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Paarung mit Männchen verlängert die Lebensdauer
Fadenwürmer der Gattung Pristionchus bei der Paarung. Kolorierte Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme, Jürgen Berger/ Max-Planck Institut für Entwicklungsbiologie

Fadenwürmer wie Pristionchus pflanzen sich auf unterschiedliche Weise fort: bei den meisten Wurmarten gibt es Männchen und Weibchen, aber bei einigen andern können die Weibchen Spermien produzieren sich selbst befruchten. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben herausgefunden, dass diese sogenannten Hermaphroditen eine kürzere Lebenserwartung haben als sich geschlechtlich fortpflanzende Weibchen, die doppelt so alt werden können.

Das Zusammenspiel von Männchen und Weibchen hat einen Einfluss auf viele biologische Prozesse, auch auf die Evolution von Eigenschaften wie der Lebenserwartung oder Alterungsprozessen. Die meisten Tiere pflanzen sich durch Paarung von Männchen und Weibchen fort – einige Tierarten haben aber alternative Wege der Reproduktion entwickelt. Prof. Ralf Sommer und Dr. Cameron Weadick erforschen, welche Folgen diese alternative Fortpflanzung mit sich bringt. Dazu haben sie untersucht, ob Fadenwürmer der Gattung Pristionchus, die sich durch Selbstbefruchtung vermehren, länger leben und weniger anfällig für Krankheiten sind; oder ob solche Hermaphroditen sich in einem kurzen Zeitraum häufig vermehren, dann aber an Alterungsprozessen zugrunde gehen. Durch den Vergleich von Arten mit verschiedenen Fortpflanzungsmethoden können die Forscher nachvollziehen, welche Rolle die sexuelle Interaktion neben anderen lebenswichtigen Prozessen wie Wachstum und Gesundheit einnimmt und wie sich deren Stellenwert im Laufe der Evolution verändert hat.

Die Wissenschaftler haben die Lebensdauern von Weibchen und Hermaphroditen von elf verschiedenen Pristionchus-Arten verglichen. Sie fanden heraus, dass Hermaphroditen, die ihre Eier mit ihrem eigenen Sperma befruchten, deutlich kürzer leben als sich paarende Weibchen. Dabei hängt die Lebensdauer nicht direkt mit der Zahl der Nachkommen zusammen. Das bedeutet, dass die Investition in die aufwändigere Fortpflanzungsmethode nicht automatisch mit dem Vorteil eines längeren Lebens erkauft wird.
Warum Hermaphroditen kürzer leben, kann verschiede Ursachen haben. Da sie die Spermien schon vor dem Erwachsenenalter produzieren, können sie früher mit der Fortpflanzung beginnen. Weibchen müssen hingegen Zeit für die Partnersuche aufbringen. Außerdem kann es vorkommen, dass Weibchen bei der Paarung verletzt werden. Möglicherweise hatten daher besonders widerstandsfähige, langlebende Weibchen evolutionäre Vorteile. Es wäre auch denkbar, dass die kürzere Lebensdauer bei Hermaphroditen durch die ständige Inzucht bedingt ist. Inzucht verhindert, dass vorteilhafte Eigenschaften sich in der Evolution durchsetzen (natürliche Selektion) und kann zu einer Anhäufung von ungünstigen Mutationen führen.
Diese Mechanismen schließen sich nicht gegenseitig aus. Die Herausforderung für die Zukunft ist daher, die genauen Ursachen aufzuklären.

„Wir wollen herausfinden, wie das Überleben mit der Art der Fortpflanzung zusammenhängt. Unsere Erkenntnisse schaffen die Voraussetzung dafür, die genetischen Ursachen von unterschiedlich langen Lebensspannen zu erforschen“, sagt Weadick. Abgesehen von Pristionchus wurde die Verbindung zwischen Fortpflanzung und Lebensdauer bisher nur in Pflanzen untersucht. Der Vergleich mit anderen Spezies könnte dazu beitragen, die Gene zu finden, die für die Lebensdauer verantwortlich sind.


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Cameron J. Weadick and Ralf J. Sommer*, Associate Editor: Jeff LeipsEditor: Alice A. Winn. "Mating System Transitions Drive Life Span Evolution in Pristionchus Nematodes." The American Naturalist 2016, DOI: 10.1086/685283
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
http://www.journals.uchicago.edu/doi/10.1086/685283

26.02.2016

 

 
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