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 Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie