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News: Eine Art Barriere

Der afrikanische Elefant ist eine Art, und die Hausmaus ist eine Art: Sie können sich nicht miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben. Aber bei engeren Verwandtschaften ist das manchmal nicht so klar geregelt. Damit stellt sich die Frage, welche Mechanismen eigentlich für die Barriere verantwortlich sind. Bei zwei Mausarten, die zusammen zwar Nachwuchs haben können, aber dabei nicht sehr erfolgreich sind, liegt der entscheidende Faktor allein in der Aktivität von zwei Genen.
Was ist eigentlich eine Art? Darüber diskutieren Biologen schon sehr lange. Eine verbreitete Definition besagt, dass die Mitglieder einer Art sich miteinander fortpflanzen können und auch fortpflanzungsfähige Nachkommen haben, während das mit Angehörigen anderer Arten nicht klappt. Aber auch zu dieser Regel gibt es eine Reihe von Ausnahmen, insbesondere bei sehr eng verwandten Arten.

Da sind zum Beispiel die Mäuse Peromyscus polionotus und Peromyscus maniculatus. Die Tiere können sich miteinander fortpflanzen, und manche der Nachkommen sind sogar fertil – und trotzdem werden sie als eigene Arten betrachtet. Denn insgesamt gesehen sind die Überlebenschancen für den Nachwuchs nicht sehr gut. Je nachdem, welcher Art die Mutter angehörte, sind die Jungen entweder zu groß, um die Geburt sicher zu überstehen, oder sie sind klein und schwach. Mit Hilfe von Züchtungsexperimenten machten sich Wissenschaftler daher auf die Suche nach der genetischen Ursache für den verringerten Reproduktionserfolg der Hybriden.

Dabei entdeckten Paul Vrana und Shirley Tilghman von der Princeton University zwei Gene, die für die anormalen Größenverhältnisse verantwortlich zu sein scheinen. Das Gen Peg3 beeinflusst die Größe der Placenta und des Fötus. Wenn sich Mäuse derselben Art paaren, wird die Kopie der Mutter durch einen bisher noch ungeklärten Mechanismus gehemmt, und nur ein Gen ist aktiv. Suchen sich die Tiere jedoch einen Partner der anderen Art, geht diese Kontrolle verloren, und beide Gene werden abgelesen (Nature Genetics vom Mai 2000). Je nach Kombination nimmt dabei die Aktivität entweder überhand, und die Föten werden zu groß, oder es wird zu wenig Peg3 exprimiert, und die Tiere bleiben in der Entwicklung zurück. Außerdem trägt noch ein weiteres Gen, das sich auf dem X-Chromosom befindet und von den Forschern vorläufig auf den Namen Plp getauft wurde, zu den Abweichungen bei.

So sorgen allein Unterschiede in der Regulation dieser zwei Gene für den mangelhaften Fortpflanzungserfolg der beiden Mausarten. Wallace Dawson von der University of South Carolina in Columbia bezeichnet sie daher als "Artbildungs-Gene". "Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt für das Verständnis der Genetik der reproduktiven Isolation", meint er.

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