Fortpflanzung: Wie Fliegenmännchen ihre Interessen zulasten der Weibchen durchsetzen

Neues aus der Forschung

Meldung vom 11.04.2019

Bei der Paarung entwickeln sowohl Männchen als auch Weibchen mitunter kreative Strategien, um ihre Interessen zu verfolgen. Forscher der Universitäten Münster und Lausanne haben nun herausgefunden: Männliche Fruchtfliegen manipulieren ihre Partnerinnen vor allem, um ihre eigenen Chancen im Fortpflanzungswettbewerb zu steigern. Die Studie ist im Journal „PNAS“ erschienen.


190412-1651_medium.jpg
 
Fruchtfliegen der Art Drosophila melanogaster bei der Paarung
B. Hollis et al.
Sexual conflict drives male manipulation of female postmating responses in Drosophila melanogaster
PNAS
DOI: 10.1073/pnas.1821386116


Die Fortpflanzung als grundlegender biologischer Prozess kann bei verschiedenen Tierarten sehr unterschiedlich aussehen. Sowohl Männchen als auch Weibchen entwickeln mitunter kreative Strategien, um ihre Interessen bei der Paarung zu verfolgen. Das zeigt sich schon bei den kleinsten Tierarten wie der Fruchtfliege Drosophila melanogaster – hier nehmen die Fliegenweibchen über die Samenflüssigkeit des Männchens Proteine auf, was nach der Paarung zu radikalen Veränderungen ihres Verhaltens und ihrer Vorgänge im Körper führt: Sie steigern ihre Aktivität, reduzieren ihre sexuelle Bereitschaft und kurbeln ihr Immunsystem an.

Dass solche Vorgänge nicht immer für beide Geschlechter gleichzeitig von Vorteil sind, ist schon länger bekannt. Forscherinnen und Forscher aus Münster und Lausanne haben sich nun genauer angesehen, welche Mechanismen sich evolutionär verändern, wenn es keine Interessenkonflikte zwischen den Geschlechtern gibt, also die Wettbewerbssituation zwischen den Männchen ausgeschaltet ist. Das Ergebnis: Männliche Fliegen produzieren weniger Proteine in ihrer Samenflüssigkeit, die das Verhalten der Weibchen verändern. Demnach manipulieren Fliegenmännchen ihre Partnerinnen vor allem, um ihre eigenen Chancen im Fortpflanzungswettbewerb zu steigern – als Nebeneffekt haben Weibchen dagegen häufig sogar gesundheitliche Nachteile. „Mit der aktuellen Studie bestätigen wir eine seit langem bestehende Theorie“, sagt Evolutionsbiologin Dr. Claudia Fricke, Forschungsgruppenleiterin an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU). Die Studie ist in der Fachzeitschrift „PNAS“ (Proceedings of the National Academy of Sciences) erschienen.

Hintergrund und Methode:
Um herauszufinden, inwiefern die unterschiedlichen Interessen der Geschlechter in der Evolution der Fruchtfliegen eine Rolle spielen, ließen die Wissenschaftler jeweils einzelne Paare über Generationen hinweg monogam leben – entgegengesetzt ihres normalen "Ehemodells". Dabei paarten sich jeweils nur ein Weibchen und ein Männchen, wodurch das Männchen nur so viele Nachkommen erhielt, wie seine Partnerin Eier legen konnte. In einer zweiten Gruppe paarten sich fünf Männchen und fünf Weibchen frei untereinander. Dieser für Fruchtfliegen normale polygame Lebensstil schaffte naturgemäß eine evolutionäre Konkurrenzsituation. Die Gesamtpopulationen waren in beiden Gruppen allerdings gleich groß.

Nach 150 Generationen und zehn Jahren sexueller Selektion verglichen die Forscher das Verhalten und die Physiologie der Fliegen beider Gruppen. Es zeigte sich, dass polygam lebende Weibchen in den ersten Tagen nach der Befruchtung ein Drittel mehr Eier legten als diejenigen, die in einer Umgebung mit nur einem Partner gelebt hatten. Außerdem waren die Weibchen, die sich mit einem polygam lebenden Männchen gepaart hatten, deutlich unruhiger, was eine Aufzeichnung der Bewegungsmuster zeigte. Für beide Verhaltensweisen sind die männlichen Proteine verantwortlich, die das Weibchen bei der Paarung aufnimmt.



Warum ist das für die Männchen von Vorteil? Da weibliche Fliegen in der Lage sind, den Samen von mehreren Partnern zu speichern und ihn mehr als eine Woche lang zur Befruchtung ihrer Eier zu verwenden, setzt das erste Männchen, mit dem sich die weibliche Partnerin paart, alles daran, dass sie möglichst schnell möglichst viele Eier legt und sich nicht mit anderen vermehrt. Dies gehe zulasten des Weibchens, betonen die Wissenschaftler, das davon abgebracht wird, Kräfte zu sparen und sich über einen längeren Zeitraum fortzupflanzen. Das zeigte sich auch in der Studie: „Weibchen, die mit polygamen Männchen zusammen waren, starben doppelt so häufig innerhalb von ein paar Stunden nach der Paarung wie Weibchen aus monogamen Beziehungen“, sagt Laurent Keller, der wie sein Kollege Brian Hollis vonseiten der Universität Lausanne an der Studie beteiligt war.

In einem weiteren Schritt lasen die Wissenschaftler die Gene der Fliegenweibchen nach der Paarung mithilfe von Genexpressionsanalysen aus. Sie maßen die Häufigkeit der für die Fortpflanzung wichtigen Gene im Unterleib und im Gehirn der Weibchen – also den Organen, die für die Produktion von Eiern und Hormonen sowie für die Verhaltensänderungen verantwortlich sind. Die Wissenschaftler entdeckten, dass bei Weibchen, die monogam lebten, diese Fortpflanzungsgene weniger stark exprimiert wurden, also weniger stark vorkamen.

Das deckte sich mit den Untersuchungen der Männchen. Ohne die Konkurrenzsituation wurden bei monogamen Männchen diejenigen Gene viel weniger exprimiert, die Proteine codieren, mit denen Weibchen nach der Paarung letztlich manipuliert werden können.

In folgenden Studien wollen die Forscher weitere Gene identifizieren, die in diesem Prozess sowohl bei den Fruchtfliegenweibchen als auch bei den Männchen eine Rolle spielen. Die generellen Prinzipien der Beobachtung dürften auch auf andere Insektenarten mit einem ähnlichen Paarungssystem übertragbar sein.

Förderung

Die Studie erhielt finanzielle Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, den Schweizerischen Nationalfonds, den Europäischen Forschungsrat und die Universität Lausanne.




Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 16 Meldungen

Meldung vom 21.05.2019

Neue Studie zeigt: Tropische Korallen spiegeln die Ozeanversauerung wider

Das Kalkskelett tropischer Korallen weist bereits Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung auf, die au ...

Meldung vom 21.05.2019

Namenlose Fliegen

Unsere heimischen Fliegen und Mücken zählen mit knapp 10.000 bekannten Arten zu einer der vielfältigsten In ...

Meldung vom 20.05.2019

Bonobo Mütter verhelfen ihren Söhnen zu mehr Nachwuchs

Bei vielen sozialen Tierarten teilen sich Individuen die Aufgaben der Kindererziehung, doch neue Forschungserg ...

Meldung vom 20.05.2019

Auf die Größe kommt es an

Ökologe der Universität Jena und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) ent ...

Meldung vom 20.05.2019

3D-Technologie ermöglicht Blick in die Vergangenheit

Studie identifiziert Fischarten anhand vier Millionen Jahre alter Karpfenzähne ‒ Modell zur Evolution der B ...

Meldung vom 20.05.2019

Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die genetische Vielfalt einer Art

Über das Genom des Alpenmurmeltiers.

Meldung vom 17.05.2019

Ernst Haeckel: Vordenker hochmoderner Disziplinen

Wissenschaftshistoriker der Universität Jena erklären Ernst Haeckels Ökologie-Definition.

Meldung vom 17.05.2019

Echoortung von Fledermäusen - Exzellente Navigation mit wenig Information

LMU-Forscher widerlegen bisherige Annahmen über die Echoortung: Fledermäuse haben deutlich weniger räumlich ...

Meldung vom 17.05.2019

Neues Petersilien-Virus von Braunschweiger Forschern entdeckt space

Neues Petersilien-Virus kommt im Raum Braunschweig und anderen Teilen Deutschlands vor.

Meldung vom 16.05.2019

Bettgenosse gesucht: Wer war der erste Wirt der Bettwanzen

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der kooperativen Leitung des TUD Biologen Prof. Klaus Rein ...

Meldung vom 15.05.2019

Schimpansen graben mit Werkzeugen nach Futter

Forschungsteam filmt im Zoo erstmals, wie die Menschenaffen vorgehen, um an vergrabene Leckereien zu kommen.

Meldung vom 15.05.2019

Übersatte Bakterien machen den Menschen krank

SFB 1182-Forschungsteam schlägt in einer neuen Hypothese vor, dass Entzündungskrankheiten durch ein Nahrungs ...

Meldung vom 15.05.2019

Große Fragen zur Rolle mikroskopischen Lebens für unsere Zukunft

Wie Mikroorganismen die dynamische Entwicklung unserer Erde beeinflussen.

Meldung vom 15.05.2019

Wälder tragen weniger zum Klimaschutz bei als vermutet

Eine Studie mit Beteiligung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL könnte ein Dämp ...

Meldung vom 15.05.2019

Ausgezirpt - Drastischer Biomasseverlust bei Zikaden in Deutschland

In der April- Ausgabe der vom Bundesamt für Naturschutz herausgegebenen Zeitschrift „Natur und Landschaft ...

Meldung vom 14.05.2019

Relaisstation im Gehirn steuert unsere Bewegungen

Die Relaisstation des Gehirns, die Substantia nigra, beherbergt verschiedene Arten von Nervenzellen und ist f ...


03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
12.04.2019
Kenne Deinen Fisch!
12.04.2019
Leben ohne Altern
12.04.2019
Lebensraum Käse
12.04.2019
Domino im Urwald
12.04.2019
Trend-Hobby Imker
12.04.2019
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung