Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Mütter ihren Nachwuchs für die Zukunft wappnen

21.12.2001


Weibliche Wasserflöhe geben Informationen über Umweltbedingungen an ihre Nachkommen weiter


Wasserflöhe (Daphnien) beeinflussen die Bereitschaft ihrer eingeschlechtlich erzeugten Nachkommen, in die zweigeschlechtliche Reproduktion einzutreten und widerstandsfähige Dauereier zu bilden. Wie Victor Alekseev und Winfried Lampert vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön in der Nature-Ausgabe vom 20. Dezember 2001 berichten, zeigen Laborexperimente, dass die weiblichen Wasserflöhe ihren Töchtern über das Ei Informationen über Nahrungsbedingungen und Tageslänge, unter denen sie leben, weitergeben. Damit ermöglichen sie ihrem Nachwuchs, sich mit ihrer Fortpflanzungsstrategie optimal an die vorherrschende Jahreszeit anzupassen.

In den Lebensgemeinschaften von Seen spielen Wasserflöhe (Daphnien) eine bedeutende Rolle. Ihr Erfolg, sich in diesem Ökosystem zu behaupten, beruht dabei vor allem auf ihrer Fortpflanzungsweise: Daphnien pflanzen sich eingeschlechtlich, also über Parthenogenese (Jungfernzeugung) fort. Aufgrund dieser Fortpflanzungsweise können sie leicht als Klone kultiviert werden. Und das hat sie zu einem überaus interessanten Modellorganismus in der aquatischen Ökologie gemacht. Im Zentrum wissenschaftlicher Untersuchungen stehen die Strategien, mit denen diese sehr kurzlebigen Organismen (Daphnien leben nur wenige Wochen) ihren Lebenszyklus an sich wandelnde Umweltbedingungen anpassen.


Eine weibliche Daphnia stößt ein sattelförmiges Gebilde (Ephippium) ab, das sich über dem Brutraum auf ihren Rücken gebildet hat. Dieses enthält zwei Dauereier, die durch zweigeschlechtliche Reproduktion entstanden sind, eine Fortpflanzungsart, die bei Daphnien nur selten vorkommt. Das Ephippium kann Jahrzehnte unter ungünstigen Umweltbedingungen überleben, bevor aus den Dauereiern neue Daphnien schlüpfen.

Zu bestimmten Zeiten gehen die weiblichen Wasserflöhe zu bisexueller, also zweigeschlechtlicher Fortpflanzung über. Über dem Brutraum eines weiblichen Wasserflohs entsteht dann ein sattelförmiges Gebilde (Ephippium), das zwei Dauereier enthält. Diese können, wenn für die Daphnien ungünstige Umweltbedingungen vorherrschen, viele Jahre beispielsweise in Seesedimenten überleben. So werden Dauereier vor allem im Spätherbst gebildet, weil sich zu diesem Zeitpunkt die Futterbedingungen für die Daphnien deutlich verschlechtern. Die Umstimmung der parthenogenetischen Weibchen zu bisexueller Fortpflanzung erfordert verschiedene Signale aus der Umwelt. Für die Forscher stellt sich die Frage, welche Umweltstimuli für das exakte "Timing" ausschlaggebend sind. Denn einerseits muss die Umstimmung im Reproduktionszyklus erfolgen, bevor es für die Wasserflohpopulation zu spät ist und sie Gefahr läuft, an Futtermangel einzugehen, andererseits wäre es ausgesprochen ineffektiv, wenn die Weibchen auf kurze Perioden von Futtermangel oder Kälteeinbrüche im Sommer bereits mit der Umschaltung auf Dauereierproduktion reagierten.

Viktor Alekseev, Gastforscher aus St. Petersburg, und Winfried Lampert vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön haben jetzt einen Mechanismus gefunden, mit dem sich erklären lässt, weshalb es sowohl im späten Frühjahr als auch im Herbst zur schubweisen Produktion von Dauereiern kommen kann. In kontrollierten Laborexperimenten wurden die meisten Dauereier produziert, wenn die Mutter reichlich Futter hatte, die Nachkommen aber wenig, und wenn gleichzeitig beide unter Kurztagbedingungen (d.h. 10 Stunden Licht/14 Stunden Dunkel) lebten. Diese Situation ist im Freiland nur im Herbst gegeben, wenn tatsächlich massive Dauereiproduktion gefunden wird. Die Laborergebnisse erklären aber auch das gelegentliche Auftreten eines zweiten Schubs von Dauereierproduktion im Frühsommer: Hier kann es durch die Filtriertätigkeit der Daphnien im See zu einem "Klarwasserstadium" und damit ebenfalls zu Futtermangel kommen. Unter keinen Umständen wurden Dauereier gebildet, wenn die zweite Generation unter guten Futterbedingungen lebte.

Für die Bereitschaft der Nachkommen, Dauereier zu bilden, waren also nicht nur Informationen über die Umweltbedingungen ausschlaggebend, denen sie selbst ausgesetzt waren, sondern auch die Futter- und Lichtbedingungen (Tageslänge), unter denen ihre Mütter gelebt hatten. Offensichtlich haben weibliche Wasserflöhe einen Weg gefunden, ihrem Nachwuchs diese Informationen über die Eier mitzugeben. Die Weitergabe von Umweltinformationen an die nächste Generation ist eine interessante Möglichkeit für kurzlebige Organismen ihren Lebenszyklus an die Umweltbedingungen optimal anzupassen. In der evolutionären Ökologie spielen solche "maternalen Effekte" zunehmend eine Rolle.

| Max-Planck-Gesellschaft

Weitere Berichte zu: Daphnien Dauereier Nachkommen Umweltbedingung Wasserflöhe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Betazellfunktion im Tiermodell wiederhergestellt: Neue Wirkstoffkombination könnte Diabetes-Remission ermöglichen
21.02.2020 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Darmkrebs: Erhöhte Lebenserwartung dank individueller Therapien
20.02.2020 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

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: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
find and help
zur Aktionsseite >>>
Aktuelle Beiträge

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
>>> zur Jobsuche