scinexx | Schmetterlinge: Rollentausch bei kühlen Temperaturen: Temperatur während der Larvalentwicklung bestimmt Aussehen und Verhalten der Geschlechter - Schmetterling, Geschlechter, Temperatur, Klima, Trockenzeit, Regenzeit, Augenfleck, Flügelfarbe, Paarung, Verhalten, Rollentausch, Männchen, Weibchen, Klima, Spermienpaket, Entwicklung, Larve

Samstag, 15.01.2011

Schmetterlinge: Rollentausch bei kühlen Temperaturen

Temperatur während der Larvalentwicklung bestimmt Aussehen und Verhalten der Geschlechter

Nicht die Gene, sondern die Temperatur bestimmt bei einer afrikanischen Schmetterlingsart, wer die schöneren Flügelflecken trägt und die aktive Rolle bei der Paarung übernimmt: Herrscht ein kühles Klima bei der Larvenentwicklung, gibt es einen „Rollentausch“ und die Weibchen zeigen in Aussehen und Verhalten männliche Eigenschaften. Über diese ungewöhnliche Plastizität in der Entwicklung berichtet eine in der aktuellen „Science“ erschienene Studie.


Bicyclus anynana bei der Paarung: Das Regenzeit-Weibchen hat die auffälligeren Augenflecke © William Piel / Antonia Monteiro

Die afrikanische Schmetterlingsart Bicyclus anynana gleicht auf den ersten Blick vielen ähnlichen Tagfaltern: Ein Geschlecht trägt große, im UV-Licht besonders leuchtende Augenflecken auf ihren Flügeln, das andere ist eher schlichter und weniger auffallend gefärbt. Doch der erste Eindruck täuscht, wie jetzt Forscher der amerikanischen Yale Universität herausgefunden haben. Denn während bei anderen Faltern der Träger der Augenflecken meist genetisch bestimmt wird, ist dies bei Bicyclus anynana anders.

„Normale“ Rollenverteilung bei warm-feuchtem Klima
Das zeigte sich, als Wissenschaftler um Kathleen L. Prudic und Antonia Monteiro, Professorin für Ökologie der Yale Universität Experimente durchführten, bei denen Bicyclus-Larven in unterschiedlichen Umgebungstemperaturen aufgezogen wurden. Die Tiere, die als Larven in 27 Grad Celsius warmen Räumen und unter feuchten Bedingungen gelebt hatten, boten zunächst wenig Überraschendes: Die schlüpfenden Weibchen waren eher unscheinbar, die Männchen trugen die auffälligeren Flügelflecke. Die klimatischen Bedingungen entsprachen denen der warmen, feuchten Regenzeit in Afrika. In dieser Saison balzen die Männchen aktiv um die Weibchen, diese legen ihre Eier meist unmittelbar nach der Paarung ab.


	Schema der temperatubedingten Rollen-Entwicklung © Antonia Monteiro

Kälte im Larvenalter provoziert Rollentausch
Umso erstaunlicher war das Ergebnis der Versuche, bei denen die Larven bei nur 17°C und in eher trockener Umgebung gehalten wurden – Bedingungen, die denen der kühleren Trockenzeit in Afrika entsprechen. Nun trugen plötzlich die Weibchen nach dem Schlupf die Augenflecken, die der Männchen waren dagegen deutlich unscheinbarer. Offensichtlich hatten die Temperaturen während der Larvalentwicklung diese Umstellung verursacht. Und auch das Verhalten der Tiere war verändert: Statt der Männchen waren es nun die Weibchen, die ihre Augenflecken präsentierten und aktiv um Partner warben.

Nach Ansicht der Forscherinnen könnte diese Umkehrung der „normalen“ Rollen eine Anpassung an ungünstige Umweltverhältnisse darstellen: In der kühlen Trockenzeit finden die Schmetterlinge nur wenig Nahrung. Für die Weibchen ist es jedoch essenziell, diese Mangelperiode zu überleben, um dann mit Beginn der günstigeren Regenzeit ihre Eier legen zu können. Ihre aktive Werbung um Paarungspartner hat daher einen sehr handfesten Grund:

Spermienpaket als Überlebenshilfe
Bei der Paarung übertragen die Schmetterlingsmännchen ein Spermienpaket, das zusätzlich mit Nährstoffen angereichert ist. Diese Nährstoffe verhelfen dem Weibchen dazu, auch bei Nahrungsmangel länger zu überleben. Je häufiger sie sich paart, desto höher sind ihre Überlebenschancen – die aktive Werbung und die auffälligen Augenflecken erleichtern dies. Die Männchen dagegen verlieren mit jeder Paarung wertvolle Ressourcen. In Mangelzeiten sind sie daher nicht sonderlich zur Paarung motiviert und spielen die eher passivere Rolle.

Offensichtlich haben die häufig wechselnden Klimabedingungen im Verbreitungsgebiet der Schmetterlinge im Laufe der Zeit diese ungewöhnliche Plastizität der Entwicklung hervorgebracht. Sie sind damit auch das erste Beispiel für einen temperaturbedingten „Rollentausch“ bei Schmetterlingen.

(Yale University, 07.01.2011 - NPO)

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