Mütterliche Vererbung primärer Geschlechtsverhältnisse bei der dunkelflügeligen Pilzmücke Lycoriella ingenua

Warum winzige Fliegen und ihre Familien wichtig sind

Bei den meisten Tieren wird das Geschlecht eines Jungtieres bereits bei der Befruchtung durch die vererbten Chromosomen festgelegt, was zu etwa gleichen Anteilen von Söhnen und Töchtern führt. Die dunkelflügeligen Pilzmücken durchbrechen diese Regel jedoch auf spektakuläre Weise. Diese winzigen Fliegen, die beispielsweise Pilzfarmen befallen können, bringen manchmal Gelege hervor, die fast ausschließlich aus Söhnen oder fast ausschließlich aus Töchtern bestehen. In dieser Studie wird eine solche Art, Lycoriella ingenua, untersucht, um herauszufinden, warum ihre Geschlechterverhältnisse so ungewöhnlich sind, ob diese Muster in Familien weitergegeben werden und ob die Temperatur das Verhältnis von Söhnen zu Töchtern beeinflussen kann.

Eine seltsame Art zu entscheiden, wer als Männchen oder Weibchen geboren wird

Bei Lycoriella ingenua sind die üblichen Regeln der Chromosomenvererbung auf den Kopf gestellt. Männchen tragen nur die Chromosomen, die sie von ihren Müttern erhalten haben, und wenn sie Spermien produzieren, enthält jede Samenzelle zwei Kopien des X-Chromosoms statt einer. Befruchten diese Spermien eine Eizelle, beginnt der Embryo mit drei X-Chromosomen. Früh in der Entwicklung, bevor der Embryo seine eigenen Gene aktiviert, werden entweder eines oder zwei dieser X-Chromosomen verloren. Der Verlust eines X ergibt ein Weibchen; der Verlust von zwei ergibt ein Männchen. Weil dieses Chromosomenausscheiden durch Moleküle gesteuert wird, die die Mutter in ihre Eier einbringt, haben Mütter das Potenzial, zu beeinflussen, wie viele Söhne und Töchter sie produzieren.

Familien mit sehr unterschiedlichen Mischungen aus Söhnen und Töchtern

Die Forschenden sammelten Pilzmücken auf einer Pilzfarm in Schottland und gründeten Dutzende „Isofemalen-Linien“, von denen jede von einem einzigen verpaar­ten Paar abstammte. Sie verfolgten diese Familienlinien über bis zu vier Generationen und zählten sorgfältig die Anzahl männlicher und weiblicher Nachkommen in jedem Gelege. Die Ergebnisse zeigten extreme Variation: Manche Gelege waren rein männlich, manche rein weiblich, und viele lagen irgendwo dazwischen. Über alle Gelege hinweg war der Mittelwert nur leicht männlich geneigt, doch die Streuung war viel größer, als zu erwarten wäre, wenn das Geschlecht rein zufällig entschieden würde, was auf zugrundeliegende biologische Kontrolle statt auf reines Glück hinweist.

Geschlechterverhältnisse, die in Familien weitergegeben werden

Um zu prüfen, ob diese ungewöhnlichen Geschlechterverhältnisse vererbbar sind, verglich das Team Mütter mit ihren Töchtern und konzentrierte sich auf Fälle, in denen die Töchter mit ihren Brüdern gepaart worden waren, damit die familiären Hintergründe ähnlich blieben. Töchter stark männlich geneigter Mütter tendierten im Mittel dazu, ebenfalls männlichere Gelege zu produzieren, und Töchter eher weiblich geneigter Mütter brachten tendenziell mehr Töchter hervor. Geschwister derselben Familie hatten außerdem ähnlicheres Geschlechterverhältnis als nicht verwandte Weibchen. Diese Muster deuten auf eine genetische, mütterlich kontrollierte Komponente hin, die beeinflusst, welcher Anteil der Embryonen in Richtung Sohn oder Tochter gelenkt wird — vermutlich durch mehrere gemeinsam wirkende Gene und nicht durch einen einfachen Ein-Aus-Schalter.

Prüfung, ob die Temperatur das Gleichgewicht kippt

Frühere Arbeiten an verwandten Mückenarten deuteten darauf hin, dass die Temperatur während der Entwicklung der Mutter das Geschlechterverhältnis ihrer Nachkommen beeinflussen könnte. Um das zu untersuchen, züchteten die Autorinnen und Autoren die sich entwickelnden Fliegen während der Puppenphase, wenn die Eibildung stattfindet, bei drei Temperaturen — 12 °C, 18 °C und 25 °C — und brachten anschließend alle Nachkommen wieder auf 18 °C, um dann Männchen und Weibchen zu zählen. Während extreme Temperaturen, besonders die Kältebehandlung, die Gesamtsterblichkeit erhöhten und scheinbar die Männchen etwas stärker trafen, änderte sich der Anteil von Söhnen und Töchtern über die Temperaturen hinweg nicht in einer konsistenten oder statistisch bedeutsamen Weise. In dieser Art, zumindest im getesteten Bereich, scheint die Temperatur kein wichtiger Treiber der verzerrten Geschlechterverhältnisse zu sein.

Was das für das Verständnis von Geschlecht und Evolution bedeutet

Diese Arbeit zeigt, dass bei Lycoriella ingenua der Anteil von Söhnen und Töchtern in einem Gelege ein variables, vererbbares Merkmal ist, das von den Genen der Mutter geformt wird und nicht ein festes 50:50-Ergebnis. Die Temperatur spielt nur eine geringe Rolle, wenn überhaupt, bei der Verschiebung dieses Gleichgewichts. Für Nicht-Spezialisten ist die zentrale Idee, dass das Geschlecht bei diesen Fliegen nicht einfach dadurch entschieden wird, mit welchen Chromosomen ein Embryo beginnt, sondern dadurch, wie viele X-Chromosomen der Embryo verliert — etwas, das durch genetische Instruktionen bestimmt wird, die die Mutter anlegt. Das macht die dunkelflügelige Pilzmücke zu einem kraftvollen Modell, um komplexere, multigenetische Systeme der Geschlechtsbestimmung zu erforschen, und hilft Biologen zu verstehen, wie ungewöhnliche Geschlechterverhältnisse in der Natur entstehen, auch bei Arten, die Landwirtschaft und Ökosysteme beeinflussen.

Zitation: Shlyakonova, M., Monteith, K.M., Ross, L. et al. Maternal inheritance of primary sex ratios in the dark-winged fungus gnat Lycoriella ingenua. Heredity 135, 113–119 (2026). https://doi.org/10.1038/s41437-026-00821-0

Schlüsselwörter: Geschlechtsbestimmung, Pilzmücken, Geschlechterverhältnis, Mütterliche Effekte, polygenische Merkmale