Thorshühnchen-Männchen kümmern sich manchmal um den falschen Nachwuchs
Ein Test der Spermienspeicher-Hypothese
Bei wenigen Vogelarten kümmern sich ausschließlich die Männchen um die Brutpflege. Die Weibchen können dadurch mehrere Partner nacheinander haben und für diese Eier legen. Die Spermienspeicher-Hypothese besagt, dass Weibchen auch Spermien früherer Partner zur Befruchtung der Eier nutzen, die von nachfolgenden Männchen ausgebrütet werden. Forschende am Max-Planck-Institut für Ornithologie untersuchten drei Sommer Thorshühnchen in ihrem Brutgebiet in Alaska. Das zeigte, dass vier Prozent der Jungen nicht mit dem aufziehenden Männchen verwandt sind. Diese „Kuckucksküken“ waren meistens auf Fremdgehen zurückzuführen – die Speicherung der Spermien früherer Partner scheint keine große Rolle zu spielen.
Nur weniger als ein Prozent aller Vogelarten leben in sogenannter Polyandrie (Vielmännerei). In diesem Paarungssystem brüten Männchen meist nur einmal mit einem Weibchen in einer Brutsaison, während die Weibchen Partnerschaften mit mehreren Männchen eingehen können. Zudem sind die „typischen“ Geschlechterrollen vertauscht: Die Männchen kümmern sich alleine um die Brutpflege, während die Weibchen aggressiver sind und um Männchen und Ressourcen konkurrieren. Nach einer kurzen Beziehung und der Eiablage verlassen sie das Männchen und versuchen mit anderen Männchen eine neue Partnerschaft einzugehen. Das Thorshühnchen (Phalaropus fulicarius) ist eines dieser seltenen polyandrischen Vogelarten.
Für Verhaltensökologen ist solch ein polyandrisches Paarungssystem besonders spannend, da es ermöglicht Teile der Evolutionstheorie zu testen. So konnte bereits gezeigt werden, dass sexuelle Selektion durch Konkurrenz um Partner auch auf Weibchen wirken kann und damit nicht an das Geschlecht, sondern an die Geschlechterrolle gekoppelt ist. Dies wird deutlich an dem Gefieder und dem Schnabel der Thorshühnchen: Beide sind bei den Weibchen deutlich leuchtender gefärbt, weshalb sie ursprünglich für Männchen gehalten wurden.
Trotz ihres ungewöhnlichen Verhaltens ist das Thorshühnchen bis heute wenig untersucht. Eine ältere Studie an dem auch polyandrischen Drosseluferläufer (Actitis macularius) besagt, dass polyandrische Weibchen aus vorangegangenen Partnerschaften Spermien bis zu 30 Tage speichern und damit Eier aus dem Gelege eines nachfolgenden Partners befruchten. Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Bart Kempenaers haben über drei Sommer hinweg Thorshühnchen in ihrem Brutgebiet in Utquiaġvik, Alaska untersucht und konnten kaum Hinweise für diese Spermienspeicher-Hypothese finden.
Um die Hypothese zu untersuchen, fingen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler alle Thorshühnchen ein, sobald sie von ihrem Winterquartier im Forschungsgebiet eintrafen. Zur Wiedererkennung markierten sie jedes Tier mit einer individuellen Kombination aus Farbringen und nahmen eine kleine Blutprobe für Vaterschaftsanalysen. Bei der Balz beobachteten die Forschenden das Verhalten der Vögel, unter anderem welche Tiere sich miteinander verpaarten.
Nachdem die Weibchen das vierte und letzte Ei in das Bodennest in der Tundra gelegt hatten, tauschte das Forscherteam die echten Eier gegen Nachbildungen aus Plastik – für das brütende Männchen ein nicht erkennbarer Unterschied. Die echten Eier wurden im Brutkasten im Labor ausgebrütet, damit nach dem Schlüpfen der Küken ebenfalls ein Tropfen Blut für Vaterschaftsanalysen entnommen werden konnte. Zurückgetauscht ins Nest des Vaters begann dieser ohne Umschweife sich um die Küken zu kümmern.
Durch Kombination der Verhaltensbeobachtungen und der Vaterschaftsanalysen konnten die Forschenden überraschende Erkenntnisse gewinnen: „Interessanterweise stellten wir fest, dass nur etwa sieben Prozent der beobachteten Weibchen polyandrisch waren – viel weniger als ursprünglich angenommen. Ein Großteil der Weibchen legte in einer Brutsaison also nur Eier für einen Partner und hatte keine Möglichkeit, weitere Partnerschaften einzugehen“, erklärt Johannes Krietsch, Erstautor der Studie.
Ein Grund hierfür könnte die kurze Brutsaison in der hohen Arktis sein. In zwei der drei untersuchten Sommer führte vermehrter Schneefall und eine dadurch länger andauernde Schneeschmelze dazu, dass das Bruthabitat erst sehr spät zur Verfügung stand. Dadurch blieb nur wenigen Weibchen Zeit, mehrere Männchen zu finden und für sie Eier zu legen.
Die Wissenschaftler*innen fanden außerdem, dass vier Prozent der Jungen nicht von ihrem biologischen Vater aufgezogen wurden. Diese „Kuckucksküken“ wurden allerdings fast nie von einem vorherigen Partner gezeugt, weshalb die Studie die Spermienspeicher-Hypothese weitgehend widerlegt.
Vielmehr scheinen die Partnerschaften von polyandrischen Weibchen deutlich dynamischer und überlappender zu sein als bisher angenommen: Während das Weibchen noch Eier für seinen derzeitigen Partner legt, trifft es sich bereits mit potentiell zukünftigen Partnern. Zudem kopuliert das Weibchen kurz bevor es eine neue Partnerschaft eingeht mit mehreren Männchen. „Wir haben auch beobachtet, dass Weibchen und Männchen doch ab und zu die Möglichkeit haben fremdzugehen, obwohl sie sich in einer Partnerschaft gegenseitig intensiv bewachen“, sagt Bart Kempenaers. „Diese Beobachtungen legen nahe, dass Eier in einem Gelege von unterschiedlichen Vätern stammen können, ohne dass die Spermien dazu über lange Zeit gespeichert werden müssen“, ergänzt Johannes Krietsch. Als nächstes wollen die Wissenschaftler*innen umfangreiche GPS-Daten auswerten, um das gegenseitige Bewachen der Partner genauer zu analysieren.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Bart Kempenaers
Tel.: 08157 932-232
Email: b.kempenaers@orn.mpg.de
Originalpublikation:
Johannes Krietsch, Margherita Cragnolini, Sylvia Kuhn, Richard B. Lanctot, Sarah T. Saalfeld, Mihai Valcu, Bart Kempenaers
Extrapair paternity in a sequentially polyandrous shorebird: limited evidence for the sperm storage hypothesis.
Animal Behaviour, Volume 183, 31st January 2022, Pages 77-92
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