Weiblicher Penis, männliche Vagina: Erster Fall von Genitalumkehr in der Natur gemeldet
Weibchen mit penisähnlichen Genitalien und Männchen mit vaginalähnlichen Organen sind Fälle einer neuen extremen Umkehrung der Geschlechterrollen, die Forscher bei wenig bekannten Höhleninsekten entdeckt haben.
Dies sind die ersten Beispiele von Tieren mit Genitalien, die die traditionellen Geschlechterrollen umkehren, und die Entdeckung könnte ein Licht auf den Konflikt zwischen den Geschlechtern im Tierreich werfen, so die Forscher.
Die Wissenschaftler analysierten vier Insektenarten aus extrem trockenen Höhlen in Brasilien. Alle vier Arten gehören zur Gattung Neotrogla, so wie Hunde, Wölfe, Kojoten und Schakale zur Gattung Canis gehören. Die erste Neotrogla wurde vor 18 Jahren entdeckt; erwachsene Neotrogla sind etwa 2,7 bis 3,7 Millimeter lang.
Die Forscher waren erstaunt, als sie entdeckten, dass die Weibchen dieser Arten penisähnliche Genitalien haben, die als Gynosomen bezeichnet werden, ein komplexes Organ, das aus Muskeln, Kanälen, Membranen und Stacheln besteht. Im Gegensatz dazu besitzen die Männchen vaginalähnliche Phallosome.
„Die Neotrogla-Arten sind die ersten Fälle in der Natur, bei denen die Geschlechtsorgane umgekehrt sind“, sagte der Mitautor der Studie, Rodrigo Ferreira, ein Höhlenbiologe an der Bundesuniversität Lavras in Brasilien.
Das Gynosom ist eine „völlig neuartige Struktur in der Evolution“, sagte der Hauptautor der Studie, Kazunori Yoshizawa, ein Entomologe an der Hokkaido-Universität in Japan. „
Mit etwa 0,4 bis 0,5 mm, also etwa einem Siebtel der Länge der Insekten, sind die penisähnlichen Organe im Verhältnis zur Größe der Insekten sehr groß. Das würde bedeuten, dass ein Mann, der 1,75 Meter groß ist, einen Penis hat, der etwa 24,9 Zentimeter lang ist. (Die durchschnittliche Penisgröße amerikanischer Männer beträgt 5,6 Zoll oder 14,2 cm.)
Während der Kopulation, die satte 40 bis 70 Stunden dauert, führen die Weibchen ihre Gynosomen in die männlichen Organe ein. Die verschlungenen weiblichen Organe sammeln die Samenkapseln der Männchen ein.
Wenn das Weibchen in einem Männchen steckt, bläht sich der häutige Teil des Gynosoms auf, und zahlreiche Stacheln auf dem Organ halten die beiden Insekten zusammen. Die Weibchen können die Männchen sehr fest halten – in einem Fall, als die Wissenschaftler versuchten, ein Paar auseinanderzuziehen, wurde der Hinterleib des Männchens vom Rest seines Körpers abgerissen, ohne die genitale Verbindung zu unterbrechen.
Evolution der Geschlechtsrollenumkehr
Normalerweise entwickelt sich eine neue biologische Struktur als Modifikation einer bereits bestehenden Struktur. Im Gegensatz dazu ist bei den Weibchen im Tierreich keine biologische Struktur bekannt, die mit dem Gynosom vergleichbar wäre, so Yoshizawa.
Die Forscher vermuten, dass sich diese seltsame Umkehrung der Geschlechterrollen aufgrund der großzügigen Mengen an nahrhaftem Sperma entwickelt hat, die die Männchen als Hochzeitsgeschenk für ihre Partnerinnen in ihre Samenkapseln geben. Die Höhlen, in denen diese Insekten leben, sind ressourcenarm, so dass es für die Weibchen von Vorteil ist, sich häufiger zu paaren.
„Es ist sehr wahrscheinlich, dass Neotrogla-Weibchen ein widerstrebendes Männchen unter Zwang ergreifen und begatten können“, sagte Yoshizawa gegenüber Live Science. „
Die langen Paarungszeiten könnten auch auf die raue Natur der Höhlen zurückzuführen sein.
„Bei längeren Paarungen kann eine größere Menge Sperma übertragen werden“, sagte Ferreira gegenüber Live Science.
Geschlechterrollen werden im Tierreich gelegentlich vertauscht. So ziehen zum Beispiel männliche Seepferdchen ihren Nachwuchs normalerweise in Bruthöhlen auf. Und bei einigen Milben sind die weiblichen Genitalien lange Röhren, die zur Aufnahme von Sperma dienen. Diesen Milbengenitalien fehlen jedoch die Verankerungen, die in Gynosomen zu finden sind, so dass sie nicht wie bei Neotrogla zur Erzwingung von Sex verwendet werden können.
Zukünftige Forschungen könnten das einzigartige Sexualleben dieser Höhleninsekten weiter untersuchen, um Ideen zum Konflikt zwischen den Geschlechtern im Tierreich zu erkunden. Eine interessante Frage ist, wie männliche Neotroglas mit erzwungenem Sex umgehen.
Wenn Weibchen bei anderen Arten zum Sex gezwungen werden, können sie die Spermien von Männchen, die sie nicht bevorzugen, ablehnen oder die Spermien von Männchen, die sie bevorzugen, suchen, „aber diese Optionen stehen männlichen Neotroglas nicht zur Verfügung, weil Männchen keine Eier von Weibchen erhalten“, sagte Yoshizawa. „Wie reagieren die Männchen auf Zwangspaarungen durch die Weibchen?“ fragte Yoshizawa.
Die Forscher haben noch keine direkten Beweise, um diese Frage zu beantworten. Sie spekulieren jedoch, dass männliche Neotrogla die Qualität ihrer Hochzeitsgeschenke von der Qualität ihrer Partnerinnen abhängig machen könnten.
Viele Höhlen sind noch zu erforschen
Diese seltsamen Entdeckungen könnten die ersten von vielen in brasilianischen Höhlen sein. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler Dutzende neuer Arten in diesen Höhlen entdeckt.
„Dies zeigt das riesige Potenzial, das Brasilien in Bezug auf die Höhlenfauna besitzt“, sagte Ferreira. „Brasilien könnte mehr als 150.000 Höhlen haben.“
Doch die brasilianische Höhlenfauna könnte ernsthaft gefährdet sein.
„Die brasilianischen Gesetze zum Schutz von Höhlen haben sich in den letzten Jahren geändert und jetzt sind die Höhlen, die früher geschützt waren, gefährdet“, sagte Ferreira. „Viele neue Arten, von denen einige enorme Fortschritte für die Wissenschaft – Biologie, Evolution oder sogar von biotechnologischem Interesse – bringen könnten, sind bedroht. Viele Arten sind vom Aussterben bedroht, noch bevor sie entdeckt werden.“
Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse am 17. April in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.
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