Seit den 1960er Jahren wissen Wissenschaftler, dass einige Arten von Peitschenschwanz-Eidechsen ein Männchen noch weniger brauchen als ein Fisch ein Fahrrad. Diese rein weiblichen Eidechsenarten (der Gattung Aspidoscelis) aus Mexiko und dem Südwesten der USA schaffen es, auch ohne männliche Befruchtung gut gezüchteten Nachwuchs zu produzieren.
Aber wie schaffen sie – und die anderen 70 Wirbeltierarten, die sich auf diese Weise fortpflanzen – es ohne die genetische Monotonie und Krankheitsanfälligkeit, die oft aus der ungeschlechtlichen Fortpflanzung resultiert? „Es ist unklar geblieben“ und „war das Thema vieler Spekulationen“, berichtet ein Team von Forschern, die genau diese Frage beantworten wollten. Ihre Ergebnisse wurden am 21. Februar online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. (Scientific American ist Teil der Nature Publishing Group.)
Diese Echsen und andere „parthenogenetische Arten sind genetisch isoliert“, erklärt Peter Baumann, Mitarbeiter am Stowers Institute for Medical Research in Kansas City, Mo. und Mitautor der Studie. So unterschiedliche Arten wie Komodowarane und Hammerhaie tun es notfalls auch ungeschlechtlich, aber einige Arten, wie diese kleinen Eidechsen, haben keine andere Wahl. „Sie können kein genetisches Material austauschen, und dieser Verlust des genetischen Austauschs ist ein großer Nachteil für sie in einer sich verändernden Umwelt“, sagt er. Wenn ein Tier nicht in der Lage ist, die DNA, die es bereits hat, zu rekombinieren, wird es einen Nachkommen mit einem identischen Chromosomensatz produzieren, bei dem jede genetische Schwäche, wie z. B. Krankheitsanfälligkeit oder körperliche Mutation, keine Chance hätte, durch fremdes genetisches Material von einem Partner aufgehoben zu werden.
Die neuen Forschungen von Baumann und seinem Team zeigen, dass diese Echsen den genetischen Reichtum aufrechterhalten, indem sie den Fortpflanzungsprozess mit der doppelten Anzahl von Chromosomen beginnen als ihre sich sexuell fortpflanzenden Cousins. Diese zölibatären Arten entstanden durch die Hybridisierung verschiedener sexueller Arten, ein Prozess, der den parthenogenetischen Echsen von Anfang an eine große genetische Vielfalt verleiht. Und die Forscher fanden heraus, dass diese Arten die Vielfalt erhalten konnten, indem sie ihre homologen Chromosomen nie miteinander paarten (wie es sexuelle Arten tun, indem sie einen Chromosomensatz von jedem Elternteil nehmen), sondern stattdessen ihre Schwesterchromosomen kombinierten. „Die Rekombination zwischen Paaren von Schwesterchromosomen erhält die Heterozygotie“ im gesamten Chromosom aufrecht, bemerken die Autoren der Studie, die von Aracely Lutes, einer Postdoc-Forscherin in Baumanns Labor, geleitet wurde.
Diese Entdeckung, die bisher in der Reptilienwelt unbestätigt war, bedeutet, dass „diese Echsen einen Weg haben, Schwester- von homologen Chromosomen zu unterscheiden“, sagt Baumann. Wie machen sie das? Eine weitere große Unbekannte ist, wie die Echsen überhaupt zu der doppelten Anzahl von Chromosomen kommen. Baumann vermutet, dass dies über zwei Replikationsrunden geschehen könnte oder wenn sich zwei Geschlechtszellen zusammenschließen, bevor der Teilungsprozess beginnt.
Auch wenn die ungeschlechtliche Fortpflanzung langweilig erscheinen mag – und wenn sie nicht richtig durchgeführt wird, kann sie zu fragwürdigen genetischen Ergebnissen führen -, hat sie auch ihre Vorteile, bemerkt Baumann. „Sie erhöhen die Chancen, einen neuen Lebensraum zu besiedeln, erheblich, wenn es nur ein einziges Individuum braucht“, sagt er und nennt das Beispiel der Brahminy-Blindschlange (Ramphotyphlops braminus), einer weiteren parthenogenetischen Art. „Wenn sie einen Weg hat, sich ohne die Hilfe eines Männchens fortzupflanzen, ist das ein extremer Vorteil.“ In der Tat ist es so – die Brahminy hat bereits sechs Kontinente kolonisiert.