Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krötenart mit drei Chromosomensätzen vermehrt sich geschlechtlich

12.02.2002


Batura-Kröten bei der Paarung. Aus den Eiern entwickeln sich auf geschlechtlichem Weg Nachkommen, deren Erbgut zu zwei Dritteln von der Mutter und nur zu einem Drittel vom Vater stammt.
Foto: Matthias Stöck


Das Erbgut einer Batura-Kröte: Die Tiere besitzen elf verschiedene Chromosomen, die jeweils dreifach vorliegen.
Bild: Claus Steinlein/Michael Schmid


- Bislang einzigartig unter den Wirbeltieren -

Eine Krötenart aus Pakistan überrascht die Zoologen: Sie besitzt einen dreifachen Chromosomensatz, kann sich aber trotzdem geschlechtlich fortpflanzen. Bislang sind keine anderen Wirbeltiere bekannt, die dieses Kunststück fertigbringen. Wissenschaftler vom Biozentrum der Uni Würzburg sowie von den Universitäten Halle-Wittenberg und Bochum stellen die exotischen Tiere in der kommenden Ausgabe der Zeitschrift "Nature Genetics" vor.

Fast alle Wirbeltiere besitzen zwei Chromosomensätze: Einer stammt aus dem Spermium des Vaters, der andere aus der Eizelle der Mutter. Abweichungen von dieser Regel sind unter Wirbeltieren sehr selten und meist mit Beeinträchtigungen verbunden.

Wie empfindlich der Mensch schon auf eine geringe Veränderung der Chromosomenzahl reagiert, macht zum Beispiel das Down-Syndrom deutlich: Liegen allein vom Chromosom 21 drei statt zwei Exemplare vor, dann sind die Betroffenen behindert, ihre Lebensqualität und -erwartung sind eingeschränkt.

Unter den Wirbeltieren gibt es nur ganz selten Organismen mit drei Chromosomensätzen. Bisher glaubte man, dass solche Tiere sich entweder gar nicht oder zumindest nicht miteinander geschlechtlich fortpflanzen können.

Der Grund: Bei der Produktion von Ei- und Samenzellen wird normalerweise der doppelte Chromosomensatz halbiert. Anschließend werden die einzelnen Chromosomen nach dem Zufallsprinzip auf die Keimzellen verteilt. Wenn aber eine ungerade Zahl von Chromosomensätzen vorliegt, kommt es bei der Aufteilung zu Fehlern. Bei Wirbeltieren führt das in den meisten bislang bekannten Fällen zur Unfruchtbarkeit.

Davon gibt es nur wenige Ausnahmen, zum Beispiel die rein weiblichen Arten, die im Verlauf der Evolution entstanden sind: Bestimmte Eidechsen vermehren sich ungeschlechtlich, indem sie alle drei Chromosomensätze an ihre Töchter weitergeben. Mit diesen sind sie dann genetisch identisch.

Die Batura-Kröten (Bufo pseudoraddei baturae) aus Pakistan lösen ihr "dreifaches Problem" so: Die Männchen eliminieren einen Chromosomensatz und produzieren aus den übrigen beiden auf normalem Wege Spermien mit einem Satz Chromosomen. Die Weibchen sind dagegen in der Lage, einen ihrer drei Chromosomensätze separat zu verdoppeln. Auf diese Weise erreichen sie eine vierfache Ausstattung und erzeugen dann Eier mit zwei Chromosomensätzen. So entstehen Nachkommen, deren Erbgut zu zwei Dritteln von der Mutter und zu einem Drittel vom Vater stammt.

Der Entdecker der Batura-Kröten ist der Zoologe Dr. Matthias Stöck aus Halle. Im Verlauf seiner Doktorarbeit unternahm er viele Exkursionen nach Zentralasien, um dort die Verwandtschaft der in Deutschland heimischen Wechselkröte (Bufo viridis) zu erforschen. Im Karakorumgebirge im Norden Pakistans stieß er auf die dreifach mit Chromosomen bestückten Tiere. In den folgenden Jahren untersuchte Stöck dann mit Fachkollegen die Mechanismen, mit denen diese Kröten stabile Populationen aufrecht erhalten.

Mit Prof. Dr. Manfred Schartl und den Biologinnen Dr. Dunja K. Lamatsch und Dr. Kathrin P. Lampert vom Würzburger Lehrstuhl für Physiologische Chemie I untersuchte Dr. Stöck mittels molekularer Methoden die Vererbungsmuster. Methodische Unterstützung hierbei gewährte Prof. Dr. Jörg T. Epplen von der Uni Bochum.

Mit Prof. Dr. Michael Schmid und Claus Steinlein vom Würzburger Institut für Humangenetik, beides Experten für die Genetik von Amphibien, sowie mit Prof. Dr. Ulrich Scheer und Dr. Robert Hock vom Lehrstuhl für Zoologie I am Würzburger Biozentrum wurden die Chromosomen der Männchen und Weibchen dargestellt und der DNA-Gehalt von Körperzellkernen bestimmt. Den DNA-Gehalt der Zellkerne bei der Bildung von Spermien ermittelte Stöck mit Dr. Thomas Klapperstück von der Universitätshautklinik in Halle mit Methoden der Tumordiagnostik.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Manfred Schartl, T (0931) 888-4149, oder Prof. Dr. Michael Schmid, T (0931) 888-4077, E-Mail: 
schartl@biozentrum.uni-wuerzburg.de
 
schmid@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Stöck, M., D. K. Lamatsch, C. Steinlein, J. T. Epplen, W.-R. Grosse, R. Hock, T. Klapperstück, K. P. Lampert, U. Scheer, M. Schmid & M. Schartl (2002): "A bisexually reproducing all-triploid vertebrate", Nature Genetics 30, März 2002.

Robert Emmerich | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Komplexe biologische Systeme können nicht ohne Chaos existieren
17.02.2020 | Universität Rostock

nachricht Neue Hauptdarsteller im Meeresboden: Eine bislang kaum beachtete Bakteriengruppe im Rampenlicht
17.02.2020 | Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

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: Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzpulsspektroskopie (MBI) und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik haben durch die Kombination von Experiment und Theorie die Frage gelöst, wie Laserpulse die Magnetisierung durch ultraschnellen Elektronentransfer zwischen verschiedenen Atomen manipulieren können.

Wenige nanometerdünne Filme aus magnetischen Materialien sind ideale Testobjekte, um grundlegende Fragestellungen des Magnetismus zu untersuchen. Darüber...

Im Focus: Freiburg researcher investigate the origins of surface texture

Most natural and artificial surfaces are rough: metals and even glasses that appear smooth to the naked eye can look like jagged mountain ranges under the microscope. There is currently no uniform theory about the origin of this roughness despite it being observed on all scales, from the atomic to the tectonic. Scientists suspect that the rough surface is formed by irreversible plastic deformation that occurs in many processes of mechanical machining of components such as milling.

Prof. Dr. Lars Pastewka from the Simulation group at the Department of Microsystems Engineering at the University of Freiburg and his team have simulated such...

Im Focus: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

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

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste Untersuchungsergebnisse zum "Sensations-Meteoritenfall" von Flensburg

17.02.2020 | Geowissenschaften

Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

17.02.2020 | Physik Astronomie

Freiburger Forscher untersucht Ursprünge der Beschaffenheit von Oberflächen

17.02.2020 | Materialwissenschaften

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