Amazonenmolly: Der Fisch, der sich ohne männliche DNA vermehrt

Dieser Fisch nimmt in der Tierwelt eine Sonderstellung ein: Er vermehrt sich, ohne die DNA der Männchen weiterzugeben.

In den trüben Gewässern Mexikos und von Texas lebt ein kleines Tier, das es nach den Regeln der Evolutionstheorie eigentlich längst nicht mehr geben dürfte. Der Amazonenmolly (Poecilia formosa) ist ein nur wenige Zentimeter langer Fisch, dessen Bestand ausschliesslich aus Weibchen besteht.

Seit seiner Entstehung vor rund 100.000 Jahren nutzt dieses Wirbeltier eine besondere Fortpflanzungsweise, die Gynogenese genannt wird. Der Nachwuchs besteht dabei aus exakten Klonen der Mutter, ohne jeglichen erblichen Beitrag eines Vaters. Nach den biologischen Gesetzmässigkeiten hätte eine solche Linie vor 10.000 Jahren aufgrund genetischer Mutationen aussterben müssen. Stattdessen gedeiht die Art hervorragend und beherrscht sogar ihren Lebensraum. Wie kann das sein? Weshalb entzieht sich diese Art dem von der Evolution vorgegebenen Schicksal, das Klonen unweigerlich mit dem Aussterben verknüpft?

Das Geheimnis der genetischen Langlebigkeit

Der Amazonenmolly entstand durch eine Kreuzung zwischen verschiedenen Arten, bei der zwei unterschiedliche genetische Ausstattungen verschmolzen. Beteiligt waren das Männchen Poecilia latipinna und das Weibchen Poecilia mexicana, zwei andere Molly-Arten. Aus einer solchen Verbindung würden gewöhnlich sterile Tiere oder Exemplare mit schweren körperlichen Fehlbildungen hervorgehen.

Stattdessen entstand eine rein weibliche Linie, die beide vollständigen Erbanlagen in jeder einzelnen Zelle bewahren konnte, ohne sie jemals aufzuteilen. Bei fast allen Wirbeltieren wird der Chromosomensatz bei der Bildung von Eizellen halbiert, damit später Platz für jenen des Partners bleibt. Der Amazonenmolly legt hingegen Eier, die bereits sämtliche mütterlichen Chromosomen enthalten. Damit ist gewährleistet, dass die Linie über Generationen hinweg zu 100 % weiblich bleibt.

Gynogenese beim Amazonenmolly

Das ist das bereits erwähnte Prinzip der Gynogenese. Damit sich die Embryonen entwickeln können, müssen sich die Weibchen dennoch mit Männchen verwandter Arten paaren, tatsächlich befruchtet werden sie jedoch nie. Das Sperma regt bei den Weibchen lediglich die Bildung der Eizelle und die ersten Zellteilungen an; sein Erbgut wird jedoch von der Zelle abgestossen, bevor es sich mit dem Zellkern verbinden kann. Die Nachkommen sind folglich perfekte Klone, die die beiden ursprünglichen Elterngenome latipinna und mexicana mit sich tragen.

Weil die Jungtiere nicht von der genetischen Durchmischung der sexuellen Fortpflanzung profitieren, müsste die gesamte Art logischerweise dieselben Schwachstellen aufweisen. Sie hätte daher längst verschwinden sollen, denn die Natur selektiert in der Regel Arten aus, die sich nicht weiterentwickeln.

Genkonversion als Überlebensstrategie

Beim Amazonenmolly trifft das allerdings nicht zu, denn der Fisch verfügt über eine Überlebensstrategie, die den Mangel an Vielfalt ausgleicht: die Genkonversion. Da er von jeder seiner beiden Elternlinien zwei Varianten eines Gens besitzt, kann er diese Doppelstruktur einsetzen, um seine DNA intakt zu halten. Beschädigt eine schädliche Mutation ein Gen auf einem Chromosom, kann der Fisch die gesunde Variante auf dem entsprechenden Partnerchromosom „kopieren“, um die defekte Gensequenz zu ersetzen und zu reparieren.

Für Wes Warren, einen Forscher an der Universität Missouri, der mit dem Amazonenmolly gearbeitet hat, ist diese Art ein Wunder der Genetik. „Dieser Fisch scheint das Beste aus beiden Welten zu vereinen: die genetische Gesundheit, die normalerweise aus sexueller Fortpflanzung entsteht, und zugleich die Fähigkeit, sich ohne die DNA eines Männchens zu vermehren“, erklärt er. In der freien Natur ist dies ein äusserst seltener Fall: Gerade einmal rund einhundert Tierarten können sich auf diese Weise fortpflanzen. Dazu zählen einige soziale Insekten wie Bienen und Ameisen sowie bestimmte Reptilien, etwa der Komodowaran. Der Amazonenmolly unterscheidet sich jedoch von ihnen, weil er die Gynogenese als einzige Überlebensform innerhalb einer ganzen Population nutzt. Der grosse Baum des Lebens hat also durchaus einige besonders ungewöhnliche Äste!