Herbsttagung des "VDA-Arbeitskreises Lebendgebärende Aquarienfische" am 08. Oktober 2011 im Biozentrum der Universität

Einleitung
Genetische Untersuchungen an Poeciliden
Das Altern als Forschungsgegenstand
Polyfakteriellen Geschlechtsbestimmung
Literatur


Einleitung

Die Herbsttagung des Arbeitskreises an der Julius-Maximillians-Universität Würzburg war vom Vortrag des Prinz-Hitachi-Preisträgers (2007) Prof. Manfred Schartl und dem sich anschließenden Besuch der universitätseigenen Aquarienanlage geprägt.

Genetische Untersuchungen an Poeciliden

Unter dem Titel "Genetische Untersuchungen an Poeciliden" führte uns Prof. Schartl durch ein breites Themenspektrum, dass seine berufliche Tätigkeit widerspiegelte.

Zum Einstieg fragte Prof. Schartl, ob Fische geeignete Tiere für die Forschung seien. Er bejahte dies mit Blick auf die Möglichkeit, Haltungsbedingungen standardisieren und die durchsichtigen Eier leicht manipulieren zu können. Diese Aussicht hat seinen Kollegen Gong dazu animiert, Leuchtgene von Quallen in Medaka (Oryzias latipes) und Danio rerio einzuschleusen. Die Veränderung ist erbfest. Sie werden unter dem handelsrechtlich geschützten Namen "Glofish" vertrieben. In Deutschland ist der Vertrieb dieser transgenen Fische aufgrund bestehender Bestimmungen verboten. Es drohen bis zu 40.000,-- € Strafe. Prof. Stephan Tanner (2009) hat uns Aquarianern die genetischen Zusammenhänge bereits vor einiger Zeit erläutert.

transgene Danio rerio

Weil die Eier durchsichtig sind, können die Entwicklungsstufen gut beobachtet werden. Der Nutzen zeigt sich in der Krebsforschung. Hier können die Mitarbeiter zusehen, wie die Blutgefäße in die Karzinome hineinwachsen.

Ein weiterer Vorteil des Laborobjektes "Fisch" liegt in der Möglichkeit, Tests maschinell in großer Zahl durchführen zu können. So werden 10.000 Substanzen auf ihre Auswirkungen geprüft und die Ergebnis wiederum maschinell automatisch unter dem Mikroskop ausgewertet.

Das Altern als Forschungsgegenstand

Das Altern geriet ebenfalls zum Forschungsgegenstand. Als Killianer ist mir der Wirbel um Nothobranchius furzeri bekannt. 1978 wurde die Erscheinung des ehr kurzen Lebenszyklus an einem Paar festgestellt. Es stellte sich die Frage, ob die Ursache eventuell in einer Krankheit zu suchen sei. Beim Menschen kennen wir das schnelle Vergreisen und Sterben von Kindern unter dem Begriff "Progerie". Die Haltungsbedingungen und Einzelheiten zu dieser Forschung an einem Beispiel in Deutschland hat uns Alexander Dorn (2009) geschildert.

Der Referent ging dann auf Knochenveränderungen ein, wie sie sich u. a. bei den Ballonformen von Lebendgebärenden zeigt. Diese sind erblich bedingt. Bei der Astronautenkrankheit erweichen die Knochen, weil nicht genug Kalk eingelagert wird. Mit einem Fragezeichen wurde versehen, ob hier Xiphophorus helleri im Experiment der geeignete Modellorganismus war.

Als Prof. Schartl fragte, ob Fische zählen können, war ich verblüfft. Tatsächlich, im Test zählte Gabusia affinis bis vier. Vom Guppy ist dies ebenfalls nachgewiesen. Da kann man nur sagen: Immerhin, wo doch manche Menschen nicht mal bis drei zählen können! (Tschuldigung, der Scherz lag doch nahe!)

Der Vortrag richtete sich dann auf ein bei uns Aquarianern hinlänglich bekanntes Problem der Aquakultur, weil wir solche Fragen interessiert verfolgen: die Futterverwertung und das Wachstum. Hieran wird seit vielen Jahren fortlaufend geforscht und manchmal schleicht sich in die Werbung für die Futtermittel unserer Lieblinge der ein oder andere Begriff dieses Untersuchungsgebietes ein.

Amphiprion percula

Ein großes Feld stellten dann Fragen der Geschlechtsbestimmung dar. Prof. Schartl verwies auf Coris julis als protogyner Zwitter. Mit Amphiprion occellatus erinnerte der Referent an diesen protandrischen Zwitter, bei dem aus einer Gruppe stets das größte Tier funktionell zum Weibchen wird. Im Experiment mit einem Zerrspiegel konnte belegt werden, dass der optische Eindruck das Gehirn steuert. Beim Geschlechtswechsel unterscheidet man Protanderie (erst Männchen dann Weibchen) und Protogynie (erst Weibchen dann Männchen).

Mit Kryptolebias marmoratus stellte uns Prof. Schartl einen selbstbefruchtenden Simultanzwitter vor.

Zur Parthenogenese blieb mir vor allem der Amazonenmolly in Erinnerung. "Der" ist eigentlich unzutreffend ausgedrückt. Denn vom Amazonenmolly Poecilia formosa sind (fast) nur Weibchen bekannt. Die Damen lassen sich von anderen Männchen der Arten P. mexicana und P. latipinna befruchten. Beim Erbgang werden die Eizellen durch das fremde Spermium zur parthogenetischen Entwicklung angeregt, ohne dass es zu einer Kernverschmelzung kommt. Die Nachkommen stimmen deshalb mit der Mutter genetisch völlig überein.

Zuchtform

Polyfakteriellen Geschlechtsbestimmung

Die polyfakteriellen Geschlechtsbestimmung am Beispiel von Xiphophorus helleri führte von den Höhen der Wissenschaft zu unseren teils sehr realen praktischen Problemen in der Zucht dieser Art. Nicht selten verliert ein Züchter einen Zuchtstamm durch ungleiche Geschlechter. Mit Bestimmtheit konnte Prof. Schartl erläutern, dass es Geschlechtsumwandlungen, von denen immer wieder einmal berichtet wird, nicht wirklich gibt. Gelegentlich treten Hormonstörungen bei älteren Weibchen auf, die jedoch funktionell keine Männchen werden.

Natürlich wurde auch die temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung zum Thema. Prof. Schartl sagte insoweit "ja" bei Apistogramma. Das Thema wurde nicht vertieft, aber aufgrund seiner Formulierungen nehme ich an, dass er sich auf Römer und Beisenherz (1995) bezieht. Der Arbeit wurden jedoch von Praktikern Beispiele entgegen gehalten, die die aufgestellten Regeln nicht bestätigen. Eine Zucht in einem privaten Aquarium läuft sicher nicht unter solch kontrollierten Bedingungen wie im wissenschaftlichen Labor ab, so dass es sich in Zukunft lohnen wird näher hinzuschauen. Über dieses Thema werden sich noch einige Generationen von Aquarianern den Kopf zerbrechen, verzweifelt doch gerade mancher Apistogramma-Züchter an einseitigen Geschlechterverhältnissen in der Nachkommenschaft. Fest steht wohl, dass die Temperatur einen Einfluss hat und nichts anderes hat Prof. Schartl in seinem Vortrag dargestellt. Er berichtete in diesem Zusammenhang zu den Lebendgebärenden von einer einzigen wissenschaftlichen Arbeit, die diese temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung für Poeciliopsis lucida, Limia melanogaster und Poecilia sphenops bestätigte.

Von Xiphophorus multilineatus und Xiphophorus nigrensis treten große und kleine Männchen auf. Bei der Untersuchung zeigte sich, dass männliche Hormone einen totalen Wachstumsstopp verursachen. In diesem Zusammenhang wurde noch kurz auf die Sneaker eingegangen.

Abschließend erläuterte Prof. Schartl, dass die Tumorforschung inzwischen auch mit einem Umweltaspekt betrieben wird

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Einen Höhepunkt erfuhr diese Tagung durch den Besuch der Aquarienanlage der Universität. Hier konnten wir nach dem Vortrag die praktischen Ergebnisse besichtigen. Zudem waren viele seltene Lebendgebärende zu sehen. Und wenn ich es mir recht überlege, dann waren es wohl noch viel mehr als die zunächst von mir erwarteten 1000 Aquarien.

Hier geht es zu den Bildern der Anlage.

Ich danke an dieser Stelle dem AK Lebendgebärende Aquarienfische, der mir als Nichtmitglied den Besuch dieser äußerst interessanten Veranstaltung ermöglichte.

Literatur

Dorn, Alexander (2009): Nothobranchius furzeri - ein Fisch, der den Menschen helfen soll, gesund zu altern. AF 41(5): 66-73.
Römer, Uwe und Beisenherz, Wolfgang (1995): Modifikatorische Geschlechtsbestimmung durch Termperatur und pH-Wert bei Buntbarschen der Gattung Apistogramma. Fortpflanzungsbiologie der Aquarienfische. Birgit Schmettkamp Verlag, Bornheim. Seite 261-266.
Tanner, Stephan (2009): Fische und Genetik - eine Herausforderung, die uns alle betrifft. AF 41(6): 44-53

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Auf Uni-Homepage Liste der Veröffentlichungen Stand 15.04.2011 335 Arbeiten
http://www.biozentrum.uni-wuerzburg.de/fileadmin/bericht/1997/pc1/deuber.htm 1. Molekulare Mechanismen der Tumorentstehung: Signaltransduktion und Genregulation in Melanomen von Xiphophorus
M. Schartl, J. Altschmied, M. Baudler, N. Dimitrijevic, P. Fischer, J. Duschl, E. Geißinger, A. Gómez, C. Wellbrock, C. Winkler
2. Genetische Determinanten und Modifikatoren der Melanomentstehung bei Xiphophorus&xnbsp;
M. Schartl, H. Gutbrod, U. Hornung, D. Lamatsch, A. Schartl, S. Weis, R. Wacker
3. Embryonale Stammzellen und homologe Rekombination
Y. Hong, S. Chen, C. Winkler, M. Schartl sowie weitere Aktivitäten