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Zwergflusspferde zeugen lieber Töchter

29.02.2012
Männliche Zwergflusspferde haben mehr Spermien mit X- als mit Y-Chromosomen im Ejakulat. Dadurch produzieren sie mehr weibliche Nachkommen.

Dieses bahnbrechende Ergebnis hat jetzt ein Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in einer Studie der Online-Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.


Zwergflusspferd -Mutter mit Kalb
Foto: Gabriela Galateanu

IZW-Wissenschaftler Dr. Joseph Saragusty und seine Kollegen untersuchten im Zoo gehaltene Zwergflusspferde und fanden einen Überschuss an Weibchen, die auch überwiegend weiblichen Nachwuchs bekamen (58 Prozent). Während man bisher immer davon ausgegangen war, dass die Verschiebung im Geschlechterverhältnis vom weiblichen Tier beeinflusst wird, zeigt die jetzige Studie erstmals, dass auch Säugetier-Männchen das Geschlechterverhältnis ihrer Nachkommen beeinflussen können, indem sie das Verhältnis der Geschlechtschromosomen im Ejakulat zugunsten X-Chromosom-tragender Spermien verschieben. Die Wissenschaftler vermuten, dass es für die männlichen Zwergflusspferde von Vorteil ist, mit dieser Methode die künftige männliche Konkurrenz um weibliche Partner gering zu halten.

Die Frage der Geschlechtsbestimmung der Nachkommenschaft hat Forscher seit je her interessiert, doch trotz tausender wissenschaftlicher Studien ist der Mechanismus, durch den das Geschlechterverhältnis der Nachkommen verschoben wird, noch unbekannt. Von Natur aus haben die Geschlechter bei der Reproduktion Chancengleichheit. Studien haben gezeigt, dass viele Einflussfaktoren zur Verschiebung des Geschlechterverhältnisses beim Nachwuchs von Tieren und Menschen führen können. Einfluss auf das Geschlecht haben z. B. Zeitpunkt der Kopulation, akuter oder chronischer Stress, Paarungsrate, Einfluss von Umweltverschmutzungen, wie z. B. polychlorierte Biphenyle (PCB) oder Phytoöstrogene.

Weibliche Tiere setzen einen hohen Energieaufwand für die Aufzucht ihrer Jungen ein. Sollte es Mechanismen geben, die das Geschlechterverhältnis beeinflussen können, müssten diese eigentlich beim Weibchen zu finden sein. Bei Säugetieren tragen alle weiblichen Eizellen ein X-Chromosom, während die Spermien des Männchens entweder ein X oder ein Y-Chromosom tragen. Das Geschlecht des Nachwuchses hängt somit von dem männlichen Spermium ab, das die Eizelle befruchtet. Bisher wurde angenommen, dass das Ejakulat etwa die gleiche Anzahl X- und Y-Chromosom-tragender Spermien enthält. Jetzt zeigte das Forscherteam des IZW, dass Zwergflusspferdbullen den Anteil X-Chromosom-tragender Spermien im Ejakulat erhöhen können.

"Während jeder nach dem Mechanismus bei den Weibchen suchte, entschieden wir uns zunächst, den Einfluss der Männchen auf das Geschlecht der Nachkommen zu ermitteln. Durch Anfärben der X-und Y-Chromosomen in den Spermien im Ejakulat mit unterschiedlichen Fluoreszenz-Farben fanden wir heraus, dass es bei allen untersuchten Männchen erheblich mehr Spermien gab, die das X-Chromosom tragen", sagt der Leiter der Studie, Dr. Joseph Saragusty vom IZW.

Diese Studie ist die erste Studie, die darauf hindeutet, dass bei Säugetieren auch Männchen über einen Mechanismus zur Änderung des Geschlechterverhältnisses in der Population verfügen. „Eigentlich galt, dass Männchen keine Kontrolle über die Bestimmung des Geschlechts ihrer Nachkommen haben; die Entscheidung liegt letzten Endes bei den Weibchen", erklärt Dr. Saragusty, "aber durch die Bereitstellung von deutlich mehr Spermien eines bestimmten Geschlechts können sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass eine von ihnen die Eizelle befruchten wird."

"Wir wissen nicht, durch welchen Mechanismus die Männchen das Verhältnis der X- und Y-Chromosomen beeinflussen, noch wodurch dieser Mechanismus in Gang gesetzt wird", ergänzt Dr. Robert Hermes des IZW, "aber es könnte für die Männchen eine Strategie darstellen, um die Konkurrenz zwischen den Männchen gering zu halten." „Wenn dieser Mechanismus nicht nur bei Zwergflusspferden auftritt, sondern ein Bestandteil der männlichen Reproduktion im Allgemeinen ist", ergänzt Dr. Saragusty," könnte es eine alternative Erklärung für eine Reihe von Verschiebungen im Geschlechterverhältnis bei Populationen - wie zum Beispiel den Überhang von männlichen Geburten beim Menschen - liefern, welche bisher allein den Weibchen zugeschrieben wurde.“

Diese Studie wurde in Zusammenarbeit mit einem Wissenschaftler von der Zoological Society of London in Großbritannien durchgeführt und durch den "Pakt für Forschung und Innovation" finanziert.

Publikation: Saragusty J, Hermes R, Hofer H, Bouts T, Göritz F, Hildebrandt TB (2012). Male pygmy hippopotamus influence offspring sex ratio. Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms1700

Ansprechpartner und Fotos
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Str. 17
10315 Berlin
Dr. Joseph Saragusty, 0049 30 51 68 233, saragusty@izw-berlin.de
Dr. Robert Hermes, 0049 30 51 68 243, hermes@izw-berlin.de
Steven Seet, 0049 30 5168 108, seet@izw-berlin.de

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1038/ncomms1700
http://www.izw-berlin.de/

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