Wolfgang Ruppert

Testosteron macht‘s?

Männliche Galapagos-Meerechse sitzt auf Felsen.
1: Männliche Galapagos-Meerechse , Foto: © Kimberley Shavender/shutterstock.com

Wolfgang Ruppert

Den Wechsel von Fortpflanzungstaktiken durch Sexualhormone verstehen

Männliche Meerechsen auf Galapagos haben nicht nur eine, sondern mehrere Fortpflanzungstaktiken, zwischen denen sie innerhalb ihres Lebenszyklus wechseln können. Reguliert wird das Ganze durch das Sexualhormon Testosteron. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit dem Fortpflanzungsverhalten der faszinierenden Meerechsen auseinander und erarbeiten über die Analyse eines Experiments die Ursachen des Wechsels.

Die Tiere erinnern an das Filmmonster Godzilla. Charles Darwin soll geäußert haben, sie seien „abscheulich aussehende Kreaturen dumm und plump. Die Rede ist von den endemisch auf den Galapagos-Inseln vorkommenden Meerechsen Amblyrhynchus cristatus (von gr.: amblus = stumpf, gr.: rhynchus = Schnauze, lat.: cristatus = mit Haube) (Abb. 1 ). Die Meerechsen leben auf allen Inseln des Galapagos-Archipels (westlich von Südamerika), in der Regel an den stark zerklüfteten Felsküsten. Sie sind die einzigen Echsenarten, die ihre Nahrung, hauptsächlich Algen, im Meer suchen.
Bei den Meerechsen auf Galapagos gibt es einen ausprägten Geschlechtsdimorphismus: Die meisten Männchen sind um ein Vielfaches größer und schwerer als die Weibchen. Der Fortpflanzungserfolg der Männchen hängt von der Körpergröße und dem Körpergewicht ab, da die Weibchen große und schwere Männchen bei der Kopulation bevorzugen (Hayes u.a. 2004).
Die Größenentwicklung der Männchen resultiert aus einer Mischung von natürlicher und sexueller Selektion (Spieler/Skiba 2004 in UB 296, Wikelski 2005). Bei den natürlichen Selektionsfaktoren spielt die Nahrungsverfügbarkeit die größte Rolle. Die kann sich in El-Nino-Jahren dramatisch ändern, wenn das Algenwachstum durch warme, mineralstoffarme Wassermassen stagniert. Kleinere Tiere kommen mit diesen Nahrungsbedingungen besser zurecht als große. Bei größeren Tieren entsteht eine negative Energiebilanz und eine höhere Sterblichkeit.
Während also die kleineren Meerechsen durch natürliche Selektion begünstigt sind, setzen sich die größeren Tiere aufgrund von sexueller Selektion durch, da sie von Weibchen bei der Fortpflanzung bevorzugt werden. Allerdings sind die kleinen Tiere nicht vollständig von der Reproduktion ausgeschlossen, denn sie praktizieren alternative Fortpflanzungsstrategien und -taktiken. Alternative Fortpflanzungstaktiken (alternative reproductive tactics, ARTs) sind reproduktive Verhaltensweisen von Artgenossen des gleichen Geschlechts. Die Unterschiede zwischen den Individuen sind so deutlich, dass sie in zwei oder mehr Kategorien fallen.
Als Taktiken werden Phänotypen bezeichnet, die Teil einer Strategie sind. Bei den Meerechsen sind dies zum Beispiel territoriale Männchen, Satellitenmännchen und Sneakermännchen (Material 1). Strategien sind Wenn-dann-Beziehungen, die über die Wahl der jeweils optimalen Taktiken als Reaktion auf Umgebungsbedingungen entscheiden (Lamprecht u.a. 2002).
Steuerung über Testosteron
ARTs kommen bei männlichen Tieren häufiger vor als bei weiblichen. Bei allen Tierarten, bei denen neben dominanten Männchen weitere Männchen vorkommen, ist mit ARTs zu rechnen. Bei einigen Tierarten haben die Taktiken nicht nur Einfluss auf das Verhalten, sondern auch auf die Morphologie wie die Körpergröße oder Körperfarbe. Eine Liste von Tierarten mit ARTs findet sich in Taborsky u.a. 2008.
Fortpflanzungstaktiken können sich während der Entwicklung verändern (Abb. 2 ) (Schradin 2019). Gibt es alternative Taktiken, sind sie meist genetisch determiniert. Aber auch bei identischem Genotyp ist es möglich, dass durch Umwelteinflüsse verschiedene Taktiken entstehen. Sie können entweder für den Rest des Lebens fixiert werden oder sich reversibel verändern. Solche Veränderungen sind oft Teil eines genetisch fixierten Entwicklungsprogramms.
Es wird angenommen, dass sich alternative Fortpflanzungstaktiken unter männlichen Meerechsen entsprechend der „Hypothese der...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 459 / 2020

Verhalten ist individuell

Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 11-13