Sex hilft gegen Parasiten
31. Juli 2009
Warum sich grosse Teile des Tier- und Pflanzenreichs zur Fortpflanzung mit Sex abmühen, ist eine der spannendsten Fragen der Biologie. Jetzt zeigt eine Arbeit unter Leitung des Wasserforschungsinstituts Eawag, dass die sexuelle Vermehrung für eine Population langfristig einen Vorteil bringt, um gegen Parasiten zu bestehen.
Obwohl die sexuelle Fortpflanzung in der Biologie eine zentrale Rolle spielt, ist die Motivation zu Sex immer noch eines der grössten Rätsel der Evolution. Viele Pflanzen, Mikroben und sogar einige Reptilien können sich auch asexuell vermehren. Das scheint auf den ersten Blick effizienter, denn so müssen sich nicht erst zwei Individuen finden, von denen dann nur eines Nachwuchs hervorbringt. Trotzdem ist die sexuelle Vermehrung die dominierende Strategie. Warum, wenn doch die un- oder eingeschlechtliche Fortpflanzung eine doppelt so hohe Vermehrungsrate zulässt und erst noch andere Komplikationen vermeidet?
Der Evolutionsbiologe Jukka Jokela vom Wasserforschungsinstitut Eawag untersucht seit bald 20 Jahren verschiedene Wasserschnecken. Eine Art, die Neuseeländische Deckelschnecke Potamopyrgus antipodarum, wurde um 1880 mit Frischfischen nach Europa verschleppt und hat sich seither über den ganzen Kontinent verbreitet. Die Eigenart dieser nur rund 5mm kleinen Schnecke ist, dass sie sich zumindest in ihrem Herkunftsgebiet Neuseeland sowohl sexuell als auch asexuell vermehren kann. Zusammen mit Forschern von der University of Washington und der Indiana University hat Jokela verschiedene Populationen der Deckelschnecke untersucht und dabei besonders auf den Parasitenbefall geachtet. Dabei haben die Wissenschafter herausgefunden, dass die Schnecken mit den Parasiten unterschiedlich gut zurecht kommen. Bei den zweigeschlechtlichen kam es auch über mehrere Jahre zu keinen grösseren Schwankungen in der Zahl der Individuen. Bei den asexuell hervorgegangenen Tieren wurden jedoch binnen weniger Jahre anfangs häufige Klonlinien von anderen abgelöst: Die einstigen Gewinner waren besonders anfällig geworden für Parasiten. Oder anders gesagt: Die Parasiten haben sich auf den am meisten zur Verfügung stehenden Wirt eingeschossen.
Dieses Muster wurde zwar früher schon von mathematischen Modellen vorausgesagt, konnte nun aber erstmals in natura nachgewiesen werden. «Sexuelle Fortpflanzung bringt also einen Vorteil in der Evolution, vor allem dort, wo viele Parasiten vorhanden sind», sagt Jokela.
Jungfernzeugung
| Die kleine Süsswasserschnecke Potamopyrgus antipodarum kann sich sowohl sexuell als auch asexuell vermehren. Seite an Seite leben in Neuseeland «normale» Männchen und Weibchen sowie Weibchen mit einem dreifachen Chromosomensatz. Letztere vermehren sich allein durch Jungfernzeugung (Parthenogenese) und bringen Klone ihrer selbst hervor. Alle Formen werden von einer Vielzahl parasitischer Saugwürmer befallen. In Europa ist bisher einzig die asexuelle Vermehrung beobachtet. Dies könnte auch eine Erklärung sein für das Massenauftreten mit folgendem Zusammenbruch der Populationen. So finden sich in den 1970er Jahren im Bodensee bis zu 100'000 Exemplare pro Quadratmeter. Heute ist die Schnecke zwar fast überall präsent, aber nirgends dominant. |
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Die knapp 5 mm grosse Neuseeländische Süsswasserschnecke Potamopyrgus antipodarum (links) und Zysten der Saugwurmart Microphallus sp., welche die Muscheln befällt.
- Originalpublikation in der Juli-Ausgabe von The American Naturalist, Vol. 174; Jukka Jokela, Mark F. Dybdahl, Curtis M. Lively: «The Maintenance of Sex, Clonal Dynamics, and Host-Parasite Coevolution in a Mixed Population of Sexual and Asexual Snails»; [pdf]
- Weitere Auskünfte: Prof. Jukka Jokela; 044 823 51 71, jukka.jokela@eawag.ch