Beispiele für die Unbefleckte Empfängnis bei Tieren

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

In der Natur ist die gleichgeschlechtliche Fortpflanzung – Parthenogenese, wenn Weibchen ohne Beteiligung der Männchen Nachkommen zeugen – keine Seltenheit. Dies tritt typischerweise bei kleinen Wirbellosen, Insekten und Spinnentieren auf. Dies geschieht nur bei 70 Wirbeltierarten, also bei 0,1 Prozent. Aber auch Säugetiere.

Ein unerwartetes Geschenk zu Weihnachten

Im Dezember 2001 wurde im Zoo von Nebraska (USA) ein Baby-Hammerhai (Sphyrna tiburo) geboren. Diese lebendgebärenden Fische bringen einmal im Jahr Nachwuchs und in der Regel sofort 12 bis 15 Haie. Allerdings gab es an diesem Tag nur ein Junges. Die Zoomitarbeiter, die keinen Zuwachs erwarteten, schafften es nicht, ihn aus dem Aquarium zu holen - fast sofort wurde der Hai von dem dort lebenden elektrischen Stachelrochen getötet.

Diese Geschichte würde sich nicht viel von anderen Fällen von Fischzucht in Gefangenschaft unterscheiden, wenn nicht eine Einschränkung vorhanden wäre: In den letzten drei Jahren haben nur weibliche Hammerhaie im Aquarium gelebt.

Tierpfleger kamen zu dem Schluss, dass die unglückliche Mutter mit dem Männchen in freier Wildbahn Sex hatte und sein Sperma in Reserve hielt. In freier Wildbahn passiert das manchmal. Es gab jedoch keine Hinweise darauf, dass Spermien so lange fruchtbar bleiben.

Der Leichnam des verstorbenen Kalbes wurde an das Pew Institute of Oceanology der University of Miami geschickt. Dort fanden die Forscher nach einer Reihe von Gentests heraus, dass der Hai überhaupt keinen Vater hatte und seine Mutter offenbar durch Parthenogenese gezeugt wurde.

Dies ist der Name der Fortpflanzungsmethode, bei der sich der Embryo ohne Befruchtung aus der weiblichen Fortpflanzungszelle entwickelt. Normalerweise ist dies bei Wirbellosen inhärent, aber es gibt Ausnahmen - zum Beispiel schuppige Reptilien. Und für den Hammerhai könnte die Parthenogenese der letzte Ausweg sein, um seine Art vor dem Aussterben zu retten, vermuten Biologen.

Das jungfräuliche Weibchen wartete zu lange darauf, dass das Männchen die Gattung fortsetzte, und der Körper betrachtete dies als Bedrohung für die gesamte Bevölkerung. Als Ergebnis wurde der Mechanismus zur Erhaltung der minimalen Anzahl von Individuen aktiviert.

Wenn alle Mittel gut sind

Fünfzehn Jahre später registrierten australische Wissenschaftler einen zweiten Fall von Parthenogenese bei Fischen – und erneut in Gefangenschaft. Leonis Zebrahai (Stegostoma fasciatum), der seit vier Jahren nicht mehr mit den Männchen kommuniziert hatte, legte 41 Eier. Von den drei schlüpften gesunde Jungen.

Als erstes dachten die Forscher an die unglaubliche Vitalität der Spermien. Tatsache ist, dass Leonie bis 2012 mit einem Männchen im selben Aquarium lebte, von dem sie mehrmals Nachkommen brachte. Biologen schlugen vor, seine Spermien vier Jahre lang aufzubewahren und, sobald sich die Gelegenheit bot, zur Befruchtung von Eizellen zu nutzen.

Die genetische Analyse zeigte jedoch, dass alle Jungen nur mütterliche DNA trugen. Also wechselte Leonie in Abwesenheit von Männern auf gleichgeschlechtliche Fortpflanzung. Wie Wissenschaftler feststellen, haben sich während der Reifung der Geschlechtszellen im Körper der Fische Polozyten - Polkörperchen - gebildet. Diese Zellen enthalten eine DNA-Kopie, können aber normalerweise nicht befruchten. Manchmal verhalten sie sich aus noch ungeklärten Gründen wie Spermien: Sie befruchten eine Eizelle und verwandeln sie in einen Embryo.

Nach einigen Arbeiten kann diese Methode der Fischzucht in freier Wildbahn angewendet werden. Immerhin fanden Biologen der State University of New York in Stony Brook (USA), die die genetische Vielfalt von Sägefischen vor der Südwestküste Floridas untersuchten, sieben Individuen, die durch Parthenogenese geboren wurden.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Tiere diese Zuchtmethode aufgrund der zu geringen Populationsdichte verwendeten. In den letzten Jahren ist die Zahl der Individuen stetig zurückgegangen und es wird für Weibchen immer schwieriger, Männchen zur Paarung zu finden. Dies bedeutet, dass Parthenogenese bei Arten, die kurz vor dem Aussterben stehen, durchaus möglich ist, sagen Wissenschaftler.

Ausschließlich männlicher Nachwuchs

Neben Haien haben Biologen vereinzelte Fälle gleichgeschlechtlicher Fortpflanzung beim Tüpfeladler – einer Stachelrochenart – und bei der Gemeinen Boa constrictor registriert. Darüber hinaus beschloss das Weibchen der letzteren, sich selbst zu reproduzieren, und hatte sogar die Möglichkeit, sich mit dem Männchen zu paaren. Obwohl Geschlechtsverkehr stattfand, waren die beiden Welpen im Wurf das Ergebnis einer Parthenogenese. Dies wurde durch DNA-Analyse bestätigt.

Säugetiere sind zur gleichgeschlechtlichen Fortpflanzung fähig, wenn auch künstlich. Im Jahr 2004 erhielten japanische Biologen Mäuse von zwei Müttern ohne Vater. Dafür wurden unreife Eier verwendet, in deren Genomen mehrere wichtige Regionen „abgeschaltet“wurden. Ein Weibchen, das als Ergebnis der Parthenogenese geboren wurde, lebte bis zur Reife und brachte in üblicher Weise ihre eigenen Jungen zur Welt.

Vierzehn Jahre später wurden diese Experimente von chinesischen Wissenschaftlern wiederholt. Sie gingen zwar ein wenig weiter und bekamen nicht nur von zwei einzelnen Weibchen Nachkommen, sondern auch von zwei Männchen (dh die Mäuse hatten nur Väter). Dazu wurden embryonale Stammzellen verwendet, in denen die DNA eines der Elternteile erhalten war. Es blockiert die Aktivität von Genen, die unterschiedlich funktionieren, je nachdem, wer sie weitergegeben hat - männlich oder weiblich.

Wissenschaftler injizierten solche Stammzellen mit korrigierter DNA in unreife Eizellen. Die resultierenden Embryonen wurden in Leihmütter verpflanzt. Als Ergebnis wurden lebensfähige Mäuse geboren, die keinen Vater hatten. Es stimmt, die Tiere hatten Entwicklungsfehler. Sie bewegten sich langsamer und wurden schneller müde. Aber sie lebten länger.

Um Nachkommen von zwei Vätern zu erhalten, wurden präparierte embryonale Stammzellen in kernlose Eizellen injiziert. Von tausend Embryonen überlebten nur 12. Die Versuchsmäuse wogen doppelt so viel wie sonst, litten an Wassersucht, konnten nicht normal atmen, saugen Milch und starben schnell.

Die Autoren der Arbeit weisen darauf hin, dass Entwicklungsstörungen nur bei Embryonen zweier Mütter unterdrückt werden können. Aber die männliche Parthenogenese ist nicht sehr lebensfähig. Dies erklärt, warum die gleichgeschlechtliche Fortpflanzung in freier Wildbahn bei Weibchen vorkommt.