Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Wespen über Sex aussagen

25.02.2011
Ob sich eine bestimmte Blattlauswespe sexuell oder asexuell vermehrt, darüber entscheidet ein einziges Gen. Diese neue Erkenntnis eines Forschungsteams für Evolutionäre Ökologie, das an der ETH Zürich angesiedelt ist, kann nicht nur helfen, eine zentrale Frage der Evolutionsbiologie zu beantworten, sondern ist auch für die biologische Schädlingsbekämpfung interessant.

Wieso gibt es eigentlich Sex? Auf diese simple Frage haben die Evolutionsbiologen bis heute keine befriedigende Antwort gefunden. Die geschlechtslose Fortpflanzung wäre „ökonomischer“, da bei der sexuellen Vermehrung mit getrennten Geschlechtern nur ein Teil der Lebewesen Nachkommen zur Welt bringt. Dennoch hat sich im Laufe der Evolution die sexuelle Vermehrung weitgehend durchgesetzt.

Warum dies so ist, versuchen verschiedene Theorien zu erklären, allerdings haben alle diese Theorien das Problem, dass sie sich empirisch nur schwer überprüfen lassen. Es gibt zwar vereinzelte Tierarten, die sich sowohl sexuell als auch asexuell fortpflanzen; doch üblicherweise unterscheiden sich bei diesen Arten die Individuen, die sexuell gezeugt wurden, auch in anderen Merkmalen von den asexuell gezeugten, so dass ein direkter Vergleich kaum mehr aussagekräftig ist.

Christoph Vorburger, SNF-Förderungsprofessor für Evolutionäre Ökologie am Institut für Integrative Biologie der ETH Zürich und der EAWAG in Dübendorf, und sein Doktorand Christoph Sandrock, der an der Universität Zürich tätig ist, haben nun entdeckt, dass eine bestimmte parasitäre Wespenart sich ideal für solche Fortpflanzungsstudien eignet. Die beiden Forscher haben die Blattlauswespe Lysiphlebus fabarum untersucht, von der man schon seit Längerem weiss, dass sie sich auf beide Weisen fortpflanzen kann. Vorburger und Sandrock konnten zeigen, dass sich asexuelle und sexuelle Individuen bei dieser Wespenart praktisch nicht unterscheiden – ausser eben, dass sie sich anders fortpflanzen. Die genetischen Unterschiede zwischen den Individuen sind also nicht grösser, als dies in einer Population ohnehin der Fall wäre.

Wespe hält sich an Vererbungsgesetze
Bei den Wespen, die sich sexuell fortpflanzen, entstehen die Weibchen aus be-fruchteten Eizellen, die Männchen hingegen aus unbefruchteten Eizellen. Bei den asexuellen Wespen hingegen bringen die Weibchen ohne Befruchtung nur Töchter zur Welt. Vorburger und Sandrock wollten nun wissen, welche genetischen Faktoren darüber entscheiden, ob sich eine Wespe geschlechtlich oder ungeschlechtlich fortpflanzen wird. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass dieser fundamentale Unterschied offenbar nur gerade von einem einzigen Gen kontrolliert wird. Anhand von Kreuzungsversuchen konnten die beiden Wissenschaftler zudem nachweisen, dass das Merkmal rezessiv vererbt wird. In der dritten Generation ihres Versuchs fanden sich genau 12,5 Prozent Weibchen, die sich asexuell vermehren – das ist just so viel, wie von den Mendelschen Vererbungsgesetzen für ein rezessives Merkmal vorausgesagt wird.

Welches Gen die Fortpflanzungsweise bestimmt, wissen Vorburger und Sandrock noch nicht. «Wir konnten nur nachweisen, dass sich das Merkmal wie ein einziger genetischer Faktor verhält, und wir kennen bereits einen Mikrosatelliten, also einen genetischen Marker, der sich in der Nähe des entscheidenden Gens befindet», erklärt Vorburger. «In einer weiterführenden Studie möchten wir diese Frage nun beantworten.»

Effizientere Methode für Schädlingsbekämpfung?
Doch nicht nur für Evolutionsbiologen sind die Erkenntnisse der Forschenden interessant: Blattlauswespen wie Lysiphlebus fabarum werden für die biologische Schädlingsbekämpfung eingesetzt, da diese Wespen ihre Eier in die Blattläuse pflanzen und die Schädlinge dadurch töten. Da bei den sexuellen Wespen nur die Hälfte der Individuen effektiv einen Betrag zur Schädlingsbekämpfung leistet – nämlich die Weibchen, die ihre Eier in die Blattläuse legen – könnte die Effizienz der Methode möglicherweise verbessert werden, wenn dafür asexuelle Wespen verwendet würden. «Allerdings könnte es auch sein, dass die höhere Effizienz nur kurzfristig ein Erfolg wäre, dann nämlich, wenn sich die Bedingungen ändern und die Wespe es nicht schafft, sich anzupassen», hält Vorburger fest. Bei der asexuellen Vermehrung entstehen nur genetisch einheitliche Linien. Weil es keine genetische Durchmischung gibt, wird die Anpassung an veränderte Bedingungen schwierig. Und genau diese Anpassungsfähigkeit – so glauben viele Evolutionsbiologen – ist letztlich der Grund, warum sich in der Natur die sexuelle Vermehrung durchgesetzt hat, auch wenn sie auf den ersten Blick weniger ökonomisch zu sein scheint.
Weitere Informationen
ETH Zürich & EAWAG
Prof. Christoph Vorburger
Institut für Integrative Biologie
+41 44 823 51 96
vorburgc@ethz.ch

Franziska Schmid | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch/media/detail?pr_id=1028

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Schlafverlust wirkt sich bei Frauen und Männern unterschiedlich auf die Aktivität von DPP-4 aus
15.12.2017 | Deutsches Zentrum für Diabetesforschung

nachricht Verteidigung um fast jeden Preis
14.12.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

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: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung