Fortpflanzungserfolg ist die Triebfeder der Evolution. Männchen kämpfen teils mit harten Bandagen, um sich gegen Rivalen durchzusetzen und Partnerinnen zu gewinnen. Doch mit der erfolgreichen Begattung ist das Ziel noch nicht erreicht. Bei vielen Spezies paaren sich Weibchen mit mehreren Männchen – sie entsenden mit dem Ejakulat also gleichsam ihre Mannschaft in den weiblichen Körper. Welche Truppe das Rennen macht, ist dann kein Zufall, erklären die Forscher um Scott Pitnick von der Syracuse University. Man nahm bereits an, dass genetische Kompatibilität zwischen Weibchen und Männchen etwas mit der Leistung der Spermien im Genitaltrakt zu tun hat. Das heißt: Dieser Faktor könnte auch etwas mit der Artbildung und Abgrenzung zu tun haben. Dies konnten die Forscher nun erstmals buchstäblich beobachten.
Um einen Einblick in das „Spielgeschehen” im weiblichen Genitaltrakt zu bekommen, entwickelten die Forscher ein cleveres Konzept: Sie machten die Spermien der Männchen farblich unterscheidbar. Sie brachten dazu in das Erbgut von Taufliegen ( Drosophila ) Gene ein, die spezifisch in Spermien aktiv sind. So werden dort fluoreszierende Eiweiße produziert, die bei bestimmten Wellenlängen zu leuchten beginnen. Bei der einen Fliegen-Zuchtlinie benutzten sie ein Gen, das rötliches Leuchten hervorruft, bei einer anderen eines, das grünlichen Schimmer verschafft. Bei den Versuchstieren mit den unterschiedlichen Spermienfarben handelte es sich um zwei nah verwandte Unterarten von Drosophila : D. mauritiana und D. simulans. Für ihre Untersuchungen brachten die Forscher nun Spermien beider Unterarten in einen Genitaltrakt einer weiblichen D. simulans ein. Durch spezielle Aufnahmetechniken gelang es ihnen dann, den Wettstreit zu verfolgen.
Selektion nach dem Sex: Ein Motor der Artbildung
Auf diese Weise konnten die Forscher durch Beobachtung bestätigen, was man bereits angenommen hatte: Die artfremden Spermien von D. mauritiana waren im Genitaltrakt von D. simulans gegenüber den Samenzellen der passenden Art benachteiligt. Sie kamen langsamer vorwärts, was vermutlich an Inkompatibilitäten zu bestimmten biochemischen Eigenschaften des Gewebes liegt. Darüber hinaus wehrt sich der weibliche Genitaltrakt von Drosophila offenbar auch aktiv gegen Gruppen von unpassenden Spermien: Sie werden aus bestimmten Teilbereichen herausgerückt, zeigten die Beobachtungen.
„ Unsere Studie belegt, dass die Unverträglichkeit zwischen Ejakulat und dem Genitaltrakt ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung und Abgrenzung von Arten ist: Der Genfluss zwischen isolierten Populationen oder Spezies wird begrenzt”, erklärt Pitnick. „Weil weibliche Promiskuität weit verbreitet ist, handelt es sich bei der Selektion nach dem Sex um einen wichtigen Motor der Artbildung”, betont der Biologe.
Mit Licht gegen Ewigkeitschemikalien
