Paläontologie - Älteste Spermien der Welt

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

idw-Abo
Science Video Project



Share on: 
09/16/2020 09:02

Paläontologie - Älteste Spermien der Welt

LMU Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

    In einem Bernstein entdeckte ein internationales Team von Paläontologen im Inneren eines weiblichen Muschelkrebses 100 Millionen Jahre alte Riesenspermien. Offenbar hatte das winzige Krustentier sich kurz zuvor gepaart, ehe es im Baumharz eingeschlossen wurde.

    Es ist ein faszinierender Blick in die Vergangenheit, konserviert in Bernstein aus Myanmar. In einem winzigen Krebstier, das in der Kreidezeit vor etwa 100 Millionen Jahren in Harz eingeschlossen wurde, entdeckte ein internationales Team von Paläontologen riesige Spermien und damit eindeutige Hinweise darauf, wie sich die Tiere fortpflanzten. Es sind die bislang ältesten Nachweise von Spermien überhaupt. Produziert hat die Riesenzellen eine bislang unbekannte Krebstierart, die die Forscher Myanmarcypris hui nannten. Die winzigen Krustentiere mit ihrem typischen zweiklappigen, verkalkten Panzer gehören zu den sogenannten Ostrakoden und erinnern ein wenig an Muscheln. Sie existieren seit 500 Millionen Jahren, heute finden sich Tausende Arten. Sie leben in Meeren, Seen und Flüssen. Fossile Schalen dieser Krebse finden sich häufig, aber beim Exemplar aus Myanmar entdeckten die Forscher sogar versteinerte „Weichteile“, darunter innere Organe und sogar Fortpflanzungsorgane. „Es war eine überaus seltene Möglichkeit, etwas über die Evolution dieser Organe zu erfahren“, sagt die an der Auswertung wesentlich beteiligte LMU-Geobiologin Renate Matzke-Karasz.

    Während der Kreidezeit lebten die Ostrakoden wahrscheinlich in den Küstengewässern des heutigen Myanmar, wo sie in einem Klecks Baumharz eingeschlossen wurden. Der sogenannte Kachin-Bernstein von Myanmar brachte in den vergangenen Jahren hervorragende Funde zutage, eingeschlossen im Harz, darunter Frösche, Schlangen und einen gefiederten Dinosaurierschwanz. Hunderte neuer Arten wurden in den vergangenen fünf Jahren beschrieben, und viele von ihnen veranlassten Evolutionsbiologen dazu, die gängigen Hypothesen darüber zu überdenken, wie sich bestimmte Abstammungslinien und ökologische Beziehungen entwickelten.

    Mithilfe von Röntgenmikroskopie fertigte das Team computergestützte 3-D-Rekonstruktionen der in den Bernstein eingebetteten Ostrakoden an. Die Bilder enthüllten erstaunliche Details: In den Schalen waren nicht nur die winzigen Gliedmaßen der Tiere erhalten geblieben, die Forscher konnten auch deren Fortpflanzungsorgane sehen – und eben die 100 Millionen Jahre alten Spermien. Verblüffend war dabei, dass sie die Spermien ausgerechnet im Inneren eines Weibchens entdeckten – und zwar in den beiden beutelartigen Behältern, in denen die sie aufbewahrt werden, bis die Eier befruchtungsreif sind. „Dieses Weibchen muss sich kurz vor dem Einschluss im Baumharz noch gepaart haben“, sagt Studienautor He Wang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Nanjing. Die Rekonstruktionen enthüllten auch die charakteristischen muskulösen Spermienpumpen und zwei Penisse, mit denen männliche Muschelkrebse die Weibchen begatten.

    Noch nie ließ sich ein derart alter und raffinierter evolutionärer Mechanismus in den Funden in so vielen Details dokumentieren. Die vorgefundene sehr weitgehende Anpassung werfe die Frage auf, so Matzke-Karasz, ob die Fortpflanzung mit Riesenspermien ein evolutionär stabiler Weg sein kann. Die Männchen der meisten Tiere (einschließlich des Menschen) produzieren in der Regel winzige Spermien in sehr großen Mengen. Nur wenige Tiere, darunter manche Fruchtfliegen und eben die Ostrakoden, stellen eine relativ kleine Anzahl überdimensionaler Spermien her, die um ein Vielfaches länger sind als das Tier selbst.
    „Um zu zeigen, dass der Einsatz von Riesenspermien bei der Fortpflanzung keine Extravaganz der Evolution ist, sondern ein dauerhafter Vorteil für das Überleben einer Art sein kann, müssen wir wissen, wann sie zum ersten Mal aufgetreten sind", sagt Matzke-Karasz. Fossilisierte Spermien aus dem Tierreich sind extrem selten; die ältesten bekannten Muschelkrebs-Spermien waren 17 Millionen Jahre alt, den Rekord hielten bislang Wurmspermien von 50 Millionen Jahren. Der neue Nachweis aus Myanmar, dass Tiere sich bereits seit mehr als hundert Millionen Jahren erfolgreich mit Riesenspermien fortpflanzen, beweise den Erfolg dieser Strategie, sagt Matzke-Karasz. „Das ist ziemlich beeindruckend für ein Merkmal, das sowohl von Männchen als auch von Weibchen eine so beträchtliche Investition erfordert. Sexuelle Fortpflanzung mit Riesenspermien muss also evolutionär gesehen durchaus vorteilhaft sein.“


    Contact for scientific information:

    Dr. Renate Matzke-Karasz
    Department für Geo- und Umweltwissenschaften
    Paläontologie & Geobiologie / LMU
    Tel.: 0049 177 49 55 751
    Email: r.matzke@lrz.uni-muenchen.de
    Dr He Wang
    Email: hwang@nigpas.ac.cn
    Prof. Bo Wang
    Email: bowang@nigpas.ac.cn


    Original publication:

    Wang H, Matzke-Karasz R, Horne DJ, Zhao X, Cao M, Zhang H, Wang B. 2020 Exceptional preservation of reproductive organs and giant sperm in Cretaceous ostracods.
    Proceedings of the Royal Society B 20201661.  Early online edition, XXXXX http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.1661


    More information:

    http://Weitere Bilder unter https://www.dropbox.com/sh/jv51s8rlm6f2ibq/AADHJJ-7cIhRjLXjbSBGU_wLa?dl=0
    http://Bitte beachten Sie den Urheberrechtsnachweis


    Criteria of this press release:
    Journalists
    Biology, Geosciences
    transregional, national
    Research results
    German


    Künstlerische Darstellung der kreidezeitlichen Myanmarcypris hui bei der Begattung: das Männchen (rechts) hält sich mit den Antennen am Rücken des Weibchens fest.


    For download

    x

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).

    Cookies optimize the use of our services. By surfing on idw-online.de you agree to the use of cookies. Data Confidentiality Statement
    Okay