Sex-Ratio

[ Einführung ]


Nach der bekannten Theorie von Fisher sollte in ausreichend großen, zweigeschlechtlichen Populationen einer Tierart, deren Geschlechter sich zufällig paaren, ein ausgeglichenes Geschlechterverhältnis (50 % Weibchen, 50 % Männchen) vorherrschen. Jede Abweichung von diesem 1:1 Verhältnis würde zu einem häufigkeits-bedingten Selektionsvorteil für das numerisch seltenere Geschlecht und damit zur Wiederherstellung und Stabilisierung des ursprünglichen, ausgeglichenen Geschlechterverhältnisses führen. Unter besonderen Bedingungen können jedoch Abweichungen vom "idealen" 1:1 Verhältnis einen selektiven Vorteil haben, beispielsweise, wenn zahlreiche nahe verwandte Männchen um die Weibchen konkurrieren, wie das bei gregären Parasitoiden häufig zu beobachten ist. In solchen Fällen ist nach der Theorie von Hamilton ein deutlich zugunsten der Weibchen verschobenes Geschlechterverhältnis zu erwarten. Abweichungen vom idealen Verhältnis wären auch dann vorteilhaft, wenn beide Geschlechter eine gegenüber unterschiedlichen Umweltbedingungen verschiedene Fitness besitzen. In diesem Falle wäre es evolutiv von Vorteil, jeweils jenes Geschlecht im Überschuß zu produzieren, für welches die spezifischen Umweltbedingungen gerade günstig sind. Dies setzt jedoch voraus, daß die Weibchen solche "Gelegenheiten" erkennen und das Geschlechterverhältnis entsprechend regulieren können.

Diese Voraussetzungen sind bei den parasitoiden Hymenopteren verwirklicht, da diese, wie alle Hymenopteren, einen sogenannten haplo-diploiden Geschlechtsbestimmungsmechanismus besitzen, welcher es den Weibchen erlaubt durch Befruchtung oder Nichtbefruchtung der Eier während der Eiablage das Geschlecht ihrer Nachkommen zu bestimmen. Unbefruchtete, haploide Eier ergeben Männchen, während befruchtete, diploide Eier zu Weibchen werden. Man spricht hier auch von Arrhenotokie bzw. arrhenotoker Parthenogenese. Abweichende Geschlechterverhältnisse sind bei parasitoiden Hymenopteren in der Tat sehr häufig, vor allem in Form eines Weibchen-Überschusses. Ein solcher Fall tritt dann häufig auf, wenn wenige Männchen ausreichen, um eine große Zahl von Weibchen zu begatten, wie dies speziell bei gregären Arten zu beobachten ist. Die protandrisch schlüpfenden Männchen warten am Schlupfort auf ihre noch nicht geschlüpften Schwestern, um diese gleich nach dem Schlüpfen zu begatten.

Um bei gregären Parasitoiden eine optimale Zahl von Männchen zu gewährleisten, wird von einem Parasitoiden-Weibchen häufig zunächst ein unbefruchtetes Ei auf oder in den Wirt abgelegt und hernach nur noch einige weiblich determinierte Eier, so daß beispielsweise der Männchenanteil bei 4 Eier je Wirt bei 25 %, bei 10 Eier je Wirt hingegen bei nur 10 % zu liegen kommt. Bei hochgradig gregären Arten können zunächst mehrere Männchen-Eier und hernach eine große Zahl weiblicher Eier auf ein Wirtsindividuum zur Ablage kommen. Neben dieser "Männchen zuerst"-Strategie wurden aber auch Fälle beschrieben, in denen unbefruchtete Eier erst beim 2. oder 3. Eiablageakt, bei einem Parasiten der Tse-Tse-Fliege sogar an 6. Stelle, und bei Colpoclypeus florus, einer an Wicklerraupen schmarotzenden Erzwespe, erst am Schluß einer Ablageserie produziert wurden. Es scheint also bei den bisher untersuchten gregären Erz- und Zehrwespen eine nahezu gesetzmäßige Reihenfolge in der Ablage männlicher und weiblicher Eier zu geben. Wird dieser Zyklus für längere Zeit (z. B. 3 - 24 Stunden) unterbrochen, so beginnt er wieder "von vorne", beispielsweise zunächst mit der Ablage eines unbefruchteten Eies, gefolgt von einer bestimmten Zahl weiblicher Eier usw..

Ein solches Verhalten führt naturgemäß zu häufigen Geschwisterpaarungen und den damit verbundenen negativen Inzuchtfolgen. Diese sollten jedoch bei Hymenopteren weniger gravierend sein, da bei den haploiden und somit hemizygoten Männchen rezessive Letalfaktoren stets exprimiert werden und damit der Selektion direkt ausgesetzt sind. Daher sollten in Populationen von haplo-diploiden Arten erbbiologisch nachteilige, rezessive Allele in geringerer Häufigkeit auftreten und somit ein höheres Maß an Inzucht tolerierbar sein. Dennoch wurde in Laborzuchten einiger parasitoiden Hymnopterenarten eine zunehmende Inzuchtdepression beobachtet.

Die Kontrolle der Besamung der Eier durch das Weibchen ermöglicht es diesen auch, das Geschlecht seiner Nachkommen je nach der Eignung und Güte der aufgefundenen Wirte zu regulieren. Ein solches Verhalten ist beispielsweise bei Schlupfwespen der Subfamilie Pimplinae nicht selten, die in größere Wirte überwiegend befruchtete, männliche Eier. also weiblich determinierte Eier ablegen, in kleinere Wirte jedoch vorzugsweise unbefruchtete. Dies ist biologisch sinnvoll, da die Weibchen häufig größer sind als die Männchen und zudem aus größeren Wirten auch größere, fittere Weibchen mit höherer Vitalität und Fertilität schlüpfen. Dabei "vermessen" die Parasitoiden offenbar zunächst das jeweilige Wirtsindividuum mittels ihrer Fühler, bevor sie eine Entscheidung über das Geschlecht des abzulegenden Eies treffen.

Eine stattliche Zahl parasitoider Hymenopteren pflanzt sich rein parthenogenetisch fort; Männchen fehlen entweder ganz oder sind sehr selten und funktionslos. Solche "thelytoke" Arten produzieren also nur unbefruchtete Eier, die aber im Gegensatz zu haploiden "Männchen-Eiern", einen durch verschiedene Regulationsmechanismen aufregulierten diploiden Chromosomensatz aufweisen. Arten mit thelytoker Parthenogenese können oft in großen Individuenzahlen auftreten oder sie weisen eine nahezu kosmopolitische Verbreitung auf, wie beispielsweise die in Schwebfliegenlarven schmarotzende Schlupfwespe Diplazon laetatorius, die in allen Kontinenten und auch vielen Inseln anzutreffen ist. Bei anderen Parasitoiden (Strepsipteren, Dipteren etc.) ist parthenogenetische Fortpflanzung meist auf Ausnahmefälle beschränkt.

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Last modified: 03.05.00