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Christian Gruber

Von Christian Gruber

Sa, 02. Juni 2018

Bildung & Wissen

Nahrungsknappheit und schwierige Partnersuche lassen die Männchen bei manchen Tierarten verzwergen /.

Bei manchen Tierarten schrumpfen die Männchen bis auf Zwergengröße und leben dann von den Weibchen oder sogar in ihnen. Die Biologie glaubt, dass so etwas immer dann passiert, wenn die Nahrung sehr knapp und die Partnersuche extrem schwierig ist – so wie in der Tiefsee. Aber wer weiß das schon genau?

1000 bis 4000 Meter tief im Ozean gelten andere Spielregeln. Was hier überlebt, sieht aus menschlicher Sicht exotisch aus. Der Tiefsee-Anglerfisch zum Beispiel, von dem es 160 Arten gibt, hat ein Leuchtorgan, das an einer Art Rute sitzt und ihm die Beute in der ewigen Nacht vors Maul lockt. Nur wenige Tiefsee-Angler verzichten auf die kleine Laterne. Und das ist noch nicht alles: Hier unten geben die Frauen den Ton an. Als man begann, sich wissenschaftlich für die Tiefsee-Angler zu interessieren, fanden die Forscher an ihrem Körper öfter Miniaturfischchen, die sie mal für Parasiten, mal für Larven, mal für Babys hielten. Bis sich herausstellte: Es sind die Männchen.

Eine Larve, ein Parasit?

Nein, das Männchen

Zwergmännchen erreichen oft nur fünf bis zehn Prozent der Körpergröße des Weibchens. Bei der Art Ceratias holboelli – mit 1,20 Metern der längste Tiefseeangler – sind die Weibchen 60-mal größer und 500 000-mal schwerer als die Männchen. Die Männchen der Anglerfisch-Familie Linophrynidae gehören zu den kleinsten Wirbeltieren überhaupt: Sie werden nur sechs bis zehn Millimeter lang. Augen und Geruchsorgane der Herren sind bei den meisten Arten stark vergrößert, damit sie die Sexuallockstoffe der Damen aufspüren können. Anpassung ist alles.

Haben frei schwimmende Männchen ein Weibchen gefunden, durchlaufen sie eine Metamorphose. Manche Arten hängen sich an der Haut des Weibchens fest und bilden ihre Zähne zu Haken um, um sich besser halten zu können. Bei einigen Anglerfisch-Gattungen wachsen Haut und Kreislauf der Partner zusammen, sodass die Männchen fest mit dem Weibchen verbunden sind und von ihr wie ein Embryo über das Blut mitversorgt werden. Es gibt auch Arten, die so etwas wie einen Gewebsrüssel bilden, der in das Maul des Männchens ragt und mit seinem Schlund fest verbunden ist. Angewachsene Männchen werden größer als frei schwimmende. Sie sind so etwas wie eine mobile Samenbank, die von den Weibchen überall mit hingeschleppt werden kann. Eine eheliche Schicksalsgemeinschaft – denn stirbt sie, geht auch er mit ihr zugrunde.

Meistens sind im Tierreich die Männchen größer als die Weibchen. Damit es im Lauf der Evolution zur Verzwergung kommt, braucht es ganz bestimmte Bedingungen. In der Biologie geht man davon aus, dass Nahrungsknappheit und schwierige Partnersuche zwei Faktoren sind, die einen solchen extremen und umgekehrten Geschlechterunterschied – Sexualdimorphismus – begünstigen. Es gibt aber noch andere Konstellationen, die winzige Männchen hervorbringen können, wie das Beispiel Osedax zeigt, eine Gattung der Bartwürmer: nämlich sesshafte Lebensweise und wenig Konkurrenzkämpfe zwischen den Männchen um Weibchen.

Osedax – ein Gattung, deren Spuren schon auf 100 Millionen Jahre alten Meeressaurier-Skeletten gefunden wurden – besiedelt in der Tiefsee Walknochen, wenn andere Kadaverfresser sie am Grund freigelegt haben. Die Würmer zerlegen mit Hilfe eines Wurzelsystems, das durchblutet ist und Säure freisetzt, die Knocheneiweiße und Fette und gewinnen so Nährstoffe. Bei der Verdauung helfen ihnen symbiotische Bakterien.

Entdeckt wurde Osedax im Jahr 2002 durch Zufall und zwei Jahre später im Fachblatt Science beschrieben. Die Männchen sind winzig, bei den meisten Arten zwischen 0,2 und 1,1 Millimeter lang. Sie hausen in den Wohnröhren der zentimetergroßen Weibchen, haben keine bakteriellen Verdauungshelfer und sehen – bis auf ihre Geschlechtsorgane – aus wie Bartwurm-Larven.

Weil die Walknochen in der Tiefsee weit verstreut liegen und es dort unten immer nur wenige Nährstoffinseln gibt, an denen Bartwurm-Weibchen sitzen, mussten die Männchen früh geschlechtsreif sein. Dieser Selektionsdruck habe dazu geführt, dass sie irgendwann das Larvenstadium nicht mehr verließen und direkt fortpflanzungsfähig waren, vermuten Wissenschaftler. Schnell wachsende, gute Futterverwerterinnen hier, frühreife Halbstarke dort – das ließ den Konkurrenzdruck um Nahrung, der normalerweise auch zwischen ausgewachsenen Männchen und Weibchen herrscht, wegfallen. Und so zogen sich die Zwerge in die Wohnhöhle ihrer Angebeteten zurück.

Eine Ausnahme gibt es, wie ein Team um den Meeresbiologen Greg W. Rouse von der University of California in San Diego im Fachmagazin Current Biology belegte: Bei Osedax priapus sind die Männchen im Lauf ihrer Entwicklung wieder gewachsen, nämlich auf ein Drittel der weiblichen Körpergröße. Sie leben nicht in der Wohnröhre der Frauen, sondern wurzeln selbstständig außerhalb, können sich strecken und so mehrere Weibchen erreichen. Womöglich bringen sie es dadurch auf mehr Nachkommen als die Stubenhocker unter den männlichen Bartwürmern. Das aber sind nur Spekulationen, wirklich gut erforscht ist die Biologie der Tiefseebewohner noch nicht.

Osedax priapus, der Riese unter den Bartwurmmännern, ist eine Art Ärgernis der Evolutionstheorie. Denn Dollos Gesetz – formuliert etwa 1890 von dem belgischen Paläontologen Louis Dollo – besagt: Evolution ist ein gerichteter Prozess und grundsätzlich unumkehrbar. Ein Beispiel dafür sind Säugetiere, die ins Wasser zurückgingen, etwa die Wale. Sie haben nie wieder Kiemen angesetzt, obwohl bei jedem Säuger, auch bei uns Menschen, die Kiemen in der Embryonalentwicklung nach wie vor angelegt sind und sich dann zurückbilden.

Einen handfesten Beleg, dass Dollos Gesetz richtig ist, hat ein Team um den Molekularbiologen Joe Thornton von der University in Oregon vor einigen Jahren im Fachjournal Nature geliefert. Die Forscher nahmen sich das Eiweiß GR vor, das an das Hormon Cortisol bindet und die Stressantwort im Menschen und anderen Wirbeltieren reguliert. Wie Thornton zuvor nachgewiesen hatte, entstand das GR-Ur-Protein vor rund 400 Millionen Jahren und durchlief auf seinem Weg zum modernen Eiweiß in den vergangenen 40 Millionen Jahren 37 Aminosäure-Änderungen.

In ihrer Nature-Studie aus dem Jahr 2009 bauten die Biologen ein GR-Protein zurück, indem sie alle Mutationen ungeschehen machten und testeten es. Ergebnis: Das Ur-Eiweiß aus dem Labor war nicht in der Lage, auch nur an ein einziges Hormon anzudocken. Evolution könne eben nicht rückwärts laufen, schlussfolgerten die US-Wissenschaftler.

Verzwergung gibt es auch bei Spinnen und Krebsen

Insofern ist umstritten, ob Osedax priapus sich tatsächlich zurückentwickelt hat in ein früheres Stadium seiner Evolution. Womöglich haben Überlebensbedingungen, die nur diese Bartwurmart betreffen, dazu geführt, dass die Männchen sich wieder aus ihrer weiblichen Wohnhöhle herausgearbeitet haben; vielleicht saßen sie nie drin. Oder es gibt doch eine Art Beharrlichkeitsprinzip in der Natur, die auf das Bewährte setzt.

So glaubt der Evolutionsbiologe Michael Rose von der University of California in Irvine, dass Evolution auf sehr lange Sicht gesehen nicht rückwärts laufen kann. Aber innerhalb kurzer Zeiträume falle Selektion oft zurück auf ihre alten Pfade. Rose hat das mit seinen Kollegen an Fruchtfliegen durchexerziert, die sich in einer künstlichen Umgebung im Labor jahrzehntelang auseinanderentwickelten, dann aber innerhalb von zwei Jahren wieder zu ihren alten Mustern zurückkehrten, nachdem man sie in Ruhe ließ. Allerdings sind Jahrzehnte keine Millionen Jahre.

Verzwergung jedenfalls muss sich desöfteren bewährt haben, denn man findet sie bei Spinnen genauso wie bei Argonauten, einer Tintenfisch-Gattung, oder bei vielen Rankenfußkrebsen, die sesshaft oder als Parasiten leben und keine Gliedmaßen mehr haben.

Zu diesen Krebsen gehört auch die Entenmuschel – sie ist allerdings ein Zwitter. So geht’s natürlich auch: ganz ohne Zwerg.