Der Giebel ist eine besonders erfolgreiche invasive Fischart in Europa. Dies geht vor allem auf seine Fähigkeit der ungeschlechtlichen Vermehrung zurück. Erstmals wurde nun das vollständige Genom des Giebels entschlüsselt und die Forscher der Universität Innsbruck und des IGB Berlin verstehen nun deutlich besser, wie sich Giebel genau vermehren. Spermien-Parasitismus ist dabei entscheidend.
Der in Europa invasive Giebel (Carassius gibelio) ist ein Goldfischverwandter und stammt aus Asien. Er konkurriert in heimischen Gewässern vor allem mit der Karausche, mit der er den gleichen Lebensraum teilt, aber auch mit anderen Karpfenfischen. Anders als die Karauschen Rogner, benötigen die weiblichen Giebel allerdings keine Milchner zur Vermehrung und haben somit einen entscheidenden Vorteil.
Durch Spermien-Parasitismus zum Erfolg
Stattdessen setzen die Giebel auf die Spermien anderer Cypriniden, um die Entwicklung ihrer Embryonen anzutriggern, ohne dass dabei Erbmaterial genutzt wird. Dazu teilen sie das Laichspiel der anderen Karpfenfische und lassen ihre Eier von den Milchnern befruchten. Sie nutzen also die Spermien anderer Arten ohne Gegenleistung – ein sogenannter Spermien-Parasitismus. Bei der spermienabhängige Jungfernzeugung werden die Giebel Eizellen durch die fremden Spermien zur Teilung angeregt. Anschließend wird das fremde Erbmaterial eliminiert. Somit handelt es sich bei allen Nachkommen um identische Klone des Giebelrogners. Aus diesem Grund sind Giebelbestände fast ausschließlich weiblich. Die rein weibliche Fortpflanzung ermöglicht es den Giebeln, neue Lebensräume sehr schnell zu besiedeln, was ihnen einen entscheidenden Vorteil gegenüber den heimischen Karpfenfischen bietet.
Entstehung der unisexuellen Vermehrung
Arten wie der Giebel können entstehen, wenn durch Kreuzung verwandter Arten Lebewesen mit mehr als 2 Chromosomensätzen entstehen, sogenannte Polyploide. Polyploide Fische, Reptilien und Amphibien sind dabei, anders als Vögel oder Säugetiere, oft lebensfähig. Vermehren sie sich, entsteht eine neue Art. Der Giebel besitzt sogar 6 Chromosomensätze und ist damit hexaploid. Entstanden ist er durch mehrere Kreuzungen verschiedener artverwandten Arten. Dabei ist es irgendwann zu Problemen bei der Bildung und Verschmelzung von Keimzellen gekommen, was die unisexuelle Vermehrungsstrategie ausgelöst hat.
Giebel wachsen zu beachtlichen Größen ab.
Erstmals hexaploides Genom entschlüsselt
Das Forschungsteam konnte das Giebel Genom nun vollständig entschlüsseln und in einzelne Chromosomensätze zerlegen. Insgesamt besteht das Genom des Giebels aus 150 Chromosomen, mehr als dreimal so viele wie beim Menschen. Erstmals wurde damit das vollständige Erbgut eines hexaploiden Tieres beschrieben, eine hochkomplexe bioinformatische Herausforderung. Dies ermöglicht es erstmals, die gesamte Genomstruktur des Giebels samt seiner komplizierter Entstehungsgeschichte zu verstehen.
Fazit für Hege
Durch die neuen Erkenntnisse zu den genetischen Abläufen bei der Vermehrung des Giebels eröffnen sich erstmals Wege, um diese invasive Fischart besser zu verstehen und die ökologisch problematische Art aus naturschutzfachlicher Sicht zu managen. Auch in vielen Angelgewässern sind Giebel sehr verbreitet, während Karauschen deutlich zurückgehen. Die Grundlagenforschung kann dabei helfen, praxistaugliche Maßnahmen zum Giebel-Managment zu entwickeln, die Angelverein im Rahmen der Hege umsetzen können, um die Giebelbestände einzugrenzen.
Zur Pressemitteilung des IGB
Zur Studie: Equilibrated evolution of the mixed auto-/allopolyploid haplotype-resolved genome of the invasive hexaploid Prussian carp.
