Ein internationales Team von Wissenschaftler:innen hat gezeigt, dass sich die asexuelle Fortpflanzungsform Parthenogenese negativ auf die Evolution der Genome der Tiere auswirkt, die sie praktizieren. Bei dieser Art von Fortpflanzung entstehen die Nachkommen aus einer einzelnen unbefruchteten Eizelle. An der Studie unter der Leitung von Professorin Dr. Tanja Schwander und Professor Dr. Marc Robinson-Rechavi an der Universität Lausanne waren Wissenschaftler von der Universität Edinburgh und der Evolutionsbiologe Dr. Jens Bast von der Universität zu Köln beteiligt. Die Ergebnisse sind am 23. Februar unter dem Titel „Convergent consequences of parthenogenesis on stick insect genomes“ in Science Advances erschienen.

Die Erzeugung von Nachkommen erfolgt über zwei Hauptwege der Fortpflanzung: sexuell, also über die Befruchtung zwischen männlichen und weiblichen Geschlechtszellen, oder asexuell, zum Beispiel durch Parthogenese. Bei der Parthenogenese geben die Weibchen ihre Gene weiter, ohne dass ein Männchen beteiligt ist. Timema sind eine im Westen Nordamerikas beheimatete Gattung von Stabinsekten und umfassen sowohl sexuell als auch asexuell reproduzierende Arten. Die Biolog:innen fanden heraus, dass bei asexuell reproduzierenden Timema langfristig vorteilhafte Mutationen nicht so effizient weitergegeben werden können.

Timema haben – wie Menschen – einen zweifachen Chromosomensatz. Wie stark sich diese beiden Genomkopien unterscheiden, wird als Heterozygotie beschrieben. Bei der Parthenogenese geht diese Unterschiedlichkeit jedoch verloren, die beiden Genomkopien ähneln sich stark. Dadurch sinkt auch die Variabilität, die für die Anpassung an die Umwelt wichtig sein kann.

Das Forschungsteam analysierte die Genome von fünf asexuellen Timema-Arten und eng mit ihnen verwandten sexuell reproduzierenden Arten. „Die Ergebnisse zeigen, dass der genetische Austausch bei sexueller Fortpflanzung die Anpassungsgeschwindigkeit und die genetische Vielfalt in den natürlichen Populationen der Insekten fördert“, sagt Dr. Jens Bast.

Dr. Jens Bast erforscht im „Sex Lab“ an der Uni Köln die Vorteile der sexuellen Reproduktion sowie die Mechanismen von Asexualität.

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Publikation:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg3842