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18:59 18.11.2015
Groß ist nicht gleich groß: Elefanten haben im Vergleich zu ihrer Körpergröße kleinere Spermien als Hamster.  Quelle: Bernd Weissbrod/Peter Steffen
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Zürich

Auf die Länge kommt es nicht immer an: Im Wettlauf zum Ei führen unter bestimmten Umständen viele kleine Spermien eher zum Erfolg als wenige große. Dies gilt etwa bei größeren Tierarten, wenn sich die Spermien eines Männchens im Weibchen gegen die eines anderen durchsetzen müssen, wie zwei Forscher in den "Proceedings B" der britischen Royal Society berichten. Ihre Studie liefere damit auch einen Grund dafür, warum Mäuse und andere Nagetiere größere Spermien besitzen als etwa Elefanten oder Wale.

Fruchtfliegen haben größere Spermien als Wale

Spermien gehören zu den vielfältigsten Zellen überhaupt und unterscheiden sich bei verschiedenen Tierarten erheblich in Form und Größe. Fruchtfliegen etwa besitzen sechs Zentimeter lange Riesen-Spermien, die wie ein kleines Wollknäuel aufgewickelt sind und sich erst im weiblichen Genitaltrakt entfalten. Bei Walen hingegen sind die Spermien weniger als einen Zehntelmillimeter lang.

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Unter Wissenschaftlern gilt als gesichert, dass vor allem die Spermienkonkurrenz die Gestalt der Spermien bei unterschiedlichen Tierarten beeinflusst hat. Eine Konkurrenz entsteht, wenn sich ein Weibchen mit mehreren Männchen paart. Unklar ist allerdings bisher, warum diese Konkurrenz bei einigen Arten zur Ausbildung von besonders langen, bei anderen zur Ausbildung eher kleinerer Spermien führt.

Stefan Lüpold von der Universität Zürich und John Fitzpatrick von der Universität Stockholm zeigten in ihrer Studie nun, dass die Körpergröße der Tiere dabei eine entscheidende Rolle spielt. Sie hatten in der Literatur Angaben zur Größe und Anzahl der Spermien von 100 Säugetierarten gesammelt und diese Angaben unter Berücksichtigung von Körpergröße und Sexualverhalten statistisch umfassend analysiert.

Konkurrenzdruck für Spermiengestalt verantwortlich

Die Forscher zeigten zunächst, dass die Investition einer Tierart in das Ejakulat mit steigendem Konkurrenzdruck zunimmt. Je promisker eine Art ist, desto mehr oder desto größere Spermien produziert sie also. "Das war nicht besonders überraschend, das stimmt mit der bisherigen Theorie überein", sagt Lüpold. "Wir haben darüber hinaus belegt, dass größere Arten im Gegensatz zu kleineren unter Konkurrenzdruck vor allem in die Zahl der Spermien investieren und nicht in deren Länge."

Die Forscher erklären das mit einem Verdünnungseffekt im weiblichen Genitaltrakt: Je größer der Genitaltrakt und je länger der Weg zum Ei, desto eher gingen die Spermien unterwegs verloren. "Es scheint dann sinnvoller, einfach mehr Spermien ins Rennen zu schicken und bei der Spermiengröße zu sparen", sagt Lüpold.

Spermien sind der Wissenschaft seit etwa 350 Jahren bekannt. Im Sommer dieses Jahres berichteten Forscher von der Entdeckung der bisher ältesten Spermien der Welt. Diese sind 50 Millionen Jahre alt und wurden im versteinerten Kokon eines Gürtelwurms in der Antarktis entdeckt. Den Fund stellte die internationale Forschergruppe um Benjamin Bomfleur vom Naturhistorischen Museum in Stockholm in der Zeitschrift "Biology Letters" der britischen Royal Society vor.

Von Anja Garms

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