Entwicklungsbiologie

Von männlichem Schmuck

22.08.2008
, 13:30
Großer Aufwand für eine auch nicht ganz unwichtige Angelegenheit: ein balzender männlicher Pfau
Pfauenschweif, Geweih, Löwenmähne: Männchen bilden oft recht aufwendige geschlechtsspezifische Merkmale aus. Wie das molekularbiologisch vermutlich bewerkstelligt wird, haben Entwicklungsbiologen sich nun bei der Fruchtfliege näher angesehen.
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Der lange Schweif des Pfaus und dessen kunstvoll anmutende Zeichnung waren für Charles Darwin ein hartes Problem. Frühe Gegner seiner Theorie der Entwicklung phänotypischer Züge durch „Vererbung mit Variation“ hielten ihm unter anderem den Pfauenschweif entgegen: Welcher Selektionsvorteil sollte sich für ihn geltend machen lassen und wie sollte man seine Ornamente durch die Summierung kleiner zufälliger Veränderung erklären können?

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Um die Herausbildung der Farbgebung zu erklären, widmete sich Darwin minutiösen Untersuchungen der Formen und Konturen. Den selektiven Vorteil des Pfauenschwanzes erklärte er im Rahmen seiner Theorie der sexuellen Selektion, nach der solche aufwendigen männlichen Schmuckformen die Paarungschancen erhöhen und sich auf diese Weise trotz mancher Nachteile insgesamt als evolutionär vorteilhaft erweisen.

Genschalter mit Vergangenheit

Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung des Evolutionsbiologen Sean Carroll ist nun der Frage nachgegangen, wie solche sexuelle Dimorphismen, also nur in einem der beiden Geschlechter ausgeprägte phänotypische Eigenschaften, sich auf molekularbiologischer Ebene herausbilden.

In ihrer heute in der Zeitschrift „Cell“ erschienenen Arbeit beschreiben die Wissenschaftler den Mechanismus und die evolutionäre Entwicklung eines genetischen „Schalters“, der für die Pigmentierung des Abdomens männlicher Fruchtfliegen verantwortlich ist. Die Regulation desselben Genschalters sorgt bei den Weibchen dafür, dass die Pigmentierung unterdrückt wird. Der Schlüssel zur unterschiedlichen Regulation liegt in der genetischen Blockierung der Expression eines Proteins bei den männlichen Exemplaren.

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Fruchtfliegen als Paradigma

Der untersuchte Genschalter, der die Regulation des Proteins steuert, ist evolutionär alt und erfüllte ursprünglich ganz andere Aufgaben. Doch dann führten kleine Mutationen, möglicherweise vorangetrieben durch die von Darwin ins Spiel gebrachte sexuelle Selektion, schrittweise zu der neuen Funktion, die aparte streifenweise Pigmentierung allein der männlichen Fruchtfliegen hervorzubringen. Die Befunde sprechen dafür, dass dieser sexuelle Dimorphismus sich tatsächlich bei den Männchen herausbildete und nicht durch die Unterdrückung eines ursprünglich in beiden Geschlechtern wirksamen Mechanismus.

Die Pigmentstreifen der Fruchtfliegen sind für die Wissenschaftler ein Paradigma dafür, wie in der evolutionären Entwicklung von Organismen ein und dasselbe Set von Genen in beiden Geschlechtern verwendet wird, um geschlechtsspezifisch verschiedene Züge hervorzubringen. Licht sollte so also auch fallen auf den Schweif von Darwins Pfau, das Geweih des Hirschs und eine große Zahl anderer Züge, deren selektiven Vorteil die weiblichen Vorlieben sichern. Wie diese Vorlieben genauer zu verstehen sind, bleibt dann freilich immer noch eine Frage.

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Von Sean Carroll, Professor für Molekularbiologie und Genetik am Howard Hughes Institute der University of Wisconsin, erscheinen im September und Oktober zwei Bücher in deutschen Verlagen:

„Die Darwin-DNA. Wie die neueste Forschung die Evolutionstheorie bestätigt“ (S. Fischer Verlag)

„Evo Devo: Das neue Bild der Evolution“ (Berlin University Press)

Quelle: FAZ.NET
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