Bei Insekten wurde ein männlich tötendes Virus entdeckt

Wissenschaftler in Japan haben ein Virus identifiziert, das selektiv Männer tötet – und das zufällig vererbbar ist und Generation für Generation alle Frauen hervorbringt.

Die Entdeckung, die an Raupen gemacht und am Montag in The Proceedings of the National Academies of Sciences beschrieben wurde, sei ein „belastbarer“ Beweis dafür, dass „mehr als ein Virus sich entwickelt hat, um männliche Insekten selektiv zu töten“, sagte er Greg Hurst, ein Symbiontenspezialist an der Universität Liverpool in England, der nicht an der Studie beteiligt war. Dies könnte eines Tages dazu beitragen, Populationen von Schadinsekten und Krankheitsüberträgern wie Mücken zu kontrollieren.

„Ich gehe davon aus, dass in naher Zukunft noch viel mehr Fälle wie dieser entdeckt werden“, sagte er Daisuke Kageyamaein Forscher an der Nationalen Organisation für Landwirtschaft und Lebensmittelforschung in Japan und einer der Autoren der Studie.

Das Virus wurde zufällig gefunden. Misato Terao, eine Forschungstechnikerin an der Minami-Kyushu-Universität, richtete gerade das Campus-Gewächshaus auf, als sie unwillkommene Eindringlinge – dicke grüne Raupen – entdeckte, die an den Impatiens knabberten. Sie sammelte sie ein und brachte sie aus einer Laune heraus im Labor von Yoshinori Shintani ab, einem Insektenphysiologen, der Minami Kyushus ständiger Käfermensch ist.

Dr. Shintani kam zu dem Schluss, dass die Raupen – Tabakwürmer, eine gefräßige Schädlingsart und Geißel der asiatischen Landwirtschaft – als Futter für andere Insekten nützlich sein könnten. „Es war fast ein Wunder“, dass sie nicht im Müll landeten, sagte er. Als er sich einige Tage später an sie erinnerte, hatte er etwa 50 erwachsene Motten und unerwarteterweise waren alle weiblich.

Aus einer Ahnung heraus züchtete er die Weibchen aus dem Gewächshaus mit männlichen Tabakmotten, die er in seinem eigenen Haus um die Lichter flattern sah. Die Gewächshausmotten hatten nur Töchter – und ihre auch Töchter und die Töchter ihrer Töchter. Über 13 Generationen der Nachkommen der Falter hatten nur drei Männchen.

Dr. Shintani und sein Kollege Dr. Kageyama erkannten schnell, dass sie es mit einem „Männermörder“ zu tun hatten.

Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass sich mikrobielle Anhalter, in der Regel Bakterien, im gallertartigen Zytoplasma von Insektenzellen ansiedeln können. Und durch einen Prozess, der noch nicht sehr gut verstanden ist, können diese Mikroben von der Mutter auf die Nachkommen übertragen werden.

Manchmal manipulieren diese mikrobiellen Symbionten die Fortpflanzung des Wirts. Aus der Sicht des Symbionten seien „Männchen nutzlos“, weil sie nicht zur Vermehrung der Mikrobe beitragen können, sagte Dr. Kageyama. Der Symbiont eliminiert sie also einfach. Der Bakterien Wolbachia kann die Geburt männlicher Schmetterlinge verhindern. Andere Bakterien töten sich entwickelnde Männchen, bevor sie schlüpfen, verringern so die Konkurrenz für die Weibchen und geben ihnen einen stärkenden Snack: die Eier, die ihre Brüder enthielten.

Dr. Shintanis Team stellte fest, dass Antibiotika die männertötende Wirkung bei den Nachkommen der Gewächshausmotte nicht ausschalteten, sodass Bakterien nicht dafür verantwortlich sein konnten. Die genetische Analyse ergab verräterische Anzeichen für einen Virus, der jedoch mit keinem jemals zuvor beobachteten männlichen Killer zu vergleichen war. Es wurden bisher nur zwei Viren dokumentiert, die Männer töten; Das von den japanischen Forschern gefundene Virus, das sie SlMKV nannten, scheint sich separat entwickelt zu haben.

Um zu bestätigen, dass der männliche Mörder tatsächlich ansteckend und vererbbar war, musste Dr. Shintani einige Tabakmotten entsaften. Er und sein Team vermischten die Körper von Puppen und erwachsenen Motten mit SlMKV und injizierten die resultierende Aufschlämmung in die Körper von nicht infizierten Puppen und Motten. Das hat den Zweck erfüllt – die nächste Generation bevorzugte stark die Weibchen, und in den folgenden Generationen verschwanden die Männchen ganz.

Weitere Experimente zeigten, wie viel Glück die Forscher hatten, diesen männlichen Mörder zu finden. Während kühles Wetter für Tabakwürmer tödlich sein kann, ist SlMKV anfällig für Hitze, und die Forscher fanden heraus, dass die Wirkung des Virus bei höheren Temperaturen nachließ und schließlich neutralisiert wurde. Das heimische Verbreitungsgebiet des Tabakwurms liegt in den subtropischen Teilen Chinas und Taiwans.

Die Wissenschaftler vermuten, dass das milde Klima im Zuhause der Raupe wie ein Dauerfieber wirkt und die männertötende Wirkung unterdrückt. Es war reiner Zufall, dass die milden Temperaturen in Japan in der „Goldlöckchen-Zone“, in der SlMKV aktiv ist, fielen und Wissenschaftler daher das Geschlechterungleichgewicht im Gewächshaus bemerken konnten.

Externe Experten sagen, die Entdeckung des Teams sei ein Zeichen dafür, dass virale Männerkiller häufiger vorkommen als erwartet. Und der Fund könnte Auswirkungen auf die Bekämpfung anderer wichtiger landwirtschaftlicher Schädlinge haben, mit denen der Tabakwurm eng verwandt ist, sagte Dr. Hurst.

Alles, was Forscher über männliche Killer herausfinden können, trägt dazu bei, die Suche nach dem heiligen Gral der Schädlingsbekämpfer voranzutreiben: einem „weiblichen Killer“, der bei der Bekämpfung invasiver Schädlinge oder krankheitsübertragender Arten wie Mücken helfen könnte.

Entsprechend Anne Duplouy, ein Evolutionsbiologe an der Universität Helsinki, der mikrobielle Symbionten in Insekten untersucht, wird dem Menschen die Zeit davonlaufen, von diesen temperaturempfindlichen Mikroben zu lernen. Mit dem Klimawandel, sagte sie, „werden wir wahrscheinlich viele dieser Wechselwirkungen verlieren“, bevor sie dokumentiert werden können.