Pettersen, A. K., C. R. White, R. J. Bryson-Richardson & D. J. Marshall (2018): Does the cost of development scale allometrically with offspring size? – Functional Ecology 32: 762-772; DOI: 10.1111/1365-2435.13015.

Geht der Entwicklungsaufwand einher mit einer allometrischen Größenzunahme bei den Nachkommen?

Bei vielen Arten ist es so, dass größere Nachkommen eine bessere Fitness zeigen. Während das Auftreten einer Beziehung zwischen Nachkommensgröße und Fitness canonisch in der Lebensverlaufstheorie ist sind die Mechanismen die dafür verantwortlich sind, dass diese Beziehung existiert völlig unklar. Die Zusammenführung der Metabolismustheorie mit der Lebensverlaufstheorie kann eine allgemeine Erklärung dafür bieten warum größere Nachkommen sich besser durchschlagen als kleinere. Bei vielen Spezies sind es die Energiereserven die am Ende der Entwicklung noch vorhanden sind der Grund für die Unterschiede, die man bei der Fitness der Nachkommen beobachtet. Die Entwicklung ist teuer und somit ist jeder Faktor, der den Energieaufwand während der Entwicklung reduziert, hilfreich um höhere Energiereserven übrig zu haben die der Fitness der Nachkommen dienlich sein können. Die Metabolismustheorie sagt voraus, dass größere Nachkommen niedrigere Metabolismusraten haben sollten und somit mit höheren Energiereserven das Licht der Welt erblicken (vorausgesetzt, dass die Entwicklungszeit konstant bleibt). Die höhere Entwicklungseffizienz in größeren Nachkommen könnte deshalb der Grund dafür sein, dass die Beziehung zwischen Nachkommensgröße und Nachkommensfitness erhalten bleibt. Allerdings wurde das nie für eine Spezies ausgetestet. Um nun zu ermitteln wie die Energiekosten für die Entwicklung im Bezug zur Nachkommensgröße stehen maßen wir den Energieverbrauch während der Entwicklung in einem Modellorganismus Danio rerio über eine Spannbreite der natürlich vorkommenden Nachkommensgrößen. Wir bestimmten ebenso wie die Nachkommensgröße sich auf die Länge der Entwicklungsperiode auswirkt. Anschließend überprüften wir wie die Schlüpflingsgröße und die Körperkondition der Schlüpflinge mit ihrer Körpergröße in Bezug stehen. Wir fanden, dass größere Schlüpflinge eine niedrigere massenspezifische Metabolismusrate während der Entwicklung aufweisen sich aber mit der gleichen Geschwindigkeit wie kleinere Schlüpflinge entwickeln. Die größeren Schlüpflinge schlüpfen bei schwererem Gewicht und mit einer besseren Körperkondition als die kleineren. Somit könnte es zutreffen, dass die relativen Energiekosten für die Entwicklung mit zunehmender Nachkommengröße sinken was dafür spricht, dass es sich dabei um eine für viele Organismen geltende Regel handelt die erklärt warum größere Nachkommen fitter sind als kleinere.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Nun diese Arbeit beschreibt Befunde die an einem Modellorganismus nämlich dem Zebrabärbling erarbeitet wurden. Dennoch finde ich die Fragestellung auch in Bezug auf Schildkröten interessant, denn auch für diese wird häufig Schlüpflingsgröße mit besserer Fitness oder Überlebensvorteilen gleichgesetzt. Allerdings die Daten die das belegen sind nie richtig untersucht worden, denn Schildkrötenschlüpflingsfitness wird meist nur mit der Umkehrreaktion aus Rückenlage getestet und lieferte aus meiner Sicht nie wirklich zuverlässige Befunde. Denn Fitness kann viele Aspekte haben und wird durch viele Umweltfaktoren bestimmt. Wenn es ums Überleben nach dem Schlupf oder besser nachdem Verlassen des Nests geht kann zum Beispiel das Vorhandensein sehr vieler kleiner schmaler Höhlen auch den kleineren Schlüpflingen einen Überlebensvorteil verschaffen während Größe eher die Anzahl der möglichen Beutegreifer erniedrigt (siehe O'Brien et al., 2005). Allerdings Dotterreserven für jene Arten deren Nachkommen nachdem Schlupf im Nest überwintern müssen oder die die Schlüpflinge im Nest bis zum Einsetzen der Regenzeit noch über eine ungewisse Zeitspanne ernähren müssen sind da schon sehr viel wesentlicher was die Fitness und Überlebenssicherung anbetrifft. Ja und für letzteres haben wir nur wenige Anhaltspunkte (Daten, siehe Chelonia-science, Stichwort Dotterreserven). Auch die Frage nach den Vitaminreserven in Bezug auf die Versorgung von Schlüpflingen in der Tierhaltung sind da nur unzureichend geklärt und selbst in den guten neuen Lehrbüchern zur Reptilien und Schildkrötenveterinärmedizin werden noch immer die alten Literaturangaben von Frye aus dem vorigen Jahrhundert zitiert die davon ausgehen, dass die Vitaminreserven die noch aus dem mütterlichen Dotter stammen nachdem sechsten Monat aufgebraucht sind. Insofern sollte uns diese Arbeit zwar daran erinnern, dass es so etwas wie allgemeingültige Erklärungen geben kann, dass wir aber in Bezug auf unsere Schildkröten zumindest mehr Erkenntnisse bräuchten um diese Theorien auch auf artspezifische Weise für die Gesunderhaltung oder für das Arterhaltungsmanagement nutzen können.

Literatur

O’Brien, S., B. Robert & H. Tiandray (2005): Hatch size, somatic growth rate and size-dependent survival in the endangered ploughshare tortoise. – Biological Conservation 126 (2): 141–145 oder Abstract-Archiv.

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