Stabschrecken: Der erstaunliche Weg zur Fortpflanzung ohne Männchen
Stabschrecken sind wahre Meister der Tarnung. Mit ihrem zweigähnlichen Aussehen und ihrer reglosen Haltung zwischen Blättern und Ästen sind sie kaum zu entdecken. Doch ihr bemerkenswertester Trick spielt sich im Inneren ab: Manche Arten haben im Laufe der Evolution die Fähigkeit verloren, sich mit Männchen fortzupflanzen. Ein Forscherteam der Universitäten Lausanne, Lund und Rostock hat diesen Prozess nun detailliert rekonstruiert und die Ergebnisse im Fachmagazin „PNAS“ veröffentlicht.
Der schrittweise Verlust des Sex
Die Evolution der Parthenogenese, auch Jungfernzeugung genannt, verlief nicht abrupt, sondern in mehreren Etappen. Im Fokus der Studie standen mediterrane Stabschrecken der Gattung Bacillus. Diese unscheinbaren, grünlich-braunen Insekten tragen in ihrem Erbgut die Spuren einer langen Verwandlung: von der Fortpflanzung mit Männchen hin zur rein weiblichen Vermehrung.
Normalerweise sorgt die sexuelle Fortpflanzung für genetische Vielfalt, die es einer Art ermöglicht, sich an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen. Doch Sex hat auch Nachteile: Die Suche nach Partnern kostet Energie und erhöht das Risiko, von Fressfeinden entdeckt zu werden. Für manche Stabschrecken überwogen offenbar die Vorteile der eingeschlechtlichen Fortpflanzung.
Der erste Schritt: Hybridisierung
Die Forscher sammelten über mehrere Jahre mehr als 500 Stabschrecken in Sizilien, Italien und Frankreich und analysierten ihre DNA. Dabei entdeckten sie, dass der entscheidende erste Schritt eine Kreuzung zweier nahe verwandter Arten war. Aus dieser Paarung entstand ein Hybridtier, das Erbgut beider Elternarten in sich vereinte.
Dieser Hybrid entwickelte eine seltene Fortpflanzungsstrategie namens Hybridogenese. Dabei wird das mütterliche Erbgut unverändert an die Eizellen weitergegeben, während das väterliche Erbgut zwar bei der Befruchtung benötigt wird, aber in der nächsten Generation wieder entfernt wird. Die Tiere müssen sich daher weiterhin mit Männchen der väterlichen Art paaren, um Nachwuchs zu zeugen. Der Sex dient hier nur noch als „Nachschub“ von außen.
Von der Zwischenlösung zur echten Jungfernzeugung
Im weiteren Verlauf der Evolution gelang es einigen Stabschrecken, auch diesen Nachschub überflüssig zu machen. Ihre Eier enthielten nun beide Erbgutpakete – das mütterliche und das väterliche – und konnten sich ohne erneute Befruchtung entwickeln. Aus der Hybridogenese wurde die echte Parthenogenese.
Doch damit nicht genug: Später kam es zu einer weiteren Kreuzung mit einer dritten Art, die zusätzliches Erbgut in die Linie einbrachte. Aus zwei genetischen Paketen wurden drei, die nun ebenfalls ohne männliche Beteiligung weitergegeben wurden.
Die Grenzen der Jungfernzeugung
So faszinierend diese Mechanismen sind, sie haben auch Nachteile. Die Parthenogenese erzeugt nahezu identische Kopien der Mutter, was die genetische Vielfalt einschränkt. In einer sich verändernden Umwelt könnte dies die Anpassungsfähigkeit der Art beeinträchtigen. Sex hingegen sorgt für neue Genkombinationen und damit für ein Reservoir an Überlebensstrategien.
Dennoch haben die Stabschrecken einen evolutionären Weg gefunden, der ihnen in bestimmten Lebensräumen Vorteile bietet. Die Studie zeigt, wie flexibel die Natur sein kann und dass der Verzicht auf Sex manchmal die bessere Lösung ist.
