Geschlechtsspezifische Gene steuern das Gehör der Malariamücke

Die Partnersuche ist bei vielen Tierarten ein komplexes Zusammenspiel aus Sinneswahrnehmung, Verhalten und genetischer Steuerung. Eine neue Studie von Su et al. (2025) wirft einen faszinierenden Blick auf die Sexualbiologie der Malariamücke Anopheles gambiae [1]. Sie zeigt, wie ein einzelnes Gen, das sogenannte "doublesex" (dsx), nicht nur die Fortpflanzungsorgane, sondern auch das Gehör formt und so beeinflusst, wie Männchen ihre Partnerinnen finden.

Anopheles gambiae (Foto: CDC/James Gathany)

Geschlechtsdimorphismus im Gehör

Bei Malariamücken sind die Unterschiede zwischen den Geschlechtern besonders auffällig im Gehörorgan, dem sogenannten Johnston-Organ in den Antennen. Männchen besitzen eine deutlich größere Zahl an Nervenzellen und ein feineres Netzwerk an Nervenverbindungen als Weibchen. Diese hochsensible Ausstattung erlaubt es ihnen, den charakteristischen Flügelschlag der Weibchen selbst in großen Schwärmen zu orten. Dies stellt eine Überlebensstrategie in einem Umfeld dar, in dem die Partnerfindung oft ein Wettrennen gegen andere Männchen ist. Weibchen dagegen hören zwar ebenfalls, ihre Hörorgane sind aber einfacher aufgebaut und zeigen weniger komplexe neuronale Verbindungen. Warum das so ist, bleibt ein spannendes Rätsel der Sexualbiologie, das nun durch die genetischen Analysen von dsx ein Stück weit gelöst wird.

Die genetische Schaltzentrale

Das doublesex-Gen ist ein zentraler Akteur in der Geschlechtsentwicklung von Insekten. Es produziert zwei Isoformen: dsxM für Männchen und dsxF für Weibchen. Diese Varianten steuern nicht nur die Bildung der Fortpflanzungsorgane, sondern auch sekundäre Geschlechtsmerkmale wie die Anatomie des Gehörs. Die Studie von Su und Kollegen zeigt eindrucksvoll, dass dsx wie ein Schalter wirkt, der eine ganze Kaskade von Entwicklungsprozessen anstößt. Es verbindet so primäre Funktionen wie die Spermienbildung mit sekundären (aber für die Fortpflanzung ebenso wichtigen) Eigenschaften wie der akustischen Partnererkennung. Dieser Mechanismus illustriert, wie eng Physiologie und Anatomie mit dem Sexualverhalten verknüpft sind.

Wenn Weibchen "männlich hören"

Indem die Forscher die weibliche Isoform dsxF gezielt ausschalteten, konnten sie erstmals nachvollziehen, wie tief dieses Gen in die Entwicklung des Gehörs eingreift. Die veränderten Weibchen entwickelten Ohren, die teilweise männliche Merkmale aufwiesen. Sie waren größer, enthielten mehr Nervenzellen und reagierten empfindlicher auf die höheren Frequenzen, die für den männlichen Partnerfindungsprozess entscheidend sind. Dennoch war die Vermännlichung nicht vollständig. Ein Schlüsselmerkmal männlicher Mückenohren, die sogenannten selbstangeregten Schwingungen (Self-Sustained Oscillations; SSOs), trat bei diesen Weibchen nicht auf. SSOs sind winzige, aktive Schwingungen des Gehörorgans, die es Männchen ermöglichen, die Fluggeräusche der Weibchen besonders stark zu verstärken. Diese Ergebnisse belegen, dass dsxF zwar eine entscheidende Rolle spielt, aber für ein vollständiges männliches Hörprofil weitere genetische Faktoren notwendig sind.

Molekulare Verbindung zwischen Hören und Fortpflanzung

Eines der faszinierendsten Ergebnisse dieser Arbeit ist der Nachweis, dass die genetische Grundlage des Hörens und der Spermienbeweglichkeit teilweise identisch ist. Sowohl die Sinneszellen im Gehörorgan als auch die Spermien nutzen sogenannte Zilien (bewegliche Fortsätze auf den Zellen), um Schwingungen zu erzeugen oder Bewegungen auszuführen. Die Forscher identifizierten zahlreiche Gene, die in beiden Geweben aktiv sind und unter anderem den Aufbau und die Beweglichkeit dieser Zilien steuern. Dieses Ergebnis zeigt eindrucksvoll, wie evolutionär effizient genetische Systeme genutzt werden. Ein und dieselbe molekulare Maschinerie wird sowohl für die akustische Partnererkennung als auch für den Fortpflanzungserfolg eingesetzt. Es ist ein Paradebeispiel dafür, wie eng die verschiedenen Ebenen der Sexualbiologie miteinander verflochten sind.

Perspektiven für die Mückenkontrolle

Die Erkenntnisse dieser Studie sind nicht nur für die sexualbiologische Grundlagenforschung bedeutsam, sondern auch für die Entwicklung neuer Strategien zur Bekämpfung der Malariamücke. Da Männchen ihr Gehör zwingend benötigen, um Weibchen zu finden und sich fortzupflanzen, könnten gezielte Eingriffe in die dsx-abhängigen Gene gleich zwei Effekte haben: Sie würden sowohl die Fortpflanzungsfähigkeit durch unbewegliche Spermien als auch die akustische Partnerfindung der Männchen stören. So ließen sich Populationen in betroffenen Regionen gezielt dezimieren, um die Ausbreitung der Malaria einzudämmen. Die Arbeit von Su und Kollegen liefert damit nicht nur einen tiefen Einblick in die faszinierende Welt der Sexualbiologie, sondern auch einen wertvollen Ansatzpunkt für den praktischen Einsatz moderner Gentechnik im Kampf gegen eine der gefährlichsten Krankheiten der Welt.

Quellen

[1] Matthew P. Su, Marcos Georgiades, Marta Andrés, Jason Somers, Judit Bagi, YuMin M. Loh, Yifeng Y.J. Xu, Kyros Kyrou, Andrea Crisanti, Joerg T. Albert, Using a female-specific isoform of doublesex to explore male-specific hearing in mosquitoes, iScience, 2025, 113330, ISSN 2589-0042, https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113330.