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Bakterielle Verzögerungstaktik

Tochter oder Sohn, das entscheiden Erzwespen normalerweise selbst, indem sie ihre Eizellen befruchten lassen oder nicht. Beherbergen sie jedoch das parasitäre Bakterium Wolbachia, hat dieses ein entscheidendes Wörtchen mitzureden beim Geschlecht der Nachkommen. Auf diese Weise erhöht es letztendlich den Anteil infizierter Weibchen und sichert so den eigenen Fortbestand, ohne den Wirt zu gefährden.
So verschieden Insekten, Krebstiere und andere Wirbellose auch sind, viele von ihnen beherbergen ganz ähnliche Untermieter: Bakterien der Gattung Wolbachia. Da die Mikroorganismen ausschließlich in den Zellen ihrer Wirte überleben können, nutzen sie einfach deren Eier als nächstes Opfer. Allerdings sind Samenzellen als Überträger nicht geeignet, die Bakterien sind also auf infizierte Weibchen angewiesen.

Um diese zu fördern, bringt Wolbachia bei der Erzwespe Nasonia vitripennis die normale Fortpflanzung gründlich durcheinander. Wie bei vielen anderen Hautflüglern entwickeln sich hier unbefruchtete Eier zu Männchen und nur befruchtete Eier zu Weibchen. Paart sich nun ein infiziertes Männchen mit einem infizierten Weibchen, besteht die Nachkommenschaft aus beiden Geschlechtern in einem typischen Verhältnis. Stößt ein infiziertes Männchen jedoch auf ein Weibchen ohne Wolbachia, kommt eine rein männliche Generation zur Welt.

Doch wie gelingt den Bakterien dieser Trick? Uyen Tram und William Sullivan von der University of California in Santa Cruz haben sich die Geschehnisse bei der Befruchtung noch einmal ganz genau angesehen. Wie bei anderen Tieren, so liegen auch hier die beiden Zellkerne nach dem Eindringen der Samenzelle zunächst noch von ihren jeweiligen Kernmembranen umhüllt vor. Erst nach einiger Zeit werden diese aufgelöst, und die Kerne verschmelzen. Mit einem Farbstoff markierten die Wissenschaftler nun Proteine, die am Abbau der Membranen beteiligt sind.

Und damit kamen sie Wolbachia auf die Spur: Bei den Samenzellen infizierter Männchen löste sich die Kernmembran mindestens eine Minute später auf als die des Eizellkerns. Ein fataler Zeitverlust, denn bis dahin hatte die Eizelle längst begonnen, ihr Erbgut zu vervielfältigen und sich zu teilen. Die väterlichen Chromosomen konnten für die Ausstattung der Nachkommen daher nicht mehr berücksichtigt werden: Als ob nie eine Samenzelle den Weg in die Eizelle gefunden hatte, entstand so eine rein männliche Brut.

War jedoch auch die Mutter infiziert, stimmte der zeitliche Ablauf wieder überein: Passend zum männlichen Vorkern löste sich auch die Kernmembran des weiblichen Pendants später auf, synchron trafen die Chromosomen nun aufeinander und konnten allesamt an der folgenden Zellteilung teilnehmen – eine Tochter war unterwegs, wie ihre männlichen "Geschwister" infiziert.

Mit diesem verschobenen Geschlechterverhältnis der Nachkommen sichert Wolbachia geschickt seinen eigenen Fortbestand. Denn indem es Bakterien-freien Weibchen rein männlichen Nachwuchs und keine Töchter beschert, sinkt im Laufe der Zeit der Anteil nicht-infizierter Weibchen in der Population. Das wiederum erhöht den Fortpflanzungserfolg Wolbachia-beherbergender Weibchen in der Lebensgemeinschaft. Und diese wiederum liefern mit den Eiern der neuen Generation auch den nächsten Wirt.

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