Befruchtung: Die Eizelle ist wählerisch

Partnerwahl im Eileiter: Die weiblichen Eizellen bestimmen offenbar mit, welche Spermien zum Zuge kommen – und von welchem Mann. Denn die chemischen Lockstoffe des Eis wirken auf die Spermien bestimmter Partner anziehender, wie nun Experimente enthüllen. Dieser Effekt könnte eine Art sexuelle Selektion nach dem Sex darstellen und dafür sorgen, dass bestimmte Paarungen eher zu Nachwuchs führen als andere, wie Forscher berichten.

Mit dem Sex beginnt für die Spermien ein opferreicher Wettlauf. Denn von vielen Millionen männlicher Samenzellen erreichen nur wenige ihr Ziel – die Eizelle. Welches Spermium das Rennen macht, hängt unter anderem von ihrer Fitness, ihrem Timing und ihrer Schwimmstrategie ab, aber auch von subtilen Signalen der Eizelle. Denn sie setzt chemische Lockstoffe frei, die den Spermien den Weg weisen.

Bestimmt die Eizelle mit?

Aber kann die Eizelle auch beeinflussen, welche Spermien bei ihr ankommen? Zumindest von einigen wirbellosen Meerestieren kennt man eine solche sexuelle Selektion auf Keimzell-Ebene: Der Lockstoff ihrer Eizellen wirkt nur auf die Samenzellen bestimmter Männchen attraktiv – möglicherweise diejenigen, die genetisch besonders kompatibel sind. Die Eizellen bestimmen dadurch mit, ob die Zeugung mit diesem Partner klappt oder nicht.

Vom Menschen allerdings war eine solche „Mitbestimmung“ bislang unbekannt. „Nach traditioneller Sicht dienen die chemischen Signale der Eizelle nur dazu, den Spermien den Weg zu zeigen“, erklärt Erstautor John Fitzpatrick von der Universität Stockholm. Ob nicht doch mehr dahintersteckt, haben er und sein Team nun im Experiment überprüft. Dafür beobachteten die Wissenschaftler die Reaktion der Spermien von gut 30 Männern auf die Lockstoff-haltige Follikelflüssigkeit verschiedener Frauen.

In einem Versuch konnten die Spermien zwischen den Eizell-Düften zweier Frauen wählen. In einem zweiten Versuch testete das Team die Attraktivität der Lockstoffe jeweils einzeln im Vergleich zu einer neutralen Kontrolle.

Anziehung hängt vom Partner ab – auch bei den Keimzellen

Das Ergebnis: Es ist offenbar keineswegs Zufall, wie stark ein Spermium auf den Lockstoff einer Eizelle reagiert. Stattdessen hängt dies stark davon ab, von welchem Mann und von welcher Frau die Keimzellen stammen. „Die Follikelflüssigkeit der einen Frau zog die Spermien des einen Mannes stärker an, während die Lockstoffe der anderen stärker auf die Spermien eines anderen Mannes wirkten“, berichtet Fitzpatrick. „Das zeigt, dass die Interaktion von Spermium und Eizelle von der spezifischen Identität der beteiligten Männer und Frauen abhängt.“

Warum jedoch die Samenzellen des Mannes auf den Lockstoff bestimmter Frauen stärker reagieren, ist bislang unklar. So spielte es für das Ergebnis keine Rolle, ob die Follikelflüssigkeit von der Lebenspartnerin des Mannes stammte oder nicht – hier konnten die Wissenschaftler keine Korrelationen in der Anziehungskraft finden. Dennoch sei diese selektive Reaktion nicht zufällig und wiederholbar, wie die Forscher feststellten.

Entscheidend für die Fortpflanzung?

Nach Ansicht der Wissenschaftler spricht dies dafür, dass es auch auf der Ebene der menschlichen Keimzellen eine sexuelle Selektion gibt: „Die chemische Kommunikation zwischen Eizellen und Spermien erlaubt es den Frauen, eine ‚kryptische Wahl‘ darüber zu treffen, von welchem Mann sie sich befruchten lassen“, so die Wissenschaftler. Allerdings: Diese Selektion ist unbewusst und von den Frauen nicht kontrollierbar – sie findet auf Zellebene statt.

Doch sollte sich die Existenz dieser kryptischen Selektion bestätigen, könnte dies vielleicht manche Fälle von ungewollter Kinderlosigkeit erklären. Denn bleibt die Zeugung ohne biologische Ursache aus, können Eizelle und Spermien dieser Partner sich womöglich einfach nicht gut riechen. „Die Tatsache, dass die chemischen Lockstoffe auf Spermien verschiedener Partner unterschiedlich wirken könnte für den Befruchtungserfolg schon entscheidend sein“, meinen Fitzpatrick und seine Kollegen. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2020; doi: 10.1098/rspb.2020.0805)

Quelle: Universität Stockholm