Männliche Zwergflusspferde haben mehr Spermien mit X- als mit Y-Chromosomen im Ejakulat. Dadurch produzieren sie mehr weibliche Nachkommen. Dieses überraschende Ergebnis hat jetzt eine Studie eines Berliner Forscherteams in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ geliefert.
Die Wissenschaftler um Joseph Saragusty vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) untersuchten dafür im Zoo gehaltene Zwergflusspferde und fanden einen Überschuss an Weibchen, die auch überwiegend weiblichen Nachwuchs bekamen.
Verschiebung im Geschlechterverhältnis
Während Forscher bisher immer davon ausgingen, dass die Verschiebung im Geschlechterverhältnis vom weiblichen Tier beeinflusst wird, zeigt die aktuelle Untersuchung nun erstmals, dass auch Säugetier-Männchen das Geschlechterverhältnis ihrer Nachkommen beeinflussen können – indem sie das Verhältnis der Geschlechtschromosomen im Ejakulat zugunsten X-Chromosom-tragender Spermien verschieben.
Die Biologen vermuten, dass es für die männlichen Zwergflusspferde von Vorteil ist, mit dieser Methode die künftige männliche Konkurrenz um weibliche Partner gering zu halten.
Gleiche Chancen bei der Reproduktion
Die Frage der Geschlechtsbestimmung des Nachwuchses hat Forscher seit jeher interessiert. Doch trotz tausender wissenschaftlicher Studien ist der Mechanismus, durch den das Geschlechterverhältnis der Nachkommen verschoben wird, noch unbekannt. Von Natur aus haben die Geschlechter bei der Reproduktion Chancengleichheit.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass viele Einflussfaktoren zur Verschiebung des Geschlechterverhältnisses beim Nachwuchs von Tieren und Menschen führen können. Einfluss auf das Geschlecht haben beispielsweise der Zeitpunkt der Kopulation, akuter oder chronischer Stress, die Paarungsrate oder Umweltverschmutzungen wie polychlorierte Biphenyle (PCB) oder Phytoöstrogene.
Weibliche Tiere setzen einen hohen Energieaufwand für die Aufzucht ihrer Jungen ein. Sollte es Mechanismen geben, die das Geschlechterverhältnis beeinflussen können, müssten diese eigentlich beim Weibchen zu finden sein.
Zwergflusspferdbullen haben mehr Spermien mit X-Chromosomen
Bei Säugetieren tragen alle weiblichen Eizellen ein X-Chromosom, während die Spermien des Männchens entweder ein X oder ein Y-Chromosom tragen. Das Geschlecht des Nachwuchses hängt somit von dem männlichen Spermium ab, das die Eizelle befruchtet. Bisher nahm man an, dass das Ejakulat etwa die gleiche Anzahl X- und Y-Chromosom-tragender Spermien enthält. Doch nun zeigte das Forscherteam des IZW, dass Zwergflusspferdbullen den Anteil X-Chromosom-tragender Spermien im Ejakulat erhöhen können.
„Während jeder nach dem Mechanismus bei den Weibchen suchte, entschieden wir uns zunächst, den Einfluss der Männchen auf das Geschlecht der Nachkommen zu ermitteln. Durch Anfärben der X-und Y-Chromosomen in den Spermien im Ejakulat mit unterschiedlichen Fluoreszenz-Farben fanden wir heraus, dass es bei allen untersuchten Männchen erheblich mehr Spermien gab, die das X-Chromosom tragen“, sagt Saragusty, der Leiter der Studie.
„Eigentlich galt, dass Männchen keine Kontrolle über die Bestimmung des Geschlechts ihrer Nachkommen haben; die Entscheidung liegt letzten Endes bei den Weibchen“, erklärt Saragusty. Durch die Bereitstellung von deutlich mehr Spermien eines bestimmten Geschlechts könnten die Männchen die Wahrscheinlichkeit aber erhöhen, dass eine von ihnen die Eizelle befruchten wird.
Konkurrenz gering halten?
„Wir wissen nicht, durch welchen Mechanismus die Männchen das Verhältnis der X- und Y-Chromosomen beeinflussen, noch wodurch dieser Mechanismus in Gang gesetzt wird“, ergänzt IZW-Forscher Robert Hermes, „aber es könnte für die Männchen eine Strategie darstellen, um die Konkurrenz zwischen den Männchen gering zu halten.“
Und Saragusty meint: „Wenn dieser Mechanismus nicht nur bei Zwergflusspferden auftritt, sondern ein Bestandteil der männlichen Reproduktion im Allgemeinen ist, könnte es eine alternative Erklärung für eine Reihe von Verschiebungen im Geschlechterverhältnis bei Populationen – wie zum Beispiel den Überhang von männlichen Geburten beim Menschen – liefern, welche bisher allein den Weibchen zugeschrieben wurde.“ (Nature Communications, 2012; doi: 10.1038/ncomms1700)
(Forschungsverbund Berlin, 01.03.2012 – DLO)
