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Rubrik: News
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Publiziert: 02.02.2005 06:00

Fitnesseinbusse durch Polyandrie bei Hummelweibchen
Schlecht bekömmlicher Spermiencocktail

(akl) Warum Hummelweibchen sich zeitlebens auf einen einzigen Liebhaber beschränken, war bisher nicht klar. Denn aus evolutionsbiologischer Sicht gibt es durchaus Gründe für die Promiskuität: eine reiche Auswahl an genetischen Varianten ist nämlich von Vorteil. Dass nicht nur die offensichtlichen Nachteile – ein unvermeidlicher Zeit– und Energieverlust – die Hummelweibchen veranlassen monogam zu leben, zeigt eine neue Studie mit ETH-Beteiligung (1).

Königinnen im Schlaf befruchtet

Ziel der Studie von ETH-Professor Paul Schmid-Hempel vom Institut für Experimentelle Ökologie und Evolution (2) und Boris Baer (3) von der Universität in Kopenhagen war, den direkten Einfluss männlicher Samenzellen auf die Fitness der weiblichen Hummeln zu überprüfen. Isolierte Samenzellen von einem, zwei oder bis zu vier verschiedenen Männchen wurden betäubten Königinnen der Art Bombus terrestris eingepflanzt. Die restlichen Produkte des männlichen Ejakulats wurden vorher rausfiltriert. Im Anschluss an die Befruchtung versetzten die Forscher die Hummelweibchen bei 4°C in einen künstlichen Winterschlaf. Nach zwei Wochen fingen die Königinnen an bei 28°C und mit reichlich Nahrung Kolonien zu gründen. Sobald die Kolonien mehr als 15 Arbeiterbienen umfassten, wurden sie auf ein freies Feld in der Nähe von Zürich geführt. Während des ganzen Experiments erfassten die Forscher die wichtigsten Eckdaten des Lebens der Königinnen: ob sie den Winterschlaf überlebten, wie lange sie lebten und wie viele Nachkommen sie erzeugten.

Untreue lohnt sich nicht

Mehrfach und vor allem von verschiedenen Männchen befruchtete Weibchen überlebten den Winterschlaf bedeutend seltener als die Artgenossinnen, die nur von einem Männchen begattet worden sind. Ausserdem waren die Überlebenden weniger fit: Die Forscher entdeckten, dass die Weibchen, die eine Samenmischung erhalten hatten, weniger Nachkommen erzeugten und eine geringere Lebenserwartung aufwiesen.


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Vielmännerei geht bei Hummelköniginnen der Art Bombus terrestris auf Kosten der Fitness. (Bild von P. Schmid-Hempel zur Verfügung gestellt) gross

Die beiden Ökologen konnten somit zum ersten Mal zeigen, dass gewisse Spermien allein einen negativen Einfluss auf die Gesundheit der Hummelweibchen haben. Dass die Fitnesseinbusse auf die Menge des eingeführten Spermas zurück zu führen ist, schliessen die Forscher aus: Auch bei der Befruchtung mit Samenmischungen pflanzten sie immer die gleiche Totalmenge an Sperma ein. Eher führen sie an, dass die beobachteten Effekte auf einer Sperma-Inkompatibilität beruhen: Die Samenzellen verschiedener Männchen könnten miteinander interagieren und dabei die Fitness der Königinnen beeinträchtigen.

Ob dies wirklich die exakten Erklärungen für die beobachtete Fitnesseinbusse durch Polyandrie, der Vielmännerei bei Hummelweibchen sind, sei noch nicht klar, diskutieren die Forscher. Dem langfristigen Ziel ihrer Untersuchungen – der Aufschlüsselung der Prozesse, welche die genetische Vielfalt in natürlichen Populationen aufrechterhalten - sind sie jedoch näher gekommen: Die oben beschriebenen Inkompatibilitätseffekte würden nämlich eine Vielfalt von Paarungstypen erfordern und somit auch die genetische Vielfalt fördern.


Literaturhinweise:
Vgl. Artikel in ETH Life: www.ethlife.ethz.ch/articles/SchmidHempelPaarung.html

Fussnoten:
(1) Baer Boris und Paul Schmid-Hempel, Sperm influences female hibernation success, survival and fitness in the bumblebee Bombus terrestris, Proceedings of the Royal Society. Series B, Biological sciences - The Royal Society
(2) Website des Institute of Ecology & Evolution, ETH Zürich: www.eco.umnw.ethz.ch/portraits/psh/index.html
(3) Website Universität Kopenhagen, Boris Baer: www.bi.ku.dk/staff/staff-vip-details.asp?ID=93



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