Wodurch wird bestimmt, ob eine Ameise männlich oder weiblich wird? Während dies beim Menschen auf X- und Y-Chromosomen zurückzuführen ist – Frauen haben zwei X-Chromosomen, Männer jeweils ein X- und ein Y-Chromosom – kommt bei Ameisen, Bienen und Wespen ein anderer Faktor zum Tragen: die Haplodiploidie. Dabei wird das Geschlecht dadurch bestimmt, dass Männchen nur einen Chromosomensatz tragen (haploid), Weibchen hingegen den doppelten Chromosomensatz (diploid). Entsprechend schlüpfen aus unbefruchteten Eiern, die also nur einen Chromosomensatz enthalten, Männchen, aus befruchteten Exemplaren mit zwei Chromosomensätzen schlüpfen Weibchen.
Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der Universität Lausanne in der Schweiz haben die molekularen Mechanismen untersucht, die der Geschlechtsdetermination der Ameise zugrunde liegt. Schließlich besteht der Großteil der Ameisenpopulation aus weiblichen Arbeiterinnen, die wenigen Männchen jedoch sind unerlässlich für das Überleben der Spezies. Um diesen Mechanismen auf die Spur zu kommen, setzten die Forschenden auf diploide Männchen der Argentinischen Ameise. In dieser Spezies können bei Inzucht auch aus befruchteten Eiern sterile Männchen entstehen, wenn die Allele des geschlechtsbestimmenden DNA-Abschnitts identisch sind. „Auf diese Weise konnten wir die beiden Chromosomensätze, die jeweils in Weibchen und diploiden Männchen auftreten, miteinander vergleichen – während haploide Männchen ja nur einen einzelnen Chromosomensatz besitzen“, erläutert Dr. Qiaowei Pan, Wissenschaftlerin am Institut für Molekulare Biologie (IMB) in Mainz und an der Universität Lausanne. Das Ergebnis: Die beiden Chromosomensätze sowohl in diploiden Männchen als auch in Weibchen waren über fast die gesamte Länge identisch – außer an einer Stelle. „Wir konnten eine 5kB-Region mit sieben verschiedenen Versionen ausmachen. Alle Weibchen tragen zwei unterschiedliche Versionen, Allele genannt, während alle Männchen zweimal die gleichen Allele tragen. Diese Stelle scheint daher für die Geschlechtsdetermination elementar zu sein“, so Pan. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in Science Advances veröffentlicht.
Weiterführende Links:
https://www.blogs.uni-mainz.de/fb10-evolutionary-biology/research-groups/group-darras/ – Forschungsgruppe „Genetic Systems and Social Evolution“ von Dr. Hugo Darras am Fachbereich Biologie der JGU
https://evo.bio.uni-mainz.de/ – Arbeitsgruppe „Verhaltensökologie und Soziale Evolution“ am Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie der JGU
https://www.imb.de/research/our-research-groups/keller-valsecchi/research – Forschungsgruppe von Dr. Claudia Keller Valsecchi am Institut für Molekulare Biologie (IMB)
https://www.imb.de/ – Institut für Molekulare Biologie (IMB
