena Prahlad. Zusammen mit Dave Pilgrim und Elizabeth Goodwin züchtete die Biologin von der University of Wisconsin C.-elegans-Populationen und verfolgte die Entwicklung sowie das Geschlechtsleben der Würmer unter verschiedenen Bedingungen. Und dabei kam Überraschendes zu Tage.
Wie bereits bekannt, entsprangen aus den zwittrigen Würmern, die sich nur über Selbstbefruchtung vermehren konnten, ebenfalls nur Zwitter. Konnten die Zwitter sich mit Männchen einlassen, dann sollte die nachfolgende Generation eigentlich zur Hälfte aus Zwittern und zur anderen Hälfte aus Männchen bestehen. Doch dem war nicht so. Je nach Fütterungsbedingungen der sich entwickelnden Larven stieg der Anteil der Männchen an.
Als die drei Forscher der Sache auf den Grund gingen, entdeckten sie, dass die noch nicht geschlechtsreifen Jungtiere, die aus einem Tête-à-Tête hervorgegangen waren, ihr Geschlecht verändern können: Nehmen sie bestimmte bakterielle Substanzen war, die auf gute Futterbedingungen hinweisen, dann verlieren manche Zwitter eines ihrer beiden X-Chromosomen – und verwandeln sich so in Männchen.
Die Würmer wählen also ihr Geschlecht je nach Umweltbedingungen: Gibt es viel zu fressen – und wird das voraussichtlich auch in Zukunft so bleiben – dann gönnen sie sich den Luxus des männlichen Geschlechts. Schließlich werden sich bei der Futterquelle immer genügend Sexualpartner für die Männchen finden, und der Genaustausch kann stattfinden.
Bei schlechter Versorgungslage wird die Populationsdichte jedoch entsprechend abnehmen, und damit steigt auch das Risiko, als Männchen allein zu bleiben. Dann ist es besser, auf Selbstbefruchtung zu setzen und sein Leben als Zwitter fortzusetzen.
"Sie brauchen keine Männchen", fasst Elizabeth Goodwin die Ergebnisse über das Liebesleben der Würmer zusammen. "Aber wir sehen, dass Sex gut ist. Der Vorteil von Jungs ist eine erhöhte Flexibilität bei der Entwicklung und der Genexpression. Das ist wahrscheinlich nicht der einzige Grund, aber es könnte einer der Gründe sein, warum C. elegans auf Jungs nicht verzichtet."
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