Es ist ein Junge! Beim Menschen, den meisten Säugetieren und auch Reptilien ist das Geschlecht an einem speziellen Körperteil meist leicht erkennbar – dem Penis. Bei Vögeln ist das dagegen nicht so klar: Die meisten Arten besitzen dieses Begattungsorgan nämlich gar nicht, einige wenige verfügen dagegen wiederum über ausgesprochen lange Penisse. Wie es zu diesem Unterschied kommt, haben Forscher nun herausgefunden: Bei Hühnervögeln und anderen penislosen Arten führen bestimmte Erbanlagen zu einem Schrumpfen der Penisanlagen während der Embryonalentwicklung.
Die Funktion eines Penisses erscheint simpel: Das längliche Geschlechtsorgan soll den Samenzellen zum Zweck der inneren Befruchtung einen Vorsprung verschaffen. Doch offenbar ist das gar nicht so wichtig, wie man meinen könnte: Die meisten Vogelarten drücken ihre Geschlechtsöffnungen einfach nur aufeinander das reicht zur Samenübertragung aus. Über den biologischen Sinn des Verlusts der Penisse im Laufe der Evolution vieler Vogelarten gibt es nur Vermutungen. Möglicherweise beschleunigt das penetrationslose Kopulieren den Akt und verhindert damit, dass Räuber die Chance nutzen, die hilflos verbundenen Partner zu schnappen. Doch so wichtig scheint auch dieser Vorteil nicht zu sein. Einige Vogelarten besitzen nämlich durchaus Penisse – manche sogar enorme: Die Erpel der Argentinischen Ruderente haben Dinger mit einer Länge von bis zu 42,5 Zentimetern.
Den evolutionären Wurzeln des Penisschwundes auf der Spur
Die Forscher um Martin Cohn von der University of Florida sind im Rahmen ihrer Studie nun gezielt den entwicklungsbiologischen Ursachen des Penisschwunds auf den Grund gegangen. Sie verglichen dazu die Entwicklungsabläufe und genetischen Unterschiede zwischen den penislosen Hühnervögel und den gut bestückten Vogelarten. Es zeigte sich, dass sich in frühen Phasen der Embryonalentwicklung bei Hähnen durchaus Penisanlagen ausbilden. Später hören sie aber auf zu wachsen und schrumpfen sogar. Eine Erbanlage namens Bmp4 sei dabei der Drahtzieher, berichten die Forscher: Das Gen bewirkt, dass Zellen im Penisansatz gezielt absterben, was zu einem Schrumpfen der entsprechenden Anlagen führt. Bei Enten und anderen Vögeln mit Penissen ist dieses Gen dagegen nicht aktiv und so wachsen die Organe ungehindert.
Die Regulation des Gleichgewichts zwischen Zellwachstum und Zelltod ist wichtig für kontrolliertes Wachstum und Entwicklung, sagt Cohn. Zu viel Zellteilung oder zu wenig Zelltod kann zu Überwucherung oder unkontrolliertem Wachstum führen – wie im Fall von Krebs. Mangelhafte Zellteilung oder überschüssiger Zelltod kann dagegen zu Unterentwicklung führen oder sogar zum Fehlen von Geweben oder Organen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Reduktion des Penis während der Evolution der Vögel durch Aktivierung eines normalen Mechanismus an einem neuen Ort entstanden ist: Durch den programmierten Zelltod an der Spitze des Penis, resümiert Cohn.
Die Veränderung der Regulation von programmiertem Zelltod an bestimmten Stellen des Körpers könnte auch die Ursache anderer anatomischer Besonderheiten im Tierreich sein, sagen die Forscher. Durch dieses Prinzip könnten beispielsweise auch die Schlangen ihre Gliedmaßen im Laufe der Evolution verloren haben.
Martin Cohn (University of Florida) et al.: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2013.04.062 © wissenschaft.de – Martin Vieweg
