Im Tierreich konkurrieren normalerweise die Männchen um die Gunst der Weibchen. Dabei spielt – zumindest bei Wirbeltieren – das Sexualhormon Testosteron eine entscheidende Rolle. Bei einigen wenigen Tierarten sind die Geschlechterrollen jedoch vertauscht, beispielsweise beim afrikanischen Grillkuckuck. Weitgehend ungeklärt ist, welche Rolle das „männliche“ Hormon Testosteron hier bei den Weibchen spielt. Wissenschaftler haben nun gezeigt, dass Grillkuckucksweibchen in bestimmten Gehirnbereichen mehr Testosteron bindende Rezeptoren ausbilden als die Männchen.
Auf diesem Wege könnten auch geringe Mengen an Testosteron zur Steuerung aggressiver und territorialer Verhaltensweisen bei Arten mit vertauschten Geschlechterrollen beitragen, spekulieren die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Journals Developmental Neurobiology.
Ein Rollentausch der Geschlechter kommt im Tierreich eher selten vor. Normalerweise ist es Aufgabe des Männchens, um die Partnerin zu werben, ein Revier zu suchen und es gegen Rivalen zu verteidigen. Die Weibchen hingegen kümmern sich in erster Linie um die Brutpflege – mit mehr oder weniger Unterstützung durch den Partner. Bei den meisten Wirbeltieren ziehen sie die Jungen tatsächlich alleine groß. Bei weniger als einem Prozent aller Vogelarten kommt es zu einem Rollentausch: Hier sind es die Weibchen, die aggressiv Territorien verteidigen und um Männchen konkurrieren. Der afrikanische Grillkuckuck gehört zu diesen seltenen Vertretern.
Prachtvolles Gefieder und „Macho“-Gehabe
Während der Regenzeit entwickeln seine Weibchen ein prachtvolles Brutgefieder und etablieren große Territorien, deren Besitz sie durch anhaltenden Gesang verkünden. Und auch sonst verhalten sie sich wie ein echter „Macho“: Konkurrentinnen werden vehement vertrieben, Männchen jedoch sind willkommen – je mehr desto besser. Jedes Weibchen paart sich mit bis zu drei Männchen.
Ganz im Gegensatz zu unserem heimischen Kuckuck sind Grillkuckucke aber keine Brutparasiten. Ein jedes Männchen baut sein eigenes Nest, in das das Weibchen drei bis sieben Eier legt. Damit ist die Brutfürsorge der Mutter aber auch schon beendet. „Die Eier werden allein vom Vater ausgebrütet und nur er versorgt die hilflosen Jungen während ihrer zwei Wochen andauernden Nestlingszeit und auch noch einige Wochen danach mit Nahrung“, beschreibt Wolfgang Goymann vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen die fürsorglichen Grillkuckuck-Väter. Währenddessen legt das Weibchen weitere Eier für eines ihrer anderen Männchen oder versucht, noch weitere Männchen zu gewinnen. Klassische Polyandrie heißt der Fachbegriff für dieses Paarungssystem.
Hormonelle Regulierung des Verhaltens unter der Lupe
Diese Eigenarten machten den afrikanischen Grillkuckuck für den Max-Planck-Forscher Goymann und seine Kollegin Cornelia Voigt zu einem idealen Modell, um die hormonelle Regulierung des Verhaltens bei den Grillkuckuck-Weibchen zu untersuchen. Wenn Vogelmännchen ein Brutrevier etablieren und verteidigen, oder wenn sie versuchen Weibchen anzulocken, dann schütten ihre Keimdrüsen erhöhte Mengen vor allem an Testosteron aus. Was läge also näher, als anzunehmen, dass ein Tausch der Geschlechterrollen auch mit einer Umkehr der Testosteronkonzentration im Blut einhergeht. Doch alle bisher physiologisch untersuchten klassisch polyandrischen Vogelarten – der Wilsonwassertreter, der Drosseluferläufer und besagter afrikanischer Grillkuckuck – weisen normale Testosteronprofile auf: hohe Werte bei den Männchen und niedrige Werte bei den Weibchen. Spielt also das männliche Aggressionshormon Testosteron bei der Steuerung aggressiver Verhaltensweisen von klassisch polyandrischen Weibchen keine Rolle?
Mehr Andockstellen für das Testosteron
Eine mögliche Antwort auf diese Frage liefern die jetzt in der Zeitschrift Developmental Neurobiology veröffentlichten Untersuchungen der beiden Max-Planck-Forscher. Testosteron entfaltet seine Wirkung über die Bindung an sogenannte Androgenrezeptoren. Sie beeinflussen nach Bindung des Hormons die Expression bestimmter Gene und lösen damit eine Kaskade aus, die wiederum Einfluss auf das Verhalten nimmt. „Neben der Änderung der Hormonkonzentration im Blut stellt der Androgenrezeptor eine zweite Stellschraube dar, mit dessen Hilfe der Organismus die Wirkung von Testosteron regeln kann“, erklärt Goymann. Anstatt die Hormonproduktion zu steigern, könne der Organismus auch die Anzahl und Dichte dieser Andockstellen für das Testosteron erhöhen – und damit unter Umständen die gleiche Wirkung auf das Verhalten erzielen. Genau das machen offenbar Grillkuckucksweibchen.
Die beiden Vogelforscher konnten nämlich zeigen, dass Grillkuckucksweibchen im Nucleus taeniae – einem Gehirnbereich, der in die Steuerung von territorialem und Aggressionsverhalten involviert ist – mehr Androgenrezeptoren exprimieren als Männchen. Und zwar auf mehrfache Weise: Weibchen besitzen in diesem Gehirnbereich nicht nur mehr Zellen, die den Androgenrezeptor ausbilden, sondern jede dieser Zellen bildet auch mehr Rezeptoren aus als die Zellen der Männchen.
Höhere Sensitivität für das Hormon
„Das bedeutet, dass Grillkuckucksweibchen womöglich viel sensitiver auf geringe Mengen an Testosteron reagieren können als Männchen“, erläutert Cornelia Voigt. Darüber hinaus stören hohe Testosteronkonzentrationen bei Wirbeltierweibchen oft die Fortpflanzung. „Mit einer lokal begrenzten Erhöhung der Androgenrezeptorendichte im Nucleus taeniae haben Grillkuckucksweibchen möglicherweise einen Weg gefunden, diese nachteilige Wirkung von hohen Testosteronkonzentrationen zu umgehen“, erklärt Goymann. „Indem sie die Sensitivität für das Hormon lokal erhöhen, können sie mit weniger Hormon die erwünschte Wirkung auf aggressives Verhalten erzielen, ohne dabei ihre Fortpflanzungsphysiologie durcheinander zu bringen.“
Mit diesen Ergebnissen halten die Forscher einen ersten Hinweis auf den physiologischen Mechanismus in Händen, der für die vertauschten Geschlechterrollen bei Territorial- und Aggressionsverhalten verantwortlich sein könnte. Interessanterweise gibt es keine Vergleichsdaten von Vögeln oder anderen Wirbeltieren mit traditionellen Geschlechterrollen. „Es hat sich bei diesen Arten bisher noch niemand die Mühe gemacht, die Expression von Androgenrezeptoren in Männchen und Weibchen zu vergleichen. Bisher wurden immer nur die Männchen untersucht“, wundert sich Goymann.
(idw – MPG, 05.06.2007 – DLO)
