Doppelte Schwangerschaft: Sumpfwallabys entwickeln neuen Embryo vor der Geburt des vorherigen Nachwuchses

Deren Entwicklung findet maßgeblich während einer langen Stillperiode im Beutel statt. Selbst wenn bei einigen Beuteltieren der neue Eisprung nur wenige Stunden nach der Geburt stattfindet, bleibt die Reihenfolge von Eisprung, Befruchtung, Schwangerschaft und Stillen normalerweise erhalten – mit einer einzigen Ausnahme: Reproduktionsspezialisten des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der University of Melbourne (Australien) zeigten nun, dass bei Sumpfwallabys (Wallabia bicolor) Eisprung und Paarung bereits vor der Geburt des vorherigen Nachwuchses vonstattengehen und damit parallele, überlappende Schwangerschaften in unterschiedlichen Entwicklungsstadien auftreten.

Diese Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ veröffentlicht.

Mit der Hilfe von hochauflösendem Ultraschall haben Prof. Thomas Hildebrandt (Leibniz-IZW und University of Melbourne), Dr. Brandon Menzies und Prof. Marilyn Renfree (beide University of Melbourne) die Fortpflanzung von Sumpfwallabys während der Schwangerschaft untersucht.

Sie konnten bestätigen, was seit langem vermutet wird: Sumpfwallaby-Weibchen ovulieren, paaren sich und bilden einen neuen Embryo, während sie bereits einen vollentwickelten Fötus tragen, dessen Geburt kurz bevor steht.

Der neue Embryo verharrt in einer Entwicklungsruhe (embryonale Diapause), bis der ältere Nachwuchs neun Monate später den Beutel verlässt.

Wenn die embryonale Diapause mit berücksichtigt wird, dann sind die Weibchen also während ihres gesamten Reproduktionslebens kontinuierlich schwanger – eine einzigartige Fortpflanzungsstrategie, die von dem normalen, gestuften Fortpflanzungssystem bei Säugetieren abweicht.

Die Befruchtung und Entwicklungsruhe des zweiten Embryos wird durch zwei vollständig getrennte Gebärmuttertrakte ermöglicht, die über ihre Eileiter mit den Eierstöcken verbunden sind. „Dieses Arrangement gilt für alle Beuteltiere, aber die sich überlappenden Fortpflanzungszyklen scheinen eine Besonderheit der Sumpfwallabys zu sein“, sagt Renfree. Normalerweise wechselt der Eisprung bei aufeinanderfolgenden Schwangerschaften zwischen den beiden Eierstöcken hin und her.

„Alle anderen weiblichen Beuteltiere der Familie der Känguruartigen (Macropodidae) – im wesentlichen Kängurus, Wallabys und einige andere Artengruppen – haben einen Östrogenzyklus, der länger als die Dauer ihrer Schwangerschaft ist. Die Weibchen sind erst nach der Geburt wieder paarungsbereit.“

Es wird seit einiger Zeit vermutet, dass Sumpfwallabys schon während einer aktiven Schwangerschaft erneut schwanger werden könnten, da ihr Östrogenzyklus kürzer als die Dauer ihrer Schwangerschaft ist. Zudem gibt es Berichte über Paarungen vor der Geburt des vorherigen Nachkommens.

Eine solche doppelte Befruchtung („Superfötation“) wurde bisher nur für den Feldhasen beschrieben (ebenfalls von Leibniz-IZW-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern):  Die Weibchen des Feldhasen paaren sich drei bis vier Tage vor der Geburt der Jungtiere des vorherigen Zyklus und legen während einer aktiven Schwangerschaft einen oder mehrere neue Embryonen an.

Um die Superfötation bei Sumpfwallabys zu bestätigen, beobachteten die Forscherinnen und Forscher die Entwicklung der Embryonen bei vier Weibchen mit hochauflösendem Ultraschall. Sechs weitere Weibchen wurden nicht gescannt, sondern im gleichen Zeitraum regelmäßig auf Spermien untersucht.

Alle Weibchen gebaren etwa 30 Tage nach der Entfernung des vorigen Nachwuchses ihre Jungen. Parallel zur Entwicklung des Embryonen in einer Gebärmutter untersuchte das Team den gegenüberliegenden Eierstock genau. Dort begannen neue Follikel zu erscheinen und zu wachsen.

Am 26. Tag der Schwangerschaft zeigte die Ultraschalluntersuchung, dass sich die Embryonen zu Föten entwickelt hatten, bei denen Kopf, Gliedmaßen und Herzschlag deutlich sichtbar waren – und am 28. und 29. Tag hatte der größte Follikel im gegenüberliegenden Eierstock den Eisprung und ein neuer Gelbkörper war deutlich erkennbar.

Die übrigen sechs Weibchen, die nicht mit Ultraschall untersucht wurden, wurden regelmäßig auf Spermien untersucht. Spermien wurden im Urogenitaltrakt ein bis zwei Tage vor der Geburt festgestellt, aber zu keinem anderen Zeitpunkt. „Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Sumpfwallabys ein bis zwei Tage vor der Geburt – während einer bestehenden Schwangerschaft – einen neuen Eisprung haben, sich paaren und einen neuen Embryo ausbilden“, sagt Hildebrandt.

Schwangerschaften von Höheren Säugetieren (Eutheria, der taxonomisch vielfältigste der drei Säugetierzweige) übersteigen im Regelfall die Länge des Östrogenzyklus bei weitem. Während der Evolution der Säugetiere bestand also ein Selektionsdruck zur Verlängerung der Schwangerschaftsdauer.

Unter den Beuteltieren hingegen (die einen zweiten taxonomischen Zweig der Säugetiere bilden) umfasst die Schwangerschaft bei den meisten Känguruartigen fast die gesamte Dauer des Östrogenzyklus.

Das Sumpfwallaby geht mit seinem Eisprung vor der Geburt noch einen Schritt weiter, was es diesem Beuteltier ermöglicht, die Schwangerschaftsdauer über die Länge des Östrogenzyklus hinaus zu verlängern.

Sumpfwallabys gehören zu der Vielzahl an Tierarten in Australien, die massiv von den katastrophalen Waldbränden in den vergangenen Monaten betroffen sind. Es steht zu befürchten, dass von diesen einzigartigen Tieren eine hohe Zahl direkt oder indirekt durch die Feuer umgekommen ist.

Publikation

Menzies BR, Hildebrandt TB, Renfree MB (2020): Unique reproductive strategy in the swamp wallaby. PNAS.