Männliche Partnerwahl und die stabile Koexistenz sexueller und asexueller Fischarten

In der Biologie ist es eine wesentliche Frage, zu erklären, warum es sexuelle Rekombination in der Natur gibt. Dr. Martin Plath von der Arbeitsgruppe Tierökologie der Universität Potsdam untersucht gemeinsam mit seinen amerikanischen Kollegen Rüdiger Riesch und Prof. Ingo Schlupp vom Department of Zoology in Norman, Oklahoma (USA) die Koexistenz sexueller und asexueller Fischarten der Gattung Poecilia (lebendgebärende Zahnkärpflinge) in Südtexas und Nordmexiko.

Nicht selten kommt es vor, dass in einer Population spontan eine Mutante, ein genetisch verändertes Lebewesen, auftritt, die keinen Sex braucht, um Nachkommen hervorzubringen. Was passiert nun in solchen „gemischten“ Populationen? Die asexuelle Art besteht nur aus Weibchen und erzeugt in der nächsten Generation erneut nur weibliche Nachkommen, die mit der Mutter genetisch identisch sind. Man spricht hier von natürlichen Klonen. Anders hingegen ist es bei der sexuellen Art. Hier entstehen zu gleichen Anteilen Männchen und Weibchen. Diese Männchen erzeugen selber keine Jungtiere, sondern liefern lediglich Spermien, so dass theoretisch sehr wenige Männchen ausreichen würden, um eine sexuelle Population „am Leben“ zu erhalten. Theoretische Überlegungen zeigen, dass sexuelle Arten einen Nachteil gegenüber asexuellen haben, weil das Populationswachstum asexueller Arten das der sexuellen bei weitem übertrifft. Längerfristig führt dies zum lokalen Aussterben sexueller Arten.

In Texas bilden asexuelle Amazonenkärpflinge (Poecilia formosa) mit sexuellen Breitflossenkärpflingen (P. latipinna) gemischte Populationen. Die Besonderheit in diesem System liegt darin, dass die asexuellen Amazonenkärpflinge spermienabhängig sind. Das heißt, sie erzeugen zwar klonale Nachkommen, benötigen aber Spermien der sexuellen Art, um die Embryonalentwicklung ihrer Eier auszulösen. In solchen Systemen, so sagen es theoretische Modelle voraus, wird langfristig zuerst die sexuelle Art verdrängt, und kurz darauf stirbt die asexuelle Art aus, da sie nicht ohne die Männchen der sexuellen Art existieren kann. Es ergibt sich die Frage, warum beide Arten stabil miteinander koexistieren können. Aus Studien ist bekannt, dass Breitflossenkärpflingsmännchen im Labor Paarungspräferenzen für arteigene Weibchen zeigen. Theoretisch könnte die „Verhaltensregulation“ tatsächlich eine wichtige Rolle für die Koexistenz sexueller und asexueller Poecilia-Arten spielen, wenn die Partnerwahl der Männchen den asexuellen Weibchen einen Nachteil in Form von geringeren Nachkommenszahlen verschafft. Bislang war es jedoch völlig unklar, ob männliche Partnerwahl unter natürlichen Bedingungen stattfindet und ob dies Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit der zwei Weibchentypen im Freiland hat. Männchen gelten als weniger wählerisch im Vergleich zu den Weibchen, da die Spermienproduktion als wenig energieaufwendig angesehen wird. In einer Feldstudie wurden gemischte Populationen im Verlauf eines Jahres mehrfach beprobt. Weibchen beider Arten wurden untersucht. Es stellte sich heraus, dass ein wesentlich höherer Anteil sexueller Weibchen Spermien in ihrem Genitaltrakt hatte. Unter diesen Weibchen war die Anzahl der Spermien im Genitaltrakt bei den sexuellen Weibchen höher. Weitere Untersuchungen zeigen, dass asexuelle Weibchen eine größere Anzahl unbefruchtete Eier haben als sexuelle. Es scheint also, dass die männliche Partnerwahl in der Tat der Schlüssel zum Verständnis der stabilen Koexistenz sexueller und asexueller Poecilia-Arten darstellt.

Ihre neuesten Forschungsergebnisse veröffentlichen die Biologen aus Potsdam und Norman in der Zeitschrift Biology Letters der Proceedings of the Royal Society London.

Hinweis an die Redaktionen:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dr. Martin Plath von der Universität Potsdam telefonisch unter 0331/977-5586, E-Mail: mplath@uni-potsdam.de oder martin_plath@web.de zur Verfügung.

Riesch, R.; Schlupp, I.; Plath, M. (2008) Female sperm-limitation in natural populations of a sexual/asexual mating-complex (Poecilia latipinna, Poecilia formosa). Proceedings of the Royal Society London: Biology Letters, online 5. März 2008