Keine Männchen nötig: Sich klonende Molche heilen schneller

Eine Gruppe weiblicher Schwanzlurche schafft es nicht nur, ohne Männchen zu überleben, sondern gedeiht dabei auch noch prächtig.

Einige Querzahnmolche (Ambystoma) im Nordosten Nordamerikas sind für die Fortpflanzung nicht auf Männchen angewiesen, sondern klonen sich einfach selbst, Generation für Generation. 

Es ist eine Situation, die die meisten Wissenschaftler als Sackgasse bezeichnen würden, da der Mangel an frischen Genen von Männchen die weiblichen Tiere letztendlich schwächen könnte. 

Eine aktuelle Studie lässt davon jedoch nichts erkennen.

Ein Forschungsteam untersuchte insbesondere die Fähigkeit der Querzahnmolche, einen Teil ihres Schwanzes abzuwerfen – entweder als Taktik gegen Fressfeinde oder in anderen misslichen Lagen – und wieder zu regenerieren. 

Die Wissenschaftler verglichen die Geschwindigkeit, mit der ausschließlich weibliche Querzahnmolch-Populationen ihre Schwänze nachwachsen ließen, mit der Regenerationsrate von Arten, bei denen es sowohl Männchen als auch Weibchen gab. Das Ergebnis zeigte: rein weibliche Gruppen regenerierten ihre Schwänze anderthalbmal schneller.

„Es gibt großes Interesse an der Regeneration, aber wir wissen nicht, wie vielfältig diese Fähigkeit ist. Unsere Ergebnisse sind wichtig, um darauf hinzuweisen, dass diese Fähigkeit deutlich komplexer ist, als wir dachten“, erklärt Rob Denton, ein Evolutionsbiologe der Ohio State University.

DNA-KLAU 

Da sich jene Querzahnmolche, die sich selbst klonen, schon vor mehr als sechs Millionen Jahren entwickelten, müsse diese Lebensweise irgendeinen Vorteil bieten – andernfalls hätte diese Erblinie nicht so lange überlebt, wie Denton sagt. 

In Hinweis ist, dass eingeschlechtige Querzahnmolche DNA aus dem herumliegenden Sperma anderer Salamanderverwandten stehlen. Anstatt damit aber ihre Eier zu befruchten, fügen die rein weiblichen Molche die fremde DNA ihren eigenen Genomen hinzu. 

Das sorgt dafür, dass manche Weibchen nicht nur zwei Kopien ihrer Chromosomen haben, sondern gleich drei oder vier. Oft gehören diese zusätzlichen Genome nicht mal ihrer eigenen Art. 

Katherine Greenwald, eine Evolutionsbiologin der Eastern Michigan University, erforscht Querzahnmolche und versucht herauszufinden, welche anderen Arten mit ihren Genen zu dem komplexen Genom der rein weiblichen Ambystoma beigetragen haben. 

An dieser Stelle kommt Monica Saccucci ins Spiel, eine Studentin der Ohio State University. Sie wusste aufgrund ihrer bisherigen Forschung, dass Schnecken, die sich asexuell fortpflanzen und über zusätzliche Genomkopien verfügen, fehlende Körperteile signifikant schneller regenerieren. Obwohl die zusätzliche DNA bedeutet, dass mehr Gene kopiert werden müssen, stehen auch mehr Proteine zur Verfügung, die diese Kopien herstellen. 

Um herauszufinden, ob bei den Querzahnmolchen Ähnliches geschieht, sammelte Saccucci Eier von rein weiblichen Linien sowie von der Art Ambystoma texanum. Im Labor zog sie die daraus geschlüpften Jungtiere dann auf.

Die eingeschlechtigen Tiere verfügten über drei Kopien ihres Genoms: Eines vom Blauflecken-Querzahnmolch (A. texanum) und zwei von A. jeffersonianum. 

Saccucci entfernte bei allen zwölf Querzahnmolchen im Labor Teile des Schwanzes und maß dann, wie schnell sie nachwuchsen.

„EIN BEDEUTENDER ERSTER SCHRITT“

In den ersten drei Wochen wuchsen die Schwänze in beiden Querzahnmolch-Gruppen gleich schnell nach, wie in der Studie nachzulesen ist, die im „Journal of Zoology“ erschien.

Dann gaben die Forscher den Tieren eine nährstoffreichere Nahrung zu fressen, die eher dem entsprach, was die Molche in der Wildnis zu sich nehmen würden. 

Ab diesem Zeitpunkt regenerierten sich die Schwänze der rein weiblichen Tiere deutlich schneller und schafften es schließlich auf eine anderthalbmal so schnelle Rate wie A. texanum.

„Das ist ein sehr aussagekräftiges und cooles Experiment. Sie vergleichen ein Merkmal, das beeinflusst, wer in einer natürlichen Umgebung gewinnen würde. Das passiert nicht in vielen Studien“, sagt Maurine Neiman, eine Evolutionsbiologin der University of Iowa. Neiman leitete die Regenerationsforschung an den ungeschlechtlichen Schnecken. 

Eine Einschränkung der Studie liegt Greenwald und Neiman zufolge aber darin, dass die Forscher die Regenerationsrate der eingeschlechtigen Art nicht mit allen Arten verglichen haben, mit denen sie sich ein Genom teilen.

Das erschwert ein Urteil darüber, ob die Unterschiede bei der Regeneration durch die ungeschlechtliche Vermehrung, die Anzahl der Genomkopien oder angeborene Unterschiede in deren Erstellung zustande kommen.

Dennoch ist es „ein bedeutender erster Schritt“, sagt Neiman.

„Die Anzahl der Genomkopien ist eines unserer grundlegendsten Merkmale und wir wissen noch immer nicht, warum so viele Arten sich auf zwei Kopien eingeschossen haben.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.