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FAUNA: Ganz ohne einen Papa!

Manche Tiere können ohne Männchen Nachkommen zeugen. Doch wie häufig kommt das vor? Und warum gibt es dann nicht ausschliesslich Weibchen? Weil Männchen eine Art Versicherung sind.
Roland Knauer
Ganz ohne einen Papa! (Bild: PD)

Ganz ohne einen Papa! (Bild: PD)

Roland Knauer

Das Weihnachtswunder ist für den Fadenwurm Alltag. Ist doch die sogenannte Jungfernzeugung für einige der «Nematoden» – so nennen Zoologen die Winzlinge – durchaus üblich. In bestimmten Situationen verzichten Weibchen also auf männliche Schützenhilfe bei der Fortpflanzung und bekommen trotzdem Nachwuchs.

Auch bei deutlich grösseren Tieren bis hin zu drei Meter ­langen Echsen und fünf Meter langen Python-Riesenschlangen oder auch bei Truthühnern schaffen die Weibchen die Fortpflanzung notfalls auch ohne das ­starke Geschlecht. So gibt es in der Natur durchaus Vorbilder für die Jungfrau Maria, die an Heiligabend in einem Stall bei Bethlehem Jesus zur Welt brachte.

Walter Traunspurger nennt eine ganze Reihe von Tiergruppen, bei denen Jungfernzeugung zum Alltag gehören kann: «Wasser­flöhe und Blattläuse können genauso wie Rädertierchen und Bärtierchen auch ohne Männchen Nachkommen in die Welt setzen», fasst der Zoologe zusammen, der an der Universität in Bielefeld Tierökologie lehrt. «Und natürlich können Nematoden das», ergänzt der Forscher.

Fadenwürmer sollen die häufigsten Tiere auf der Erde sein – allzu selten scheint die von Biologen «Parthenogenese» genannte Jungfernzeugung daher nicht vorzukommen: Im Süsswasser kommen rund 30 Prozent aller Nematoden-Arten auch ohne Männchen aus.

Männchen sind ein ziemlich teurer Luxus

Wenn es auch ohne das starke Geschlecht geht, stellt sich natürlich die Frage, weshalb es überhaupt Männchen gibt. Schliesslich sind sie ein ziemlich teurer Luxus. Gibt es doch bei vielen Arten ähnlich viele Tiere beiden Geschlechts. Wären Männchen überflüssig, würden sie den Weibchen ja nur die Hälfte der Nahrung wegfressen. Solche Mitesser hätte die Evolution längst wegrationalisiert. Das aber ist nicht geschehen: Männchen müssen also für etwas nützlich sein.

Um diesen Nutzen zu ver­stehen, sollte man sich das Erbgut der Tiere ein wenig genauer anschauen, das in jedem Individuum normalerweise doppelt vorhanden ist. Dabei kommt ein Satz von der Mutter, der andere vom Vater. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung aber geben beide Elternteile je einen einfachen Satz ihres Erbgutes weiter. Dieser einfache Satz enthält zwar alle Erbanlagen der Art, setzt sich aber zufällig aus dem väterlichen und mütterlichen Teil zusammen. Im Prinzip kann daher ein Vater zum Beispiel die Augenfarbe seiner Mutter und die Haarfarbe seines Vaters an sein Kind vererben.

Das aber bedeutet nichts anderes, als dass bei jeder Vermehrung die vorhandenen Erbeigenschaften neu gemischt werden. Was wiederum die Chancen enorm erhöht, dass einer der Nachkommen die richtige Mischung mitbekommen hat, um sich zu behaupten, sollten sich die Umweltbedingungen plötzlich stark ändern. Das kann zum Beispiel ein Erreger sein, der neu auftaucht und dem die meisten Tiere einer Art hilflos ausgeliefert sind. Bis auf ein paar wenige, die zufällig die richtige Mischung im Erbgut haben, um mit diesem Erreger fertig zu werden. Die Männchen sind demnach eine Art Versicherung für unvorhersehbare Zwischenfälle.

Wenn die Natur keine Veränderungen fordert

Einen wichtigen Hinweis auf diese Art Versicherung fand Walter Traunspurger in der Movile-Höhle in der Nähe der rumänischen Schwarzmeer-Küste. Diese ist seit Beginn der letzten Eiszeit von der oberirdischen Welt abgeschnitten. Und doch gibt es dort ein einfaches, aber funktionierendes Ökosystem. In einer zwei bis drei Millimeter dicken Schicht schwimmen Bakterien auf der Oberfläche der von der Aussenwelt abgeschlossenen Gewässer und ernähren sich von Schwefel­wasserstoff und Methan. Sieben Nematoden-Arten weiden diesen schwimmenden Rasen an Mikroorganismen ab.

Rund zehntausend Tiere dieser sieben Arten von Faden­würmern hat Walter Traunspurger unter dem Mikroskop untersucht – und hat kein einziges Männchen gefunden. Die aber wären in der stabilen Umwelt der Höhle auch schlicht überflüssig. Das Wasser hat dort jahrein und jahraus 21 Grad Celsius und hält diese Temperatur seit Jahrtausenden. Auch der hohe Kohlendioxid-Gehalt und andere Umweltbedingungen haben sich offensichtlich seit sehr langer Zeit in der Movile-Höhle nicht geändert. Auf eine Versicherung gegen Veränderungen können die Fadenwürmer dort also leicht verzichten.

Auch im Königssee in den Bayerischen Alpen bei Berchtesgaden hat Walter Traunspurger einen deutlichen Hinweis darauf gefunden, dass die Natur in einer stabilen Umwelt auf Männchen verzichten kann. 45 263 Nematoden von 116 verschiedenen Arten hat der Zoologe in diesem Gewässer untersucht. In den oberen Wasserschichten kam auf jedes Weibchen auch ein Männchen.

Ganz anders aber sieht es mehr als hundert Meter unter Wasser bis zur tiefsten Stelle in 188 Metern aus, wo sich die Temperatur und andere Verhältnisse mit den Jahreszeiten kaum noch ändern. In dieser stabilen Umwelt sinkt der Wert einer Versicherung gegen Veränderungen, und prompt findet Walter Trauns­purger dort bei den gleichen ­Arten wie oben zehnmal mehr Weibchen als Männchen.

Mehr als tausend Meter höher als der Königssee gelegen, gibt es in den Berchtesgadener Bergen Seen, in denen die Verhältnisse alles andere als stabil sind. Über ein halbes Jahr kann das Wasser dort zu Eis erstarren, während im Hochsommer die Sonne den See stark aufheizt. Trotz solch starker Veränderungen fand Walter Traunspurger dort bei den Fadenwürmern kein einziges Männchen. Offensichtlich gibt es eine weitere ­Situation, in der Nematoden auf die Jungfernzeugung zurück­greifen: Für ein im Schlamm nur langsam vorankommendes Weibchen sind bei den harschen Bedingungen im isolierten Lebensraum die Chancen auf eine Begegnung mit einem Männchen bescheiden. Eine Jungfernzeugung verspricht da vermutlich mehr Erfolg.

Haie und Geckos, Schlangen und Puten

Aus ähnlichem Grund scheinen auch verschiedene Wirbeltiere auf die Parthenogenese ­zurückzugreifen: Bei Haien und ­Geckos, Python-Schlangen und Puten gibt es nachweisbare Jungfernzeugungen dann, wenn die von Menschen gehaltenen Weibchen keinem Männchen begegnen.

Spektakulär sind die Fälle von Parthenogenese bei Komodo-Waranen in den Zoos von Chester und London: Ohne Kontakt zu Männchen legten Weibchen Eier, aus denen Junge schlüpften. Komodo-­Warane haben wie alle Echsen und Vögel im Erbgut W- und Z-Geschlechtschromosomen. Während Weibchen je ein W- und ein Z-Chromosom haben, besitzen Männchen zwei Z-Chromosomen. Die Eier eines Weibchens enthalten entweder Z- oder W-Chromosomen. Die Samenzellen des Männchens bringen nur Z-Chromosomen mit, sodass im befruchteten Ei entweder die Kombination ZZ zu einem Männchen heranreift oder aus WZ ein Weibchen wird. Bei einer Jungfernzeugung fehlt das männliche Erbgut, stattdessen verdoppelt sich das weibliche. Dementsprechend sind die Geschlechtschromosomen entweder WW und nicht lebensfähig oder ZZ und ein Männchen.

Da Komodo-Warane auf kleinen Inseln in Indonesien leben, kann leicht ein Weibchen allein auf einer Insel landen. Der Männer-Mangel löst eine Jungfernzeugung aus, die Hälfte der Eier entwickelt sich nicht, aus der anderen Hälfte schlüpfen Männchen. Paart sich die Mutter mit diesen Söhnen, schränkt die Inzucht zwar die Vielfalt des Erbgutes stark ein. Aber immerhin hat die Art auf der Insel überlebt.

Aus diesem Grund würde Thomas Hildebrand vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin gerne auch bei Säugetieren eine Jungfernzeugung auslösen. Erforscht der Fortpflanzungs­spezialist doch die Vermehrung von Nashorn-Unterarten, von denen nur drei oder vier Tiere überlebt haben. Weil künstliche Befruchtungen schwierig sind, könnte eine Jungfernzeugung die Unterarten vor dem Aussterben retten. Bei Säugetieren aber gibt es bislang keinen einzigen Fall von Partheno­genese. Und beim Menschen? Hier natürlich erzählt die Bibel davon, wie vor mehr als zweitausend Jahren in einem Stall bei Bethlehem die Jungfrau Maria Jesus zur Welt brachte.

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