Tiere

Neue Studie enthüllt, wie Delfingenitalien zusammenpassen

Die Studie, die eine der ersten dieser Art seit über einem Jahrhundert ist, beleuchtet die Evolution von Säugetieren zur Fortpflanzung im Wasser. Donnerstag, 9 November

Von Michael Greshko

Dank einer Penis-Druckpumpe und Genitalien, die aus den USA eingeflogen wurden, kann eine Anatomin nun endlich die seit langem offene Frage beantworten: Wie passen die Geschlechtsorgane von Delfinen und Schweinswalen beim Sex zusammen?

In einem Wort: schwimmend. Während einer Präsentation beim diesjährigen Experimental-Biology-Treffen in Chicago zeigte die promovierte Wissenschaftlerin Dara Orbach von der Dalhousie Universität intime 3D-Scans einiger Meeressäuger. Sie präsentierte Scans von zwei Delfinarten sowie von Gewöhnlichen Schweinswalen und Seehunden, die allesamt die Genitalien von diesen Tieren zeigten. Die Exemplare waren auf natürlichem Wege gestorben.

Auf den ersten Blick scheinen die Feinheiten der Delfinliebe pikant. Aber Orbachs Arbeit ist die erste seit über hundert Jahren, die die weibliche Geschlechtsanatomie von Meeressäugern analysiert – in diesem Fall Delfine und Schweinswale. Ihre Ergebnisse werden Wissenschaftlern auch dabei helfen zu verstehen, wie die Evolution die Organe in ihre aktuelle Form gebracht hat.

„Was die grundlegende Anatomie angeht, geht man oft davon aus, dass wir Wissenschaftler ein recht gutes Verständnis der Strukturen und ihrer Funktionen bei Säugetieren haben. Aber das stellt sich nicht immer als korrekt heraus“, sagt Sarah Mesnick, eine Ökologin am Southwest Fisheries Science Center, das Teil des National Marine Fisheries Service der U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ist.

„Orbach erlebt die Anatomie so wie die Wissenschaftler im Zeitalter der Entdeckungen und erhält bei jedem Sezieren neue Erkenntnisse“, fügt sie hinzu.

Im Bereich der Sexualanatomie gibt es noch eine Menge zu entdecken. Exakte Studien dazu, wie die Genitalien sich zusammenfügen, haben sich bisher meist auf kleine Insekten, Spinnen und Eidechsen beschränkt (auch wenn sich mindestens eine MRI-Studie mit Menschen befasst hat). In der Wissenschaft klaffte lange Zeit eine Lücke auf dem Studiengebiet der weiblichen Genitalien. Das lag nicht zuletzt daran, dass man Penisse vergleichsweise einfach untersuchen konnte und lange an der Annahme festgehalten hat, dass sich Vaginas über die verschiedenen Arten hinweg weniger stark unterscheiden als Penisse.

Die Studie vom März 2017, an der Orsbach und Mesnick mitgeschrieben haben, zeigt jedoch, dass sich die Vaginas der Meeressäuger durch eine verblüffende Vielfalt innerer Lappen und Falten auszeichnen. Das weibliche Geschlechtsorgan des Großen Tümmlers verfügt beispielsweise über eine einzige Falte, während das des Gewöhnlichen Schweinswals etwa 13 davon hat.

„Die Lappen, Falten und Sackgassen des weiblichen Fortpflanzungstrakts könnten eine Herausforderung für die Spermien des Männchens oder konkurrierender männlicher Rivalen darstellen. Diese Struktur müssen die Spermien passieren, um das Ei zu erreichen“, erklärt Mesnick in einer E-Mail.

„Bisher deutet alles darauf hin, dass diese Variation durch sexuelle Selektion gesteuert wird“, fügt Orbach hinzu. „Das ist ein ziemlich verblüffendes System, das da zum Einsatz kommt.“

GENITALVERMESSUNG

Untersuchungen dazu, wie genau die Evolution diese Falten geformt hat, setzen jedoch präzises Wissen darüber voraus, wie Penisse und Vaginas interagieren. Penetrieren Delfinpenisse beim Sex den Muttermund? Wie bringen sich die Strukturen am Penis mit den Falten in Einklang? Und warum?

Um diese Fragen zu beantworten, hat Orbach Fortpflanzungstrakte gesammelt. Dafür hat sie NOAAs National Marine Mammal Stranding Network um Hilfe gebeten, das ausrückt, wenn Tierkadaver an US-Strände gespült werden. Mittlerweile hat sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Mount Holyoke College etwa 75 Trakte eingelagert, die sie im Zuge von Nekropsien aus den Kadavern herausgeschnitten hat. „Es ist ein bisschen wie Geburtstag, man macht ein stinkendes Päckchen auf“, sagt Orbach.

Sobald Orbach zusammengehörige Genitalien erhält, säubert sie die Trakte und misst sie dann vollständig aus. Dabei sammelt sie über 50 Arten von Daten für eine einzige Vagina. Sie und ihre Kollegen erstellen dann einen Silikonabguss vom Inneren der Vagina. Mit einem unter Druck stehenden Fässchen Salzwasser pumpen sie dann gesondert davon den Penis auf und konservieren ihn in einer Mischung aus Wasser, Methanol und Formaldehydgas.

Den steifen Penis führt das Team dann in die passende Vagina ein, näht beide zusammen und konserviert sie in einer Formaldehydmischung. Dann werden sie zur Cummings School für Tiermedizin der Tuft Universität geschickt, wo der Radiologe Mauricio Solano sie im Detail scannt.

BEFUNDE MIT VORZÜGEN

Orbach sagt, dass ihre Forschung in der Zukunft dem Artenschutz nutzen könnte, besonders beim Sammeln von Sperma für künstliche Befruchtung. „Wenn man eine biomimetische (künstliche, aber lebensechte) Vagina hat, könnte diese im Gegensatz zu anderen Vorrichtungen das Männchen dazu bringen, qualitativ hochwertigeres Sperma zu produzieren“, sagt sie.

Die Vorstellung ist verlockend, dass Verbesserungen bei der Zucht in Gefangenschaft dem Kalifornischen Schweinswal helfen könnten. Von dieser Walart gibt es durch illegale Fischerei mit Stellnetzen nur noch 30 Tiere weltweit. Aktuell gibt es allerdings keine Vaquitas, wie sie auch genannt werden, in Gefangenschaft – schon gar keine in Gefangenschaft geborenen. Momentan hat die Rettung der letzten Exemplare dieser Art höchste Priorität: Im Mai wird ein Notfalleinsatz losgehen, um die verbliebenen Vaquitas zu orten, zu fangen und in Sicherheit zu bringen. Aber es gibt keine Garantie dafür, dass dieser Plan Erfolg haben wird.

„Es könnte sich als unmöglich herausstellen, die Vaquitas zu fangen und sich um sie zu kümmern. Aber wenn wir es nicht versuchen, wird die Art wahrscheinlich verschwinden“, äußert sich die National Marine Mammal Foundation in einer Stellungnahme zu ihrem Plan.

Wenn sie über Orbachs Forschung sprechen, betonen sie und Mesnick deren grundlegende Bedeutung für unser Verständnis der Säugetierbiologie.

„Im ganzen Tierreich können wir viele verschiedene Aspekte der Paarung sehen und hören, zum Beispiel die leuchtenden Farben von Männchen bei der Brautwerbung oder auch ihr Gesang. Auch die anschließenden Balzrituale zwischen den Geschlechtern sind gut beobachtbar. Aber bei Arten, bei denen die Befruchtung intern geschieht, spielt sich eine ebenso faszinierende Szene ab, die wir nur nicht sehen können“, sagt Mesnick. „Was sich im weiblichen Fortpflanzungstrakt abspielt – dem letztendlichen Spielfeld der sexuellen Selektion –, ist für die Beeinflussung des Reproduktionserfolgs genauso wichtig.

Arbeiten wie diese helfen Leuten dabei zu verstehen, was es bedeutet, ein Säugetier und ein Teil dieser erstaunlichen natürlichen Vielfalt zu sein“, fügte sie hinzu.

Diese Vielfalt zu untersuchen, ist ein langer und mühsamer Prozess. Aber wie Orbach demonstriert hat, ist es eine passende – und wissenschaftlich überzeugende – Fragestellung.

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