Du riechst so gut – Wespen geben Einblick in die Evolution von Sexualpheromonen

Dass die Sexualpheromone im Tierreich eine bedeutende Rolle bei der Anlockung und Auswahl von Paarungspartner spielen, ist schon lange bekannt. Die Evolution der verführerischen Botenstoffe ist jedoch noch wenig erforscht. Ein Team von Forschern, darunter Wissenschaftler der Uni Regensburg, hat die Sexualpheromone parasitischer Wepen genauer untersucht und Einblicke gewonnen, wie sich diese im Laufe der Evolution verändern.

Bei der Partnersuche nutzen viele Insekten Sexualpheronome, um Paarungspartner anzulocken. Die Lockstoffe bestehen aus verschiedenen chemischen Komponenten, deren spezielle Zusammensetzung den Duft einer Art ergibt. Bisher ging die Wissenschaft davon aus, dass Tiere, die vom spezifischen Duft ihrer Art abweichen, gerinere Chancen haben, einen Paarungspartner anzulocken. Dieser Theorie zufolge müsste die Zusammensetzung chemischer Signale über lange Zeit hinweg unverändert bleiben. Die Forscher fragen sich deshalb, wie die große Vielfalt an Sexualpheromen, die sich heutzutage finden lässt, entstehen konnte und welche genetischen Veränderungen dieser zu Grunde liegen.

Um diese Fragen zu beantworten, untersuchten die Forscher der Universität Regensburg, des Zoologischen Forschungsmuseums Alexander Koenig in Bonn, der Arizona State University in den USA und der Technischen Universität Darmstadt die Sexualpheromone verschiedener Arten der Wesepengattung "Nasonia". Die Wissenschaftler fanden dabei heraus, dass die Sexualpheromone aller bekannten Arten dieser Gattung aus zwei Komponenten bestehen, lediglich die Art "Nasonia vitripennis" verwendet eine zusäztliche dritte.

Die Forscher konnten nun die Gene identifizieren, die für die Bildung der dritten Komponente verantwortlich sind. Schalteten die Forscher diesese Gene experimentell aus, verschwand die dritte Pheromonkomponeneten der behandelten Männchen. Weiter konnten die Forscher herausfinden, dass diese dritte Komponenten allen nicht attraktiv auf die Weibchen wirkt. Erst in Kombination mit den beiden anderen Kompomenten ermöglicht sie es daher, die Weiben anzulocken. Den Weibchen dient sie dazu, arteigene Männchzen von im gleichen Lebensraum vorkommenden, nahen verwandten Arten zu unterscheiden.

Da Weibchen der Art Nasonia giraulti nicht zwischen dem neuen, aus drei Komponenten bestehenden Pheromon, und dem ursprünglichen Zweikomponentengemisch unterscheiden, vermuten die Forscher, dass auch die Weibchen von Nasonia vitripennis zunächst nicht auf die neue Komponente im Pheromon reagiert haben, als diese erstmals auftrat. Erst eine spätere Anpassung ihres Geruchsinns dürfte es den Weibchen erlaubt haben, bei der Erkennung arteigener Paarungspartner von der neuen Komponente zu profitieren.

Mit ihrer Studie geben die Forscher neue Einblicke in die Evolution chemischer Kommunikationssysteme. Sie zeigen, wie neue Sexualpheromone durch einfache Modifikationen bereits vorhandener Komponenten entstehen können, ohne dass dabei die ursprünglich übermittelte Information verloren geht.

Die Ergebnisse ihrer jahrelangen Forschungsarbeit haben die Wissenschaftler jetzt in der renommierten Fachzeitschrift "Nature" (DOI: 10.1038/nature11838) veröffentlicht.