Kelp kann sich am 12. November in PLOS Biology veröffentlichten Daten zufolge ungeschlechtlich ohne Befruchtung fortpflanzen, wenn potenzielle Fortpflanzungspartner rar sind.
LaborKulturen zeigen hohe Raten dieser asexuellen Fortpflanzung. Mehr als 90 Prozent der gesammelten Gametophyten-Isolate brachten asexuell Nachkommen hervor.
Obwohl die geschlechtliche Fortpflanzung die bevorzugte Strategie bleibt, entwickeln sich sowohl männliche als auch weibliche mikroskopische Gametophyten ohne Partner zur nächsten Generation.
„Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass Seetang in seiner Fortpflanzung noch flexibler ist als bisher angenommen,“ sagte Daniel Liesner, ein Meeresbiologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und Forscher an dem Projekt am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen.
Die Braunalgen bilden dichte Unterwasserwälder, die Nahrung und Unterschlupf für Meereslebewesen bieten. Ihr Lebenszyklus umfasst ein mikroskopisches Stadium aus winzigen Fäden, die Eizellen oder Samenzellen bilden.
„Die Entdeckung, dass Männchen sich ungeschlechtlich fortpflanzen können, war völlig unerwartet,“ erklärte Liesner. Die Fähigkeit männlicher Fortpflanzungszellen, sich ohne Befruchtung zu entwickeln, erstaunte das wissenschaftliche Team. Spermienzellen sind im Gegensatz zu Eizellen klein und verfügen nur über wenige Ressourcen zur Unterstützung der Entwicklung.
Forschende verfolgten durch die Sequenzierung von RNA aus männlichen und weiblichen Algen, wie sich die Genaktivität während der Fortpflanzung verändert. Bei Männchen, die auf asexuelles Wachstum umstellten, verringerte sich die Aktivität von Genen, die normalerweise mit der männlichen Fortpflanzung assoziiert sind. Allgemeine Genaktivitätsmuster ähnelten zunehmend denen von Weibchen.
Freilanduntersuchungen ergaben ein anderes Bild als die LaborKulturen. Die Forschenden untersuchten 523 wildlebende Individuen aus Namibia und Südafrika und fanden dabei keine klaren genetischen Signaturen von asexueller Fortpflanzung in der Natur.
„Diese Diskrepanz zwischen Labor- und Feldergebnissen war einer der rätselhaftesten Aspekte unserer Studie,“ äußerte sich Susana Coelho. „Warum bleibt dieses Merkmal in den Populationen so weit verbreitet, wenn wir in freier Wildbahn keine Beweise für ungeschlechtliche Fortpflanzung finden können?“
Forschende kultivierten männliche und weibliche Algen in derselben Petrischale, getrennt durch ein feines Netz. Beide Geschlechter erhöhten ihre asexuelle Fortpflanzung signifikant in Abwesenheit eines geeigneten Fortpflanzungspartners, um zu testen, ob soziale Reize den Fortpflanzungsmodus beeinflussen.
„Dies legt nahe, dass Seetang eine weitaus größere Flexibilität bei der Fortpflanzung aufweist als bisher angenommen; er kann auf das Fehlen eines Partners reagieren, indem er seine Kapazität für die ungeschlechtliche Fortpflanzung sowohl beim weiblichen als auch beim männlichen Geschlecht erhöht,“ anmerkte Coelho.
Experimentelle Versuche zeigten zudem, dass die physische Anwesenheit potentieller Partner die asexuelle Entwicklung aktiv unterdrückt. Algen können das Vorhandensein von Artgenossen im Wasser wahrnehmen.
Die genauen chemischen Signale und deren Übertragung in bewegtem Meerwasser bleiben Gegenstand zukünftiger Forschungen.
Die Studie wurde von der Max-Planck-Gesellschaft, dem Europäischen Forschungsrat, der Bettencourt-Schuller-Stiftung, der Moore Foundation und dem MPG-CNRS-Austauschprogramm SALTO unterstützt.
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