Etwa 500 Fischarten sind berühmt für eine der faszinierendsten Naturwunder: die vollständige Geschlechtsumkehrung. Forscher der Universität Otago haben nun an Blaukopf-Lippfischen – kleinen Bewohnern karibischer Korallenriffe – die zugrunde liegenden Prozesse aufgeklärt.
Die meisten Blaukopf-Lippfische beginnen als Weibchen. Verliert eine Gruppe ihr dominantes Männchen, verwandelt sich das größte Weibchen innerhalb von nur 10 Tagen in ein fruchtbares Männchen. Die Umwandlung startet Minuten nach dem Verlust: Zuerst ändert sich die Farbe und das Verhalten wird männlich, dann bilden sich die Eierstöcke zurück und voll funktionsfähige Hoden nach.
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Mithilfe modernster genetischer Methoden zeigten die Wissenschaftler, dass der Wechsel durch das Ausschalten spezifischer Gene im Gehirn und in den Gonaden ausgelöst wird. Schlüsselrolle spielt die Aromatase, ein Gen für die Östrogenproduktion, das deaktiviert wird. Der genaue Auslöser bleibt jedoch rätselhaft.
„Wie diese beeindruckende Transformation genetisch abläuft, war lange ungeklärt“, erklärt Dr. Erica Todd. „Unsere Studie offenbart eine komplette genetische Umprogrammierung der Gonaden: Gene für Eierstock-Funktionen werden abgeschaltet, während ein neuer Pfad die Hodenentwicklung antreibt.“
Diese Veränderung wird durch Anpassungen im zellulären „Gedächtnis“ ermöglicht.
„Zellen von Fischen und anderen Wirbeltieren, einschließlich Menschen, nutzen chemische DNA-Marker, um Genexpression zu regulieren und ihre Funktion zu merken. Unsere Arbeit belegt, dass der Geschlechtswechsel diese Marker grundlegend umstellt – etwa am Aromatase-Gen –, und so das zelluläre Gedächtnis auf männlich umprogrammiert“, ergänzt Forscher Oscar Ortega-Recalde.
Da zahlreiche Gene der sexuellen Entwicklung bei Fischen auch bei anderen Tieren relevant sind, hat die Entdeckung weitreichende Implikationen für die Humanmedizin.
„Das Wissen um Geschlechtswechsel bei Fischen hilft, komplexe Gennetzwerke zu verstehen, die Geschlecht bestimmen – bei Fischen wie bei allen Wirbeltieren“, betont Dr. Todd.