Kurios: Taktisch angepasste Spermien - wissenschaft.de
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Kurios: Taktisch angepasste Spermien

Ein Nestmännchen gibt Spermien in ein Schneckenhaus ab, in dem ein Weibchen Eier legt. In der Spitze der Schnecke sitzt ein Schmarotzermännchen, um sich ebenfalls eine Chance auf Befruchtung zu ergattern. (Bild: Michael Taborsky, Universität Bern)

Es wird gekämpft, gebalzt, getrickst… Der Kampf um den Fortpflanzungserfolg treibt unter Männchen im Tierreich teils kuriose Blüten. Nun berichten Forscher über einen besonders erstaunlichen Fall: Um Nebenbuhler zu übertrumpfen, passen Buntbarschmännchen die Leistung ihrer Spermien an ihre jeweilige Fortpflanzungstaktik an. Aus strategischen Gründen sind die Keimzellen entweder zu Sprintern oder zu Ausdauerschwimmern „ausgebildet“.

Das Fortpflanzungssystem bei der Buntbarschart Lamprologus callipterus aus dem afrikanischen Tanganjikasee ist rundum ausgesprochen skurril: Es gibt bei diesen Fischen nicht nur eine Version von Männchen, sondern zwei: Die „braven“ sogenannten Nestmännchen und die raffinierten Schmarotzermännchen. Die Nestmännchen sammeln leere Schneckenhäuser und bieten sie ihren „Herzensdamen“ als Bruthöhlen an. Bei Erfolg schwimmt das vergleichsweise kleine Weibchen in das Schneckenhaus und legt dort ihre Eier ab. Anschließend entlässt das Nestmännchen zur Befruchtung seinen Samen am Eingang des Schneckenhauses.

Nestmännchen gegen Schmarotzermännchen

Die winzigen Schmarotzermännchen ersparen sich hingegen den Aufwand mit dem Schneckenhaus – sie erschleichen sich stattdessen die Chance zur Befruchtung. Sie besitzen nur ein sechzigstel der Größe der Nestmännchen und nutzen diesen Vorteil, um sich unbemerkt in die Spitze des Schneckenhauses des Besitzers zu schlängeln. Von hier aus entlässt der Schlawiner dann sein Sperma, um die Chance zu ergattern, einige Eier zu befruchten, die das Weibchen in das Schneckenhaus gelegt hat.

Die Spermien der beiden Männchen-Typen finden allerdings unterschiedliche Bedingungen vor, fiel den Forschern um Michael Taborsky vom Institut für Ökologie und Evolution der Universität Bern auf: Während das große Nestmännchen seine Spermien nur in den Eingang des Schneckenhauses abgeben kann, befruchtet das Zwergmännchen die Eier innerhalb des Schneckenhauses. Seine Spermien müssen deshalb eine deutlich kürzere Strecke zurücklegen als die Spermien der Nestmännchen.

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Sprinter- versus Ausdauer-Spermien

Wie die Forscher nun zeigen konnten, unterscheiden sich die beiden Männer-Versionen tatsächlich nicht nur im Äußeren sondern auch in den Merkmalen ihrer Spermien: „Während die Keimzellen der Zwergmännchen am Anfang sehr schnell und zielgerichtet schwimmen, sind die Nestmännchen-Spermien im Vergleich dazu eher träge und weniger effizient im Verfolgen ihrer Schwimmrichtung“, berichtet Taborsky. Dies kann aber auch ein Vorteil sein: Während den schnellen Spermien der Zwergmännchen schon nach zwei bis drei Minuten Schwimmen die Energie ausgeht, halten die Nestmännchen-Spermien wesentlich länger durch. Sie können dadurch auch dann noch Eier befruchten, wenn sie diese nach dem vergleichsweise langen Weg ins Schneckenhaus endlich erreichen.

Die unterschiedliche Leistung ist dabei mit der Bauweise der Spermien verknüpft, stellten die Forscher fest: Die Köpfe der Spermien sind bei den Nestmännchen im Vergleich zu ihren Konkurrenten grösser, womit sie über mehr Energiereserven verfügen – was aber auf Kosten der Effizienz in der Fortbewegung geht. Die Forscher konnten somit dokumentieren, dass sogar innerhalb einer Art unterschiedliche Männchen-Typen Spermien hervorbringen können, die auf entgegengesetzte Leistungsmerkmale spezialisiert sind: Entweder langsame Ausdauerschwimmer oder schnell erschöpfte Sprinter.

Quelle: Universität Bern, Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.aap8563

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