Bei Rädertierchen

Sex kostet Energie und verhindert Überpopulation

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  (Bild: Wikipedia/Micropix)

Sex ist für Pflanzen und Tiere kostspielig. Sie müssen männliche Nachkommen produzieren, die oft nicht mehr tun, als die Weibchen zu befruchten. Auch die Partnersuche und die Paarung fordern Energie. Doch langfristig bringt die sexuelle Fortpflanzung gegenüber der Jungfernzeugung Vorteile, wie Innsbrucker Forscher herausfanden.

In dem vom Wissenschaftsfond geförderten Projekt wurden Rädertierchen (Brachionus calyciflorus) untersucht. Das sind millimeterkleine Vielzeller (Bild), die in Österreich weitverbreitet sind und in beinahe jedem Tümpel vorkommen. Die Weibchen dieser Tierchen können sich bei niedrigen Populationsdichten ungeschlechtlich vermehren - erst wenn es im Tümpel eng wird, produzieren sie auch Männchen, um sich geschlechtlich fortzupflanzen, erklärt Claus-Peter Stelzer vom Forschungsinstitut für Limnologie der Universität Innsbruck.

Allerdings gäbe es auch immer wieder Rädertierchen, die ihre sexuellen Fähigkeiten verloren haben und sich nur mehr mittels Jungfernzeugung vermehren können, so der Forscher. "Dies wird durch eine Veränderung an einem einzelnen Genort bewirkt", erklärte Stelzer. Die Forscher tauften dieses Gen "OP" (obligate Parthenogenese). Um sich geschlechtlich fortpflanzen zu können, brauchen die Tierchen mindestens eine "gesunde" OP-Variante.

OP-Mutanten können manchmal innerhalb von wenigen Tagen ganze Populationen ihrer sexuellen Verwandten verdrängen, so die Forscher. Dies hätten Laborexperimente und mathematische Modelle gezeigt. "Die Kosten für die sexuelle Reproduktion scheinen bei Brachionus-Rädertierchen demnach sehr hoch zu sein", folgerten sie.

"OP-Mutanten" werden schnell mehr, aber schwächer
Doch die ungehemmte Vermehrung dieser Mutanten führte oft dazu, dass extrem große Populationen entstanden, die ihre Ressourcen überstrapazierten. Über einen längeren Zeitraum waren jene Rädertierchen-Gesellschaften stabiler, die sich auch geschlechtlich fortpflanzen konnten, und sie brachen bei einer "Überweidung" der Nahrungsquellen weniger stark zusammen als die sich strikt ungeschlechtlich vermehrenden Populationen, so die Forscher.

Zu allem Übel verlieren die OP-Mutanten auch die Fähigkeit "Dauereier" zu bilden, die im Boden der Gewässer mitunter zig Jahre überstehen. Sie können also nach einem Zusammenbruch der Population nicht auf bessere Zeiten warten und dann wie Phönix aus der Asche wiederauferstehen. "Die Ergebnisse bestätigen, dass asexuelle Reproduktion zwar durchaus kurzfristige Vorteile bieten kann, jedoch langfristig in eine Sackgasse führt."