Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vielfältige Spermienevolution bei Plattwürmern

11.01.2011
Spermien haben während der Evolution verschiedene Formen ausgebildet, mit denen sie sich optimal an das Paarungsverhalten und auf den sich daraus ergebenden Weg zur Eizelle angepasst haben. Dies berichten Forschende aus der Schweiz, England und Japan in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «PNAS» für eine Gruppe von Plattwürmern. Mit dieser Studie wird die verblüffende Diversität der Spermien besser verständlich.

Klein und unscheinbar, sind Spermien die wohl diversesten aller Zelltypen. Und dies, obwohl sie meist nur kurz leben und ihnen die scheinbar einfache Aufgabe zukommt, eine Eizelle zu finden und zu befruchten. Hindernisse und Konkurrenz auf dem Weg zum Ei erschweren ihnen allerdings das Leben. Dazu kommt, dass sie an ihrem Ziel nicht immer willkommen sind.


Ein sich reziprok verpaarendes Pärchen der freilebenden Plattwurm-Art Macrostomum lignano.
Foto: Lukas Schärer

Wenn sich ein Weibchen mit mehreren Männchen paart, entsteht unter den Spermien ein Wettstreit, bei dem jene im Vorteil sind, die zum Beispiel flinker unterwegs oder schlicht in der Überzahl sind. Oft baut das Weibchen zudem Schikanen ein, damit nur fitte Spermien zur Befruchtung gelangen. Schliesslich kann es sein, dass ein Weibchen von einem der Begatter gar keine Spermien erhalten wollte und sich auch nach der Paarung noch gegen dessen Spermien entscheiden möchte. Die unterschiedlichen Interessen der Partner führen zu sexuellen Konflikten und resultieren in einem koevolutionären Wettkampf, bei dem es darum geht, wer die Kontrolle über die übertragenen Spermien behält.

Bei Simultanzwittern wie den Plattwürmern und vielen Schnecken, die gleichzeitig männlich und weiblich sind, stellt man sich diese Konflikte womöglich schwächer vor. Jedoch gibt es Gründe anzunehmen, dass bei Zwittern beide Partner oft eine Präferenz für die männliche Geschlechterrolle haben. Was sollen also Zwitter tun, die sich fortpflanzen möchten?

Zwei Szenarien
Eine von zwei Lösungen ist, sich wechselseitig zu paaren, d.h. bei jeder Paarung sowohl die männliche wie die weibliche Rolle auszuüben, und sich erst nachher darum zu kümmern, wie man unerwünschte Spermien wieder los wird. Dieses Szenario beobachtete ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Lukas Schärer vom Zoologischen Institut der Universität Basel bei einer Art der Plattwurmgattung Macrostomum. Diese Würmer scheinen nach der gegenseitigen Paarung die empfangenen Spermien mit dem Mund wieder aus der eigenen weiblichen Geschlechtsöffnung herauszusaugen. Da der Samenspender aber kein Interesse daran hat, dass dies gelingt, haben seine Spermien zwei Widerhaken, welche vermutlich dieses Heraussaugen erschweren.

Die zweite, ganz andere Lösung besteht darin, dem Partner ohne sein Einverständnis eine Ladung Spermien zu übertragen, während man selber versucht, keine abzubekommen. Dieses Szenario ist bei einer anderen Macrostomum-Art verwirklicht, bei der das Kopulationsorgan einer Injektionsnadel gleicht. Damit injizieren die Würmer ihre Spermien direkt unter die Haut des Partners, wo sie durchs Gewebe zur Eizelle kriechen. Widerhaken wären dabei wohl eher hinderlich, und so fehlen sie bei dieser Art denn auch.

Die artenreiche Gattung Macrostomum erlaubt, aussagekräftige vergleichende Studien durchzuführen, und die Forschenden konnten zeigen, dass viele Arten morphologisch klar in das eine oder andere Szenario fallen. Aufgrund von molekulargenetischen Verwandschaftsanalysen, die mit Wissenschaftlern des Naturhistorischen Museums in London und der japanischen Hirosaki-Universität erarbeitet wurden, konnten sie belegen, dass die Besamung unter die Haut zweimal unabhängig entstanden ist und zu einer erstaunlichen Ähnlichkeit in der morphologischen Ausprägung der Geschlechtsorgane und der Spermien dieser nur entfernt verwandten Arten geführt hat. Dies lässt interessante Schlüsse über die Faktoren zu, welche die Evolution der Spermien bestimmen.

Originalbeitrag
Lukas Schärer, D. Timothy J. Littlewood, Andrea Waeschenbach, Wataru Yoshida, and Dita B. Vizoso
Mating Behavior and the Evolution of Sperm Design
PNAS published ahead of print January 10, 2011 | doi: 10.1073/pnas.1013892108
Weitere Auskünfte
Dr. Lukas Schärer, Universität Basel, Zoologisches Institut, E-Mail: lukas.scharer@unibas.ch

Reto Caluori | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch
http://www.pnas.org/content/early/2011/01/05/1013892108.abstract
http://evolution.unibas.ch/scharer/research/press/PNAS_press_materials/PNAS_press_materials.html

Weitere Berichte zu: Eizelle Evolution Macrostomum Paarung Plattwürmer Sperma Spermienevolution Widerhaken

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteine entdecken, zählen, katalogisieren
28.06.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an
28.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive