Zebrafische können ihr Geschlecht ändern

(26.09.2022) Team unter Leitung der Universität Göttingen identifiziert „DNA-Hotspot“

Unter den Knochenfischen gibt es viele Arten, deren Geschlecht nicht festgelegt, also plastisch ist. Dieses wird durch Umweltfaktoren, insbesondere die Temperatur, beeinflusst.

Dies führt bei einigen Arten zu einem Ungleichgewicht der Geschlechterverhältnisse. Forscherinnen und Forscher unter Leitung der Universität Göttingen konnten nun zeigen, mit welchen Mechanismen die Variationen in der Geschlechtsausprägung und die „sexuelle Plastizität“ gesteuert werden.


Dr. Shahrbanou Hosseini

Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Frontiers in Cell and Developmental Biology erschienen.

Beim Zebrafisch schlüpfen die Embryonen mit rudimentären, eierstockähnlichen Keimdrüsen.

Höhere Wassertemperaturen führen zu spezifischen chemischen Markierungen an bestimmten Stellen ihrer DNA. Diese Veränderungen können dazu führen, dass die Embryonen ihr Geschlecht wechseln. Die Keimdrüsen werden resorbiert und die Zebrafische entwickeln Hoden.

Die Forscherinnen und Forscher zogen für die Studie 17 Familien mit einer hohen Anzahl von Geschwisterpaaren von Zebrafischen auf. Die Hälfte der Embryonen jeder Familie wurde zeitweise in warmen Wasser gehalten, da die embryonale Phase eine der sensiblen Phasen der Geschlechtsdeterminierung ist.

Das Geschlechterverhältnis der erwachsenen Tiere war von Familie zu Familie sehr unterschiedlich, aber in einigen Familien stieg der Anteil der Männchen um 15 bis 20 Prozent an, nachdem sie der höheren Temperatur ausgesetzt waren.

Tatsächlich hatte der Einfluss der höheren Temperatur die genetische Veranlagung einiger Individuen „außer Kraft gesetzt“ und sie veranlasst, ihr Geschlecht in ein männliches zu ändern.

„Wir haben in dieser Forschungsarbeit eine Reihe von Genen identifiziert, die bei Tierarten mit sexueller Plastizität das Geschlecht bestimmen“, sagt Prof. Dr. Dr. Bertram Brenig, Direktor des Tierärztlichen Instituts der Universität Göttingen.

Die Existenz geschlechtsspezifischer Familien beruht auf epigenetischen Mechanismen, erklärt der Mitautor der Studie, apl. Prof. Dr. Reza Sharifi von der Abteilung Tierzucht und Haustiergenetik.

Erstautorin Dr. Shahrbanou Hosseini von der Abteilung Molekularbiologie der Nutztiere und molekulare Diagnostik der Universität Göttingen ergänzt: „dieses Phänomen der sexuellen Plastizität wirkt sich negativ auf die Populationsdynamik aus. Dies kann zu einer ungleichen Verteilung der Geschlechter und bei einem raschen Klimawandel zu einem Verlust der Artenvielfalt führen.“

Publikation

Originalveröffentlichung: Hosseini et al. Epigenetic Regulation of Phenotypic Sexual Plasticity Inducing Skewed Sex Ratio in Zebrafish. Frontiers in Cell and Developmental Biology (2022)


Weitere Meldungen

Universität Bonn

Zebrafisch soll bei der Suche nach MS-Medikamenten helfen

Der Zebrafisch dient Forschenden rund um den Globus als Modell-Organismus: An ihm lassen sich viele wichtige Prozesse studieren, die auch im menschlichen Körper in ähnlicher Form stattfinden
Weiterlesen

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Die Reparaturtricks des Zebrafischs

Zebrafische können zerstörtes Herzmuskelgewebe regenerieren. Dabei spielen Bindegewebszellen eine wichtige Rolle, die vorübergehend in einen aktivierten Zellzustand übergehen
Weiterlesen

Zebrafisch-Embryo ; Bildquelle: Kenny Mattonet (Didier Stainier Lab), Max Planck Institute for Heart and Lung Research

Eine detaillierte Genschalterkarte des Zebrafischs

 Der Zebrafisch ist ein wichtiger Modellorganismus – etwa um Erbkrankheiten zu untersuchen
Weiterlesen

Junge Zebrafische können sozial oder eher introvertiert sein. Welche Unterschiede sich dabei im Gehirn und den Genen der Tiere zeigen, will Johannes Larsch untersuchen.; Bildquelle: MPI für Neurobiologie, Julia Kuhl

Junge Zebrafische sollen Aufschluss über Nervenzellschaltkreise für Sozialverhalten geben

Ein Blick oder eine Geste reichen häufig, um die Stimmung eines anderen einzuschätzen und das eigene Verhalten daran anzupassen. Menschen, die solche sozialen Signale nicht interpretieren können, finden sich in einer Gesellschaft nur schwer zurecht
Weiterlesen

Zieht ein Bild der Umwelt an den Augen vorbei, halten Zebrafische mit Schwimmbewegungen ihre Position. Neurobiologinnen zeigen, über welche Nervenzellbahnen dieses Verhalten koordiniert wird.; Bildquelle: MPI für Neurobiologie, Julia Kuhl

Das Gehirn im Fluss: Nervenzellen im Prätektum berechnen großflächige Bewegungen

Wir sehen mit dem Gehirn – die Augen liefern die Informationen. Doch, wie berechnen die Nervenzellen das Gesehene?
Weiterlesen

Sarah Hartmann (l.) und Prof. Dr. Klaudia Witte von der Universität Siegen haben herausgefunden, dass Zebrafische Infrarotlicht sehr wohl wahrnehmen können.; Bildquelle: Universität Siegen

Wenn für Fischlarven die Nacht zum Tag wird

Biologinnen der Universität Siegen haben herausgefunden, dass Zebrafischlarven Infrarotlicht wahrnehmen können. Das hat weitreichende Konsequenzen für wissenschaftliche Versuche mit diesen Larven
Weiterlesen

Befruchtetes Fischei mit zwei Zellen.; Bildquelle: Stefan Scholz / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ

Zebrafischeier dank Maschinellem Lernen automatisch sortieren

Zebrafische besitzen fast alle Gene, die Menschen auch haben. Daher eignen sich ihre Eier als Modellorganismus für die Gen- und Wirkstoffforschung
Weiterlesen

Seitenansicht einer 6 Tage alten Zebrafischlarve, unter dem Konfokalmikroskop erstellt; Bildquelle: Aristides Arrenberg

Tübinger Neurowissenschaftler stellen selbst entwickeltes Software für Verhaltensstudien an Fischen frei zur Verfügung

Zebrafische gehören erst seit kurzem zu den wichtigsten Tiermodellen der neurowissenschaftlichen Forschung. Laboreinrichtung und Software zur Analyse ihres Verhaltens sind daher oft extrem spezialisiert und teuer
Weiterlesen