vor 12 Stunden
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Männchen? Überflüssig – zumindest bei manchen mediterranen Stabschrecken wurde aus Sex erst eine Zwischenlösung und dann Fortpflanzung ohne Partner. Ein evolutionäres Wunder – mit Vorteilen für die Insekten.
Sie sehen aus wie kleine Zweige, sitzen reglos zwischen Blättern und Ästen und sind oft erst zu erkennen, wenn sie sich bewegen: Stabschrecken sind Meisterinnen der Tarnung. Doch ihr erstaunlichster Trick spielt sich nicht auf einem Ast ab, sondern in ihrem Inneren. Manche von ihnen haben im Laufe der Evolution etwas verloren, das für die meisten Tiere selbstverständlich ist: Sex.
Nicht auf einmal. Nicht wie ein Schalter, der plötzlich umgelegt wird. Sondern Schritt für Schritt. Aus evolutionärer Sicht ist das ein kleines Wunder. Forscher der Universitäten Lausanne, Lund und Rostock haben nun untersucht, wie dieser Weg ausgesehen haben könnte. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin „PNAS“ veröffentlicht.
Im Mittelpunkt ihrer Arbeit: mediterrane Stabschrecken der Gattung Bacillus. Lang und schmal, meist grün oder hellbraun – nach außen wirken sie unscheinbar. Schaut man jedoch in ihr Erbgut, wird es spektakulär. Dort finden sich Spuren einer langen evolutionären Verwandlung: von einer Fortpflanzung mit Männchen hin zu einer Vermehrung, die ganz ohne männliche Artgenossen auskommt.
Normalerweise funktioniert Fortpflanzung bei Tieren wie ein genetisches Kartenspiel. Mutter und Vater mischen ihr Erbgut, jeder Nachwuchs bekommt eine neue Kombination. Das hat einen entscheidenden Vorteil: Es entsteht Vielfalt. Und die hilft wiederum dabei, sich an veränderte Bedingungen anzupassen. Einige Tiere sind vielleicht besser gegen Krankheiten geschützt, andere kommen leichter mit Hitze, Kälte oder neuen Feinden zurecht. Wenn sich die Umwelt verändert, erhöht diese Bandbreite die Chance, dass wenigstens ein Teil der Nachkommen überlebt.
Aber Sex hat auch seinen Preis. Die Tiere müssen Partner finden, sich bewegen, vielleicht Lockstoffe produzieren, sich paaren und danach trotzdem Eier bilden. All das verbraucht Energie, die sonst für Wachstum, Tarnung, Flucht oder Überleben übrig wäre. Wer auf Partnersuche geht, ist zudem oft sichtbarer. Eine Stabschrecke, die sich bewegt, verrät sich leichter an Vögel oder andere Feinde.
Mehr Energie, höheres Risiko, für etwas mehr genetische Vielfalt – im evolutionären Überlebenskampf stellt sich die Frage: Lohnt sich das Ganze überhaupt?
Schritt für Schritt geht der Sex verloren
Einige Stabschrecken kamen offenbar zu einer anderen Antwort: Ihre Weibchen begannen, sich ohne Männchen zu vermehren. Sie geben ihr Erbgut weiter, ohne dass es sich mit einem anderen mischt. Fachleute sprechen dann von Parthenogenese oder Jungfernzeugung. Meist entstehen dabei wieder Weibchen – Töchter, die beinahe Kopien ihrer Mutter sind.
Für ihre Studie sammelten die Forscher über mehrere Jahre mehr als 500 Stabschrecken auf Sizilien, dem italienischen Festland und in Frankreich und untersuchten deren Erbgut. Für sie wurde es beinahe zu einer Art Geschichtsbuch: In der DNA der Tiere konnten die Wissenschaftler nachlesen, welche Arten sich einst gekreuzt hatten und welche Fortpflanzungswege daraus entstanden waren.
Der erste wichtige Schritt war eine Kreuzung: Zwei verschiedene, aber nahe verwandte Stabschrecken-Arten paarten sich miteinander. So entstand ein Tier mit Erbgut aus beiden Arten – ein Hybrid. Doch dieses Tier machte danach nicht einfach so weiter wie seine Eltern. Es fand gewissermaßen einen neuen Weg: eine seltene Zwischenlösung, bei der das Erbgut des Vaters nicht mehr weitergegeben wird, die sogenannte Hybridogenese.
Ein komplexer Prozess, der vereinfacht so funktioniert: Die Tiere pflanzen sich noch mit Männchen fort – aber nicht mehr auf die übliche Weise. Normalerweise wird bei der Bildung der Eizellen das Erbgut halbiert und neu gemischt. So bekommt jedes Ei nur eine Auswahl der mütterlichen und väterlichen DNA.
Hier läuft das anders. Ein Erbgut-Paket – in diesem Fall das mütterliche – wird nicht neu gemischt, sondern als ganzer Satz weitergegeben. Das andere Paket – das väterliche – wird zwar bei der Fortpflanzung mitgegeben. In der neuen Generation wird es jedoch bei der Bildung der nächsten Eizellen wieder entfernt.
Damit trotzdem Nachwuchs entstehen kann, paaren sich die Tiere erneut mit Männchen der väterlichen Art. So kommt dieses väterliche Erbgut in jeder Generation wieder neu hinzu. Wird aber nicht mehr weitergegeben.
Die Stabschrecken haben den Sex also noch nicht ganz aufgegeben. Sie nutzen ihn nur anders: Es wird nicht mehr wirklich aus zwei Erbgut-Paketen neu gemischt. Der Akt dient eher als Nachschub von außen.
Im weiteren Verlauf der Evolution brauchten einige Stabschrecken auch diesen Nachschub nicht mehr. Ihre Eier enthielten nun beide Erbgut-Pakete: eines aus der ursprünglichen Mutter-Art und eines aus der ursprünglichen Vater-Art. Damit konnten neue Tiere entstehen, ohne dass ein Männchen noch einmal etwas beisteuern musste. Aus der Zwischenlösung wurde echte Jungfernzeugung.
Doch auch das war noch nicht das Ende. Später kam es offenbar noch einmal zu einer Kreuzung mit einer dritten, nahe verwandten Art. Dabei gelangte zusätzliches Erbgut in diese Linie. Aus zwei genetischen Paketen wurden drei – eine neue Mischung, die wiederum ohne Männchen weitergegeben wurde.
So spektakulär diese Mechanismen sind, so sehr geraten sie doch an ihre Grenzen. Nicht umsonst hat sich bei den höheren Lebewesen der Sex durchgesetzt. Er mischt das Erbgut in jeder Generation neu, kein Nachkomme gleicht dem anderen. So entsteht ein Vorrat an unterschiedlichen Möglichkeiten. Sex kostet Zeit und Energie. Er macht Arten aber beweglicher gegenüber einer unberechenbaren Welt.
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