Geschlechtshormone wie Testosteron und Östrogen entfalten ihre Wirkung, indem sie an Rezeptoren binden. Bei Testosteron ist das der Androgenrezeptor. Wird dieser durch das Hormon aktiviert, sorgt er dafür, dass bestimmte Gene abgelesen und die entsprechenden Proteine produziert werden. Diese prägen unter anderem das Aussehen und Verhalten. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass kastrierte Hähne, denen die Hoden für die Testosteronproduktion fehlen, weniger aggressiv sind und nicht krähen.
Äußerliche Unterschiede
Um im Detail nachzuvollziehen, wie der Androgen-Signalweg die sexuelle Entwicklung bei Vögeln prägt, hat ein Team um Kamila Lengyel vom Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz in Seewiesen Hühner genetisch so manipuliert, dass sie ohne Androgenrezeptor geboren wurden. Auf diese Weise konnten die Forschenden bei männlichen und weiblichen Individuen untersuchen, welche direkten Auswirkungen Testosteron auf Aussehen, Fruchtbarkeit und Verhalten hat. Indirekte Auswirkungen, etwa dadurch, dass ein Teil des Testosterons in Östrogen umgewandelt wird, blieben dagegen unberührt.
Die Tiere ohne Androgenrezeptor unterschieden sich deutlich von nicht genetisch veränderten Artgenossen: „Entscheidende Geschlechtsmerkmale wie Kamm, Kehllappen und Sexualverhalten blieben bei beiden Geschlechtern unterentwickelt“, berichten die Forschenden. Dadurch ließen sich die genetisch veränderten Hühner und Hähne kaum voneinander unterscheiden. Einzelne Geschlechtsunterschiede blieben aber dennoch erhalten: So waren auch die Hähne ohne Androgenrezeptor größer als die Hühner und besaßen zudem die typisch männlichen Schwanzfedern. „Das äußere Erscheinungsbild der Hähne wird demnach nicht ausschließlich durch den Androgen-Signalweg bestimmt“, erklärt Lengyels Kollegin Mekhla Rudra.
Unfruchtbar trotz normalem Hormonspiegel
Die Hormonproduktion entwickelte sich bei den Tieren ohne Androgenrezeptor normal. Sowohl Hähne als auch Hühner produzierten trotz der genetischen Veränderung ähnlich viel Testosteron wie Wildtyp-Artgenossen. Ihr Testosteronspiegel war also ähnlich hoch, konnte jedoch ohne den entsprechenden Rezeptor nicht seine Wirkung entfalten. Das zeigte sich auch daran, dass Hähne ohne Androgenrezeptor nicht krähten – nicht einmal dann, wenn die Forschenden ihnen bereits als Küken zusätzliches Testosteron spritzten. Stattdessen gaben diese Hähne ungewöhnliche Lautäußerungen von sich, die weder für Hähne noch für Hühner typisch sind. „Diese einzigartigen Lautäußerungen sollen in zukünftigen Studien detailliert analysiert werden“, schreibt das Team.
Auch für die Fortpflanzung ist der Androgen-Signalweg offenbar entscheidend: „Hühner und Hähne ohne Androgenrezeptor entwickelten zwar Hoden und Eierstöcke, waren aber unfruchtbar“, berichten die Forschenden. Weibliche Tiere ohne Androgenrezeptor legten keine Eier, männliche entwickelten keine Spermien. Insgesamt belegen die Ergebnisse den Forschenden zufolge, dass Testosteron für die sexuelle Entwicklung beider Geschlechter notwendig ist. Ohne den Androgenrezeptor konnten weder Hähne noch Hühner ihre typischen Geschlechtsmerkmale ausprägen.
