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Spermien unter dem Mikroskop.

Käfer: Weibchen bestimmen Spermienform

Sexuelle Fortpflanzung scheint eine einfache Sache zu sein: Jenes Spermium, das als erstes das Ei erreicht, hat seine Bestimmung erfüllt und sorgt für den Nachwuchs. Nicht so bei den Schwimmkäfern: Dort müssen sich Spermien allerlei einfallen lassen, um es durch die weiblichen Reproduktionsorgane zu schaffen.

Biologie 07.02.2012

"Unsere Studie zeigt, dass sexuelle Fortpflanzung nicht immer ein rein männlicher Wettbewerb ist", erklärt Dawn Higginson von der Universität Arizona. Im Fall der Schwimmkäfer heißt es "form follows function" - allerdings sind es die Weibchen, die durch ihre Reproduktionsorgane die Form der Spermien vorgeben.

Die Studie:

"Female reproductive tract form drives the evolution of complex sperm morphology" ist in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" erschienen (DOI: 10.1073/pnas.1111474109).

Vielfalt an Formen

Im Unterschied zu den Säugetieren, bei denen die Befruchtung relativ einheitlich abläuft - eine große Menge gleich gebauter Spermien versucht, das befruchtungsfähige Ei zu erreichen -, haben andere Tierarten komplexe anatomische Variationen der weiblichen und männlichen Sexualorgane hervorgebracht. Solange ein Ei außerhalb des Körpers befruchtet wird, wie etwa bei Fischen oder Kröten, bleibt die Form der Spermien relativ konstant, schreiben die Biologen in ihrer Studie.

Sobald sie aber im Körper des Weibchens stattfindet, wie beispielsweise bei den Schwimmkäfern, kommt es zu einer Explosion an Formen. Schon bisher kannte man die "Vorratsspeicherung" von Spermien: Die Samenzellen eines oder mehrerer Männchen bleiben Tage, Wochen oder sogar Jahre im Körper des Weibchens gespeichert, das selbst bestimmen kann, wann und wie seine Eier befruchtet werden.

Paarweise und in Gruppen

Zwei Samenzellen, die sich zu einem Paar zusammengefunden haben.

Dawn Higginson, University of Arizona

Eine Aufnahme von zwei Samenzellen, die sich - zur Erhöhung ihrer Chancen - zusammengeschlossen haben.

Dawn Higginson und Co fügen dem die nun entdeckten Besonderheiten von 42 untersuchten Schwimmkäferarten hinzu: Manche Spermien taten zu sich zu zweit zusammen, um sich in den verwinkelten Gängen der weiblichen Reproduktionsorgane zurechtzufinden. Bei anderen Arten fanden sich hunderte oder sogar tausende Samenzellen zu einer wurmartigen Struktur zusammen. Bei wiederum anderen Arten schlossen sich Spermien zusammen, indem sie ihre Köpfe mit einer Art Klebstoff fixierten. "Die weibliche Morphologie unterliegt evolutionsbedingten Veränderungen, und die Männchen versuchen, damit zurecht zu kommen", fassen die Forscher ihre Studie zusammen.

science.ORF.at

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