Männliche Schwangerschaft Wie Väter schwanger sind - bei Seepferdchen und Seenadeln
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14. April 2020, 17:24 Uhr
Sie legt zwar die Eier, doch er brütet und trägt den Nachwuchs aus: Die Sache mit dem Kinderkriegen läuft bei Seepferdchen und Seenadeln etwas anders. Aber wie kann es sein, dass bei diesen Tieren Schwangerschaft Männersache ist? Forschende aus Kiel haben darauf jetzt eine Antwort: Eine Immunsystemveränderung soll der Schlüsselprozess sein.
Schwangerschaften und das Gebären von Kindern ist nach wie vor eines der größten Wunder der Natur und meistens reine Frauensache - nicht nur beim Menschen, auch bei den allermeisten Tieren. Doch da gibt es eine Ausnahme: Bei Seepferdchen und Seenadeln sind die Männer dafür verantwortlich, dass der Nachwuchs das Licht der Welt erblickt. Ein Forschungs-Team unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel wollte genau herausfinden, warum das so ist und wie es funktioniert. Mit Erfolg: Die Forschenden haben die dabei ablaufenden komplexen Prozesse des Immunsystems im Detail entschlüsselt, schreiben sie in ihrer Publikation, die im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde.
Eine Schwangerschaft ist immer ein hoch komplexer Prozess: Die Entwicklung eines Embryos ist biologisch kompliziert und für Forschende bis heute in Teilen noch rätselhaft. Denn so ein Embryo müsste eigentlich vom mütterlichen Immunsystem abgestoßen werden: Es enthält neben den Erbinformationen der Mutter auch die des Vaters. Der Organismus müsste sie eigentlich als fremd erkennen und versuchen, sie loszuwerden. Macht er aber nicht. Beim Menschen ist dieser Prozess mittlerweile gut verstanden, schreiben die Forschenden. Im Tierreich jedoch gebe es da noch immer viele offene Fragen.
Ähnliche molekulare Mechanismen bei Schwangerschaften
Die Mitglieder des Forschungs-Teams haben sich die männliche Schwangerschaft im Tierreich ganz genau angesehen.
Dafür haben sie 12 Seenadel- und Seepferdchenarten intensiv untersucht. Diese männliche Schwangerschaft sieht je nach Art etwas unterschiedlich aus, schreiben sie: Bei einigen Arten trügen die Männchen die Eier nur am Bauch mit, andere schützten sie durch Hautlappen oder sogar durch plazenta-ähnliche Systeme, die den Nachwuchs sogar mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgten. Bei allen gleich sei aber, dass sich ihr Immunsystem so verändert hat, damit sie sich so "mütterlich" verhalten können:
Über den Vergleich der Genome von Seenadeln und Seepferdchen haben wir herausgefunden, dass im Laufe der Evolution der männlichen Schwangerschaft sich genau die Teile des Immunsystems stark verändert haben, die höchst relevant für die Unterscheidung von eigen und fremd sind.
Besonders interessant ist jedoch die Feststellung der Forschenden, dass in der männlichen Schwangerschaft ähnliche Gene aktiviert sind, die auch bei der Schwangerschaft eines weiblichen Säugetiers essentiell sind. "Es scheint also, dass bei einer Schwangerschaft, egal ob männlich oder weiblich, ähnliche molekulare Mechanismen genutzt werden und ähnliche Gene in ihrer Funktion für die Entwicklung einer Schwangerschaft verändert werden", erläutert Roth.
Immunologie-Lehrbücher müssen umgeschrieben werden
Konkret geht es in der Untersuchung um die Veränderung von Genen des sogenannten Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC). Der gelte als eine der wichtigsten Innovationen in der Evolution der Wirbeltiere. Die Gene des MHC sind beim Menschen zum Beispiel auch wichtig bei Organtransplantationen und möglichen Abstoßungsreaktionen.
Man unterscheidet zwei Arten des MHC. Die aktuelle Studie zeigt jetzt, dass die untersuchten Organismen - unter anderem auch dorschartige Fische - im Laufe der Evolution eine davon verloren haben. Und der andere Komplex wird zusätzlich herunterreguliert, während männliche Seepferdchen und Seenadeln schwanger sind, schreiben die Forschenden. Genau dasselbe passiere auch bei Säugetieren und helfe dabei, dass der Körper das Embryo toleriert.
Das klingt für den Laien nicht dramatisch, wäre aber in Bezug auf ein Organ so, als hätte man eine neue Gruppe von Fischen gefunden, die ohne Leber überleben können. Viele Lehrbücher der Immunologie müssen jetzt modifiziert werden.
Während die Forschenden über den MHC-Verlust bei Dorschen noch rätseln, haben sie bei den Seepferdchen und den Seenadeln eine nahe liegende Hypothese: Es sei durchaus möglich, dass es direkt mit der Entwicklung der einzigartigen männlichen Schwangerschaft zu tun gehabt hat.
Und dann gibt es da noch einen interessanten Fakt: Die verloren gegangenen Gene im Seenadel-Immunsystem sind genau für die Wege essentiell, die bei der Immunschwächekrankheit HIV attackiert werden. "Deshalb könnten Seenadeln, die auch ohne diese kritischen Immunsystem-Funktionen überleben, ein wichtiges Modellsystem für die Erforschung von natürlichen und krankheitsbedingten Immunsystemdefiziten werden", erläutert Erstautorin Roth abschließend.
(kie)
