28.03.2019: Sexuell übertragene Infektionen wurden bislang vor allem bei Haustieren und wenigen käfiggehaltenen Wildtierarten bestätigt. Eine experimentelle Bestätigung in der freien Wildbahn gab es dagegen noch nicht. Forschenden der Vetmeduni Vienna und aus Frankreich gelang dies nun erstmals in einer Dreizehenmöwen-Population, indem sie bei Männchen den Samenfluss mit einem einfachen Ringaufsatz an der Kloake blockierten. Ohne diesen „Keuschheitsgürtel“ infizierten sich Weibchen mit einem neu entdeckten bakteriellen Erreger, mussten in Folge viel mehr in die Fortpflanzung investieren und hatten einen geringeren Reproduktionserfolg als „geschützte“ Tiere.

Sexuell übertragbare Infektionen können bei Wirbeltieren unter anderem zu Unfruchtbarkeit oder reduziertem Bruterfolg und damit zu einer Reduktion oder einem Verlust des Beitrags zum Genpool in einer Population führen. Es überrascht daher, dass die sexuelle Übertragung von Erregern und die evolutionsökologischen Folgeschäden bei wildlebenden Wirbeltierpopulationen experimentell bislang nicht untersucht wurden.

Forschende der Vetmeduni Vienna bestätigten nun erstmals in einer in der Fachzeitschrift The Biological Journal of the Linnean Society veröffentlichten Studie die sexuelle Übertragung von Erregern und die Konsequenzen für die Reproduktion, indem sie bei Männchen einer Wildpopulation von Dreizehenmöwen die Besamung unterbanden. Mit einem einfachen experimentellen Aufbau und DNS-Sequenzierung zeigten sie, dass ein pathogener Bakterienstamm bei der Paarung über das Ejakulat übertragen wurde und zu einem reduzierten Bruterfolg führte, der mit großem Aufwand, und langfristig womöglich auch auf Kosten der eigenen Überlebensdauer, kompensiert werden musste.

Männlicher „Keuschheitsgürtel“ beweist sexuelle Übertragung von bakteriellen Erregern

Das Forschungsteam um Richard H. Wagner vom Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung und der Universität Toulouse, Frankreich, fing dazu 70 zufällig ausgewählte Pärchen einer Wildkolonie der Möwenart in Alaska. Von diesen entnahmen sie Proben der mikrobiellen Fauna aus den Kloaken der Vögel. Anschließend brachten sie an der Kloake von 33 der gefangenen Männchen einen einfachen Ringaufsatz an, der die Samenabgabe blockierte. Die übrigen Männchen wurden mit einem Kontrollaufsatz ausgestattet. Nach der ersten Eiablage wurden die Aufsätze entfernt und die Probenabnahme bei allen Tieren wiederholt.

„Der einfache Plastikring um die Kloake der Männchen der experimentellen Gruppe, der von uns schon in einer vorangegangenen Studie entwickelt und getestet wurde, wirkt im Prinzip wie ein die Samenabgabe blockierender Keuschheitsgürtel. Mit den vor und nach dieser Maßnahme entnommenen Proben der mikrobiellen Kloakenfauna ergibt sich dann bei der Analyse im Vergleich mit der Kontrollgruppe im besten Fall ein Ausschlussprinzip“, erklärt Richard Wagner. „Pathogene Bakterienstämme, die man nach der Paarung in beiden Geschlechtern der Kontrollgruppe findet, in der experimentellen Gruppe jedoch nur bei den Männchen, deuten auf eine sexuelle Übertragung hin. Wenn also die Männchen die Stämme X, Y sowie Z und die Weibchen nur Z zeigen, dann konnten wir bei den weiblichen Tieren den Verlust von Z bei der Paarung mit blockiertem Samenfluss bestätigen. Das bedeutet, dass Stamm Z auf ein Weibchen über das Ejakulat übertragen wird und dass ihn diese ohne weitere Besamung aber wieder loswerden können. Damit kann eine Übertragung dieses Pathogens über andere Wege, etwa bei Paarungsritualen wie gegenseitigem Füttern oder über das gemeinsame Nest ausgeschlossen werden.“

Die Sequenzanalyse einer speziellen Region der ribosomalen RNA der von beiden Gruppen entnommenen Kloakenproben bestätigte darüber hinaus die Verwandtschaft der sexuell übertragenen Bakterien zu zwei Stämmen der sogenannten Corynebakterien, die auch in der Humanmedizin als Erreger von Geschlechtskrankheiten bekannt sind. Die unterbundene Besamung verhinderte die Übertragung dieses Erregers mit der Bezeichnung C34, der neben anderen geschlechtskrankheitlichen Merkmalen auch mit einer schlechten Brutaufzuchtquote assoziiert werden kann.

Molekulare Analyse bestätigt Einfluss sexuell übertragener Infektion auf den Reproduktionserfolg

Um die Auswirkungen eines sexuell übertragenen Infekts auf die individuelle Fitness der Weibchen letztlich abschätzen zu können, wurden weitere Proben von je über 170 Dreizehenmöwenweibchen und -männchen genommen und analysiert. Zusätzlich wurden die Gelege und der Aufzuchterfolg beobachtet. „Die von einer sexuell übertragenen Infektion betroffenen Vogelweibchen hatten zwar einen ähnlichen Reproduktionserfolg, allerdings begannen sie früher Eier zu legen und hatten größere Gelege“, beschreibt Wagner die Analyse- und Beobachtungsergebnisse. „Diese Tiere mussten daher eine für ihre eigene Fitness letztlich recht „kostspielige“ Strategie verfolgen, die mit einem wesentlich größeren Reproduktionsaufwand verbunden war, um die Benachteiligung durch einen Infekt kompensieren zu können.“

Der erhöhte Reproduktionsstress durch die sexuell übertragenen und krankheitserregenden Bakterien könnte dementsprechend auch einen Selektionsprozess hinsichtlich der Abwehrmechanismen bei den weiblichen Vögeln zur Folge haben. Diese ko-evolutionäre Dynamik zwischen sexuell übertragener Infektion und dem tierischen Wirt könnte außerdem zu bislang unerforschten Anpassungsstrategien und -mechanismen geführt haben, die sowohl aus biologischer, etwa im Zusammenhang mit der Physiologie, der Morphologie oder dem Paarungsverhalten, als auch veterinär- und letztlich humanmedizinischer Sicht von Interesse sein können. „Wir hoffen, dass unsere Studie, mit der wir die Realisierbarkeit der Erforschung sexuell übertragbarer Infektion in einem natürlichen Habitat effektiv demonstrieren konnten, einen Anstoß für weitere Forschung auf diesem Gebiet darstellt“, so Wagner.

Der Artikel „Experimental evidence of a sexually transmitted infection in a wild vertebrate, the black-legged kittiwake (Rissa tridactyla)” von Wouter F. D. Van Dongen, Joël White, Hanja B. Brandl, Sarah Leclaire, Scott A. Hatch, Étienne Danchin und Richard H. Wagner wurde in The Biological Journal of the Linnean Society veröffentlicht.