Rund 500 Arten von Fischen sind dafür bekannt, eine der erstaunlichsten Veränderungen in der Natur zu durchlaufen – die vollständige Umkehrung des Geschlechts. Jetzt hat eine an der Universität von Otago durchgeführte Studie über Blaukopf-Lippfische, ein Fisch mit kleinem Körper, der in Korallenriffen in der Karibik lebt, herausgefunden, wie sie das machen.
Die meisten Blaukopf-Lippfische beginnen ihr Leben als Weibchen, aber wenn das dominante Männchen aus einer sozialen Gruppe verloren geht, verwandelt sich das größte Weibchen in nur 10 Tagen in ein fruchtbares Männchen. Sie beginnen diese Verwandlung innerhalb von Minuten nach dem Abgang des Männchens, indem sie zunächst ihre Farbe ändern und männliche Verhaltensweisen zeigen. Ihre Eierstöcke beginnen sich dann zurückzubilden und voll funktionsfähige Hoden wachsen an ihrer Stelle.
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Mithilfe neuester genetischer Ansätze entdeckten die Forscher, dass die Veränderung das Ergebnis des „Ausschaltens“ bestimmter Gene im Gehirn und in den Keimdrüsen ist. Die Transformation beginnt, wenn die Aromatase, ein Gen, das für die Herstellung des weiblichen Hormons Östrogen verantwortlich ist, ausgeschaltet wird. Was genau das Abschalten der Aromatase auslöst, ist noch nicht bekannt.
„Wie diese erstaunliche Transformation auf genetischer Ebene funktioniert, war lange ein Rätsel“, sagt Dr. Erica Todd. „Unsere Studie zeigt, dass die Geschlechtsumwandlung eine vollständige genetische Neuverdrahtung der Keimdrüsen beinhaltet. Wir stellen fest, dass Gene, die für die Aufrechterhaltung der Eierstöcke benötigt werden, zuerst ausgeschaltet werden und dann ein neuer genetischer Weg stetig eingeschaltet wird, um die Hodenbildung zu fördern.“
Die erstaunliche Transformation scheint auch durch Veränderungen im zellulären "Gedächtnis" möglich zu sein.
„Bei Fischen und anderen Wirbeltieren, einschließlich Menschen, verwenden Zellen chemische Marker auf der DNA, die die Genexpression steuern und sich an ihre spezifische Funktion im Körper erinnern. Unsere Studie ist wichtig, weil sie zeigt, dass der Geschlechtswechsel tiefgreifende Veränderungen dieser chemischen Markierungen mit sich bringt, zum Beispiel am Aromatase-Gen, wodurch das Zellgedächtnis in der Keimdrüse auf ein männliches Schicksal umprogrammiert wird“, sagte der Forscher Oscar Ortega-Recalde.
Da viele Gene, die für die sexuelle Entwicklung bei Fischen wichtig sind, auch bei anderen Tieren wichtig sind, hat die Entdeckung des Teams praktische Anwendungen für den Menschen.
„Das Verständnis, wie Fische das Geschlecht ändern können, kann uns mehr darüber verraten, wie komplexe Netzwerke von Genen interagieren, um das Geschlecht zu bestimmen und aufrechtzuerhalten, nicht nur bei Fischen, sondern bei Wirbeltieren im Allgemeinen“, sagte Dr. Todd.