Kleiner Fisch ohne Sex gewinnt den Kampf ums Überleben

Die genetischen Überlebenstricks des Amazonenkärpflings

Wissenschafter in Edinburgh, Würzburg und am ÖAW-Institut für Limnologie in Mondsee untersuchen die speziellen genetischen Überlebenstricks des Amazonenkärpflings.

Foto: Poecilia formosa, Amazonenkärpfling (Lamatsch, ÖAW Mondsee)
Der Amazonenkärpfling, Poecilia formosa, ein kleiner Fisch aus Nordamerika, der mindestens 70 000 Jahre ohne sexuelle Vermehrung ausgekommen ist, schwimmt gegen den Strom der Evolution. Der Fisch stirbt nicht aus, obwohl Computermodelle dies vorhersagen würden. Wissenschaftler der Universitäten Edinburgh und Würzburg sowie des Instituts für Limnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) untersuchen, wie es der Amazonenkärpfling trotzdem schafft, seit so langer Zeit zu überleben.

Da der Amazonenkärpfling nur Weibchen ausbildet, wurde sein Artname von den männerlosen Reiterinnen der griechischen Mythologie, den Amazonen, abgeleitet. Seine sexuellen Begegnungen mit Männchen einer Schwesternart dienen lediglich dazu, an Spermien zu gelangen und damit die Entwicklung der Embryonen anzuregen. Die Erbsubstanz der Männchen wird dabei normalerweise nicht an die Nachkommen weitergegeben, sondern es werden nur die Gene der Mutter vererbt. Diese Fortpflanzungweise kann mit "natürlichem" Klonen verglichen werden.

Eine derartige eingeschlechtliche Vermehrung über mehrere Generationen, ohne die Auffrischung des genetischen Materials, ist normalerweise mit nachteiligen Erbgutveränderungen verbunden, die in der Folge zu Problemen bei den Nachkommen führen können. Letztendlich ist das Aussterben dieser Art vorprogrammiert. Wie lange das dauert, hängt von vielen Faktoren ab und ist daher schwer vorherzusagen.

Genau solch eine Vorhersage ist jedoch kürzlich gelungen. Alle wichtigen Faktoren konnten genau genug bestimmt werden, um mit einem einfachen mathematischen Modell abzuschätzen, wie lange es dauert, bis der Amazonenkärpfling aufgrund nachteiliger Erbgutveränderungen ausgestorben sein müsste. Überraschenderweise ist diese berechnete Zeit kürzer als das geschätzte Mindestalter der Art. Über die Ergebnisse berichtete vor kurzem die Zeitschrift "BMC Evolutionary Biology".

Die Forscher glauben, dass spezielle genetische Überlebenstricks dem Amazonenkärpfling helfen könnten, weiterhin in den Flüssen im Südosten Texas und Nordosten Mexikos zu leben. Einer dieser Tricks könnte sein, dass gelegentlich doch etwas Erbsubstanz von den artfremden Männchen übernommen wird, um die eigenen Gene aufzufrischen und am Leben zu bleiben, eine Vermutung, die auf Manfred Schartl von der Universität Würzburg zurückgeht.

Die aktuelle Studie entstand in Zusammenarbeit mit Dunja Lamatsch, die an der Universität Würzburg die Lebensdaten erhoben hatte, welche die Evolution des Amazonenkärpflings besonders gut beschreiben. "Diese kleinen Fische haben es in sich, sie schlagen den Gesetzen der Evolution ein Schnippchen! Um ihrem Geheimnis auf die Spur zu kommen, müssen wir sie nicht nur genauer untersuchen, sondern auch genauere Computermodelle von ihrer Evolution durchrechnen", so die Wissenschafterin.

Seit Beginn des Jahres 2008 führt sie ihre Forschung zur Evolution des Amazonenkärpflings am Institut für Limnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Mondsee fort. Die Arbeiten basieren auf einem Evolutionsmodell von Laurence Loewe (Universität Edinburgh), das mit Hilfe von evolution@home, dem ersten global verteilten Rechensystem für die Evolutionsbiologie, durchgerechnet wurde.


Publikation:
Loewe, Laurence / Lamatsch, Dunja K.: Quantifying the threat of extinction from Muller's ratchet in the diploid Amazon molly (Poecilia formosa). BMC Evolutionary Biology 2008, 8:88, doi:10.1186/1471-2148-8-88.
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Kontakt:
Dr. Dunja Lamatsch
Institut für Limnologie
Österreichische Akademie der Wissenschaften
Mondseestraße 9, 5310 Mondsee, Austria
T +43 6232 3125-27
dunja.lamatsch@oeaw.ac.at

Dr. Laurence Loewe
School of Biological Sciences
University of Edinburgh, Great Britain
T +44 131 651-9080
laurence.loewe@ed.ac.uk

Dr. Sabine Wanzenböck
Institut für Limnologie
Österreichische Akademie der Wissenschaften
Öffentlichkeitsarbeit
Mondseestraße 9, 5310 Mondsee, Austria
T +43 6232 3125-16
sabine.wanzenboeck@oeaw.ac.at


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