Amazonas-Algen geben Aufschluss darüber, was mit Populationen passiert, wenn Weibchen auf ungeschlechtliche Fortpflanzung umstellen

Forscher am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen und der Universität Kobe entdeckten Populationen weiblicher Braunalgen, die sich aus unbefruchteten Gameten vermehren und ohne Männchen überleben. In einer Studie veröffentlicht In Naturökologie und Evolutionverwendeten sie „Amazon“-Algen, um Licht auf die phänotypischen und genetischen Folgen des Übergangs von der sexuellen zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung zu werfen.

Die Forscher fanden im Meer vor der Küste Japans mehrere Populationen von Braunalgen, die überraschenderweise ausschließlich aus Weibchen bestanden. Diese Populationen entstanden vor etwa 1 bis 2 Millionen Jahren und wurden später aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeit, sich allein fortzupflanzen, „Amazonen“ genannt. Das Team verglich Paare von geschlechtlichen und Amazonen-Individuen, um zu verstehen, wie die Amazonenpopulationen entstanden und wie sie ohne Männchen gedeihen.

„Wir waren verblüfft“, rief Dr. Masakazu Hoshino, der Erstautor der Studie. „Dies ist eine einmalige Gelegenheit, die molekularen Grundlagen des Übergangs von der sexuellen zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung zu verstehen und zu begreifen, wie Weibchen Millionen von Jahren ohne Männchen überleben können.“

Das Weibchen gibt Gameten ins Meerwasser ab, aus denen sich durch Parthenogenese (vom griechischen „Parthenos“ für Jungfrau und „Genesis“ für Ursprung) erwachsene Weibchen entwickeln, die mit dem Elternteil identisch sind. Parthenogenese ist eine Form ungeschlechtlicher Fortpflanzung, bei der sich aus einer unbefruchteten Eizelle ein neues Individuum entwickelt.

Da bei weiblichen Gameten die Parthenogenese möglich ist, bei männlichen Gameten dies jedoch normalerweise nicht möglich ist, ist es möglich, dass Veränderungen in der Umwelt, wie etwa Schwankungen der Wassertemperatur, zu einem Anstieg der weiblich-dominanten Population geführt haben.

Während des Prozesses der Asexualität erfuhren Amazonen bemerkenswerte Veränderungen, wie den Verlust eines weiblichen Pheromons, das männliche Gameten anzieht. Die Tatsache, dass Amazonen „weniger feminisiert“ sind, impliziert, dass weibliche Merkmale kostspielig sind und daher schnell verloren gehen, wenn sie nicht benötigt werden: Warum ein Pheromon produzieren, wenn es keine Männchen mehr gibt? Eine asexuelle Existenz ist für Amazonen vorteilhafter, wie die Entwicklung neuer Merkmale wie größerer Gameten zeigt, die mehr Ressourcen für die parthenogenetische Entwicklung bieten.

Braunalgen, entfernte Verwandte von Tieren und Pflanzen, spielen in Küstengebieten eine zentrale Rolle und bilden die Grundlage des Lebens, ähnlich wie die Bäume in einem Wald. Diese Studie zeigt, wie anpassungsfähig ihre Lebensweise ist, die es ihnen ermöglicht, in verschiedenen Umgebungen zu gedeihen.