Wie die Jungfrau zum Kind kommt 12

Parthenogenetische Blattläuse
Foto:Aroid, Wikimedia

Sie hat ein Kind geboren und blieb doch reine Magd, heisst es in einem Weihnachtslied. Manche interpretieren diese Zeile so, dass Maria trotz der Geburt des Sohnes ihre Anstellung als Reinigungsfachkraft nicht aufgegeben habe – was sonst könnte mit „Reinemagd“ gemeint sein? Die Erzdogmatiker in der Römischen Kirche werden dagegen erklären, die Zeile beziehe sich auf die jungfräuliche Geburt Jesu. Aufgeklärtere Theologen verwerfen diese Idee, zumindest wenn sie biologisch-wörtlich verstanden wird, und verweisen auf Übersetzungsfehler und auf alte ägyptische Mythen, die im Christentum recycelt wurden. Mich interessiert heute  etwas anderes: Wenn man mal vom Menschen absieht, ist die Jungfernzeugung im Tierreich gar nicht so selten – der Fachmann sagt Parthenogenese dazu. Quer durch die Tierstämme gibt es Arten, die sich vermehren ohne dass Spermium auf Ei trifft, unter anderem bestimmte Blattläuse, einige Schmetterlinge, der Marmorkrebs Procambarus fallax virginalis und auch Wirbeltiere wie die armenische Felseidechse Darevskia armeniaca.

Man muss sich eher wundern, dass es überhaupt sexuelle Fortpflanzung gibt. Ein kleines Rechenbeispiel: Schnecke Erwin (oder Erwine, es gibt jedenfalls nur ein Geschlecht) vermehrt sich durch Jungfernzeugung, die Schnecken Kevin und Susi pflanzen sich sexuell fort. Nehmen wir an, pro Muttertier können beide Arten 50 Eier legen, das sind aber für Kevin und Susi nur 25 pro Elterntier, Kevin trägt ja nur Spermien bei.

Angenommen, alle Nachkommen Erwins überleben, dann hat er bald 2500 Enkel. Alle Enkel produzieren wieder je 50 Baby-Schnecken und schon hat Erwin eine Schar von 125.000 Urenkeln. Wenn die ganze Familie zusammenkommt wird es eng unter dem Weihnachtsbaum.

Kevin und Susie haben zusammen auch 50 Nachkommen, aber davon sind die Hälfte Männchen, Kevin und Susi kommen deshalb nur auf 1250 Enkel. In der nächsten Generation sind wir bei bescheidenen 31.250 Urenkeln, nur noch ein Viertel im Vergleich zu Erwins Grossfamilie.

Armenische Gebirgseidechse
Foto: P. Karstedt, Wikimedia

So geht es immer weiter, bis nach wenigen Generationen Erwins Nachkommen die Abkömmlinge von Kevin und Susi zahlenmässig an die Wand gedrückt haben und quasi alle Tiere parthenogenetisch sind. Ich habe dabei noch gar nicht berücksichtigt, dass sexuelle Fortpflanzung noch andere Nachteile hat; Männlein und Weiblein müssen zueinander finden, Männchen reiben sich in ermüdenden Balzritualen auf. Wenn es endlich zum Geschlechtsakt kommt, riskieren die Teilnehmer, sich mit Krankheiten und Parasiten zu infizieren oder in voller Aktion von Raubtieren überrascht zu werden. Sex scheint keine gute Idee zu sein.

Mit unserer Kalkulation kann aber etwas nicht stimmen, denn es wird absurd sobald wir die Rechnung noch ein paar Generationen weitertreiben. Nach 15 Generationen hat Erwin 3 x 1025 Nachkommen, die bei einem Gewicht von ca. 100 g pro Schnecke mehr wiegen als die gesamte Masse des Planeten Erde.

Ich habe bisher bewusst vernachlässigt, dass viele Tiere keine Chance erhalten, selbst 50 Nachkommen hervorzubringen; zum Beispiel, weil sie als Jungtiere von Raubtieren gefressen werden, durch Infektionskrankheiten zu Grunde gehen, im Winter erfrieren und so weiter. Das ist der ersten Teil des Gedankengangs, der Darwin auf die Idee der natürlichen Selektion brachte. Der zweite Teil von Darwins Idee: Wenn nicht alle Schnecken identisch sind, dann wird es manche geben, die mit den Zumutungen ihrer Umwelt besser zurechtkommen und mehr Nachkommen haben als andere. Wenn die vorteilhaften Eigenschaften erblich sind, werden die besser Angepassten in den nächsten Generationen immer zahlreicher.

Schneckenschicksale
Foto: P. Fischer, Wikimedia

Zurück zu Erwin, Kevin und Susi. Die Schnecken sind in Gefahr durch eine neu aufgetretene Infektionskrankheit, reihenweise kippen die Tiere aus den Latschen. Aber da sich Kevin und Susi sexuell vermehren und ihr Erbgut rekombinieren, gleicht kein Tier dem anderen, jedes trägt eine einzigartige Kombination der Genvarianten der Elterntiere. Schnecke Kevin besitzt z.B. eine besondere Version des Gens A, aber die alleine kann gegen die Infektion nichts ausrichten. Schnecke Susi trägt eine bestimmte Variante von Gen B, auch die ist alleine wirkungslos, aber zusammen mit Kevins Gen A kann ein wirksamer Infektionsschutz entstehen. Unter den Nachkommen von Kevin und Susi wird es alle Kombinationen der elterlichen Varianten geben und einigen glücklichen Baby-Kevins und Baby-Susis kann die Infektionskrankheit nichts anhaben, weil sie die vorteilhaften Versionen von Gen A und Gen B in sich vereinen.

Nebenan beim einsamen Erwin sieht es düster aus: Erwin hat auch eine günstige Genvariante in Gen A, sein Kumpel Paul hat vielleicht eine in Gen B, aber das hilft ja nichts. Die beste Überlebenschance, die Erwins Nachkommen hätten, wäre eine spontane, vorteilhafte Mutation während der Erzeugung der Eizelle – ein äusserst unwahrscheinliches Ereignis.

Unsere Rechnung sieht plötzlich ganz anders aus. Die parthenogenetischen Schnecken werden dahingerafft, während einige glückliche Nachkommen von Kevin und Susi, ausgestattet mit einer vorteilhaften Gen-Kombination, an die neue Situation angepasst sind. Ich habe mutig über einige Komplikationen hinweg geschrieben und gnadenlos vereinfacht. Noch dazu gibt auch ganz andere Ideen, warum sexuelle Fortpflanzung so erfolgreich ist. Das Interessante ist aber, dass die Jungfernzeugung im Tierreich immer noch existiert und mehrfach unabhängig (wieder) aufgetreten ist. Es kommt eben immer auf die Umweltbedingungen an; wenn die Umgebung lange Zeit stabil ist, kann der Vorteil der schnellen Vermehrung zum Tragen kommen und spontane genetische Veränderungen, die von sexueller auf  parthenogenetische  Vermehrung “umschalten” ,  können sich durchsetzen.

Mein Weihnachtswunsch: Wenn ihr es euch unter dem Baum gemütlich macht, meditiert doch auch mal über jungfräuliche Geburt in der Krippe – nicht Maria ohne Josef, nein, ich meine die parthenogenetischen Kleintiere, die sich in Moos, Strohstern und Lebkuchen verbergen und sich dort schon zahlreich vermehren, während ihr euch auf dem Sofa vielleicht noch mit typisch menschlichen Balzritualen abplagt.

 

 

 

12 thoughts on “Wie die Jungfrau zum Kind kommt

  1. Gerrit Dec 19, 2012 19:50

    Manche Tiere sind besonders clever und fahren beide Strategien. So machen es beispielsweise die Polypen (also die im Süßwasser und mit den Tentakeln – Hydra vulgaris): wenn es satt zu Essen gibt, vermehren sie sich durch Knospung, was man daher nicht als Kind bezeichnen kann, sondern eher als Zwilling. Echte Kinder gibt es erst, wenn die Zeiten härter werden. Dann differenziert eine hermaphrodite Hydra mal eben Hoden und Ovarium, produziert ein kostbares Ei, über dem die Epidermis aufbricht, so dass es von Spermien benachbarter Hydren befruchtet wird. Der Nachwuchs igelt sich noch während er mit der Mutter verbunden ist in einer Schutzschicht ein und schlüpft erst heraus, wenn die schlechten Zeiten vorüber sind. Voila, perfekte Reproduktionsstrategie.
    Unser Praktikum ist jetzt vorbei, ich füttere die kleinen Dinger jetzt erst mal nicht mehr und warte ab, ob die Weihnachtszeit uns ein paar garantiert unparthenogenetisch gezeugte Embryonen beschert.

    • HansZ Dec 20, 2012 13:55

      Die Fadenwürmer mit denen ich gearbeitet habe, machen das sehr ähnlich: In guten Zeiten sind fast alle Tiere, die man findet, selbstbefruchtende Zwitter. Aber wenn das Futter knapp wird, schlüpfen plötzlich Männchen aus den Eiern und mischen den Genpool auf.
      Da können wir froh sein, dass es beim Menschen regelmässiger zugeht. Stell Dir mal die Zeitungsüberschriften vor: “Euro-Krise verschärft sich. Schon jeder 10. Säugling männlich”.

      Unser Praktikum ist jetzt vorbei, ich füttere die kleinen Dinger jetzt erst mal nicht mehr

      Ach, du meinst Hydra. Beim ersten Lesen fragte ich mich schon, wieso gibt er seinen Studenten denn nichts mehr zu essen?

  2. Alexander Dec 20, 2012 15:00

    Über die klassischen Beispiele zu “warum überhaupt Sex?”hab ich ja im Bio-Studium gehört, auch die gängigen Überlegungen wurden diskutiert. Ich lerne allerdings gerade, wie viel komplexer und spannender das Thema ist. Ich höre nämlich zur Zeit als Hörbuch “The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature” von Matt Ridley. Ein großartiges Buch, das ich nur wärmstens empfehlen kann!

    • HansZ Dec 20, 2012 16:07

      In der Tat, ein endlos komplexes und faszinierendes Thema. Ich hab bei mir daheim auf dem Gästeklo dazu Anschauungsmaterial installiert: Ein kleines Aquarium mit einem Guppy-Weibchen und 3 Männchen. Guppies sind lebendgebärend und entsprechend wählerisch sind die Weibchen. Ganz grosses Kino.

  3. AndreP Dec 20, 2012 18:28

    Here is the weirdest mode of reproduction I’ve heard: females that are born already gravid.

    There is a species of tick that hatches and grows until adulthood while inside the mother. The brothers die a few moments after fertilizing their sisters.In other words, males are never born and females are born already gravid.

    How cool is that?

    Probably talking about incest and killing the mother is not the type of things that we should be thinking at this time of the year…

    • HansZ Dec 20, 2012 21:11

      Yuck, now I know why I don’t like ticks. And then is that species of deep sea fish, where the male is just a tiny appendage to the female, attached to the female’s blood circuit and totally reduced to its function as a provider of sperm.

      Hi Andre, sorry for writing in German on my blog – I may chip in the occasional post in English though.

  4. susanne v. Mar 17, 2013 08:54

    Meine Kinder hatten auch Guppys. So haben sie gelernt, dass es in der Natur nichts Heiliges gibt. Guppys fressen ihre eigenen Jungen. Sehr praktisch. Der Fisch erzeugt seine eigene Nahrung. ;)

    Genauso funktioniert ja die Natur, nur dass meistens “die anderen” gefressen werden und deshalb wird uns dieser Umstand nicht immer bewußt.

    Da ein Lebewesen die Nahrung der anderen ist, wird auch genug “Lebewesen” produziert. Die Natur möchte Gleichgewicht. Würden Menschen sich so radikal wie Fische, oder Insekten vermehren, gäbe es keine Menschen mehr.Oder es gäbe mächtige Feinde die genug Menschen fressen, um das Gleichgewicht zu halten. Trotz Sex sind wir zu viele geworden.

    Die Natur müht sich ja brav ständig ab uns zu dezimieren, damit das Gleichgewicht wiederhergestellt wird, aber wir wollen das nicht zulassen – was vielleicht einst zu unserem Untergang führen wird.

    • Dietmar Mar 20, 2013 08:52

      Die Natur möchte Gleichgewicht.

      Die Natur “möchte” gar nichts. Es setzt sich durch, was sich stabiler halten kann. Das ist das fundamentale Prinzip. Ein Lebewesen, das keine Feinde hat und genug Nahrung, “überwuchert” und prägt ganze Regionen. So entstehen beispielsweise Korallenriffe. Oder die Plagen der Eichen-Prozessionsspinner.

      Trotz Sex sind wir zu viele geworden.

      Wofür zu viele? Die Zunahme wird bei 10 Milliarden zum Halten kommen. Das ist machbar.

      Die Natur müht sich ja brav ständig ab uns zu dezimieren, damit das Gleichgewicht wiederhergestellt wird,

      Die Natur müht sich nicht. Sie weder Willen noch Absichten. Was passiert, ist, dass virale und bakterielle Mutationen und/oder Pandemien entstehen.

      aber wir wollen das nicht zulassen – was vielleicht einst zu unserem Untergang führen wird.

      Glaskugel verschluckt? Ich meine, wer so in die Zukunft sehen kann …

      Ich mag Menschen gerne. Scheint Dir irgendwie nicht so zu gehen. Schlechte Nachricht in diesem Falle für Dich: Du bist sicher auch einer. Aber kein besserer, nur weil Du meinst, Deinen menschenfeindlichen Zynismus als “ganzheitliche Weisheit” oder so ausbreiten zu müssen.

    • Dietmar Mar 20, 2013 09:30

      Ach! Und um mich von Deiner misanthropischen Glaskugelleserei zu unterscheiden, belege ich doch mal meine Behauptung (Das kann man nämlich machen! Ist verrückt, oder?): 80 % der Menschheit hat heute zwei oder weniger Kinder pro Frau. Die Geburtenzahl ist abhängig von Wohlstand und Selbstbestimmung der Frauen. Und beides hat sich weltweit verbessert! Ich finde großartig. Damit wird sich die Gesamtbevölkerung auf 10 Milliarden einpendeln (Hans Rosling. Google den mal. Lohnt sich. Aber Vorsicht! Er ist ein Wissenschaftler! Und die sind ja böse, wie ich Deiner Webpräsenz entnehmen darf …).

  5. HansZ Mar 20, 2013 12:51

    @Dietmar
    Vielen Dank für Deinen Beitrag – “Natur möchte Gleichgewicht”, das kann man auf einem Wissenschaftsblog wirklich nicht so stehen lassen. Ich habe gerade in anderem Zusammenhang einen Beitrag geschrieben, in dem ich nochmal erklärt habe, dass Evolution eben nichts “will” . http://panagrellus.de/?p=419

    • Dietmar Mar 21, 2013 09:11

      Ist ein großartiges Blog, das Du hast. Durch ein paar Artikeln bin ich schon durch, die anderen folgen, immer, wenn mal Zeit ist.

      • HansZ Mar 21, 2013 09:23

        Dankeschön! Freut mich sehr, dass viele meiner Leser auch die älteren Artikel lesen und nicht nur den, der gerade an oberster Stelle steht.

Comments are closed.