Pheromone bei Poecilia reticulata
von Elen Koharian, 1996

Allgemein:

Der Zweck dieses Experiments ist es, die Existenz von Pheromonen in Poecilia reticulata (Guppy) nachzuweisen. Jedes der Tiere, vorher nach Geschlechtern getrennt, wurde in ein besonders konstruiertes Y-Gefäß (Y-maze=Y-Irrgarten; ps) gesetzt und hinsichtlich seiner Reaktion auf im Wasser enthaltene Pheromone beobachtet. Die gesammelten Daten zeigen, dass sich die Männchen vom Wasser aus dem Becken der Weibchen angezogen fühlen, was bedeutet, dass weibliche Pheromone darin vorhanden waren.
Aufgabenstellung:
Sind sich Sexual-Pheromone bei der Paarung der Guppies beteiligt, und wie reagieren die Tiere beider Geschlechter auf diese Hormone?
Hypothese:
Poecilia reticulata setzt Pheromone frei. Die Männchen dieser Gattung werden von den weiblichen Sexual-Pheromonen angezogen, die Weibchen reagieren nicht darauf.
Einleitung:
Was sind Pheromone? Pheromone wurden vor kurzem definiert als
„ … Substanzen, die von einem Individuum nach Außen abgegeben werden und von einem weiteren Individuum der gleichen Spezies empfangen werden … „, und die dafür bekannt sind, eine spezifische Reaktion hervorzurufen, wie Entwicklungsprozesse und bestimmtes
Verhalten (Karlson und Luscher, 1959).
Frühere Untersuchunge wurden durchgeführt, um herauszufinden, wie vermutete Pheromone
das Paarungsverhalten bei verschiedenen Fischgattungen beeinflussen. Ein Beispiel solcher Forschung ist die Arbeit von Peter W.Sorenson (1992) von der Universität von Minnesota, der
sagt, dass er verschiedene frühere Spekulationen nachgeprüft hat, dass Goldfische Sexual-Hormone absondern, welche wie bei anderen Fischen als Sexual-Pheromone wirken.
Ferner glaubt man, dass hormonelle Pheromone bei den meisten Fischarten in ihrer Komposition und Wirkungsweise sehr ähnlich sind (Sorenson, 1992).
Ein anderer Bezug (Zabludoff, 1995) sagt, dass Guppy-Männchen die Hälfte ihres Lebens mit dem Versuch verbringen, sich zu paaren, während im Gegensatz dazu die Weibchen es vorziehen, dieser Möglichkeit (encounter)auszuweichen. Das beruht auf der Tatsache, dass die Weibchen nach der Befruchtung mehr als einmal Werfen können, und sich deshalb mehr damit beschäftigen, gutes Futter für sich und ihre Eier zu finden, als sich zu paaren.
Sehr selten nur kann man ein Weibchen finden, dass tatsächlich an einer Paarung interessiert
ist. Dies erklärte man dann mit dem Alter des Weibchens; sie sei jung und unerfahren, vielleicht noch jungfräulich.
Viele persönliche Beobachtungen des Verhaltens von Guppies ließen bei mir die Neugier (Frage) entstehen, welcher Grund hinter ihrem Verhalten stünde. Warum versuchen die Männchen sich derart aggressiv zu paaren, und warum geben sie nie auf, selbst wenn sie ständig zurückgewiesen werden? Nach Prüfung einiger Literatur auf diesem Gebiet formulierte ich eine Hypothese und entwarf eine Test-Methode, die ich mit der Unterstützung meines Mentors, Eric Muehlbauer, prüfte.

Material und Methoden:

Es wurden folgende Materialien benutzt
Drei-Liter Wasserbecken
Dolomit-Kies
jeweils 3 Heizungen, Luftheber und Thermometer
Wasser
Plastikbinden
Y-Gefäß
Gitternetz
Plastikrohr
Poecilia reticulata (5 Männchen, 5 Weibchen)
Variablen:
Kontrolle: Wassertemperatur
chemische Zusammensetzung des Wassers (ausgenommen der von den Fischen
abgesonderten Stoffen)
Wasserinhalt der Becken
Variablen: Fische - es wurden bei jedem Versuch sowohl Männchen als auch Weibchen
eingesetzt
experimentelles Wasser – stammt sowohl aus dem Becken der Männchen als auch
aus dem der Weibchen

Experiments-Aufstellung:

--------- ---------- ----------
.................|.... W...... |...............|... K ...| ........| M ...|
................. ..... | ............. |... ...| ........| ... | ................. Weibchen-............Kontrol- ....... Männchen-Becken
...............1 \ .............. /2 ..............1 = Kontrollwasser
................... \ ............/ ..................2 = Experimentalwasser (männliches oder weibliches)
.....................\ ......... / ...................3 = bewegliche Barriere
......................\........./.....................4 = Subjekt
........................... |
........................... |
............................|..3
........................4..|


Der Aufbau beinhaltet drei Wasserbecken von gleicher Größe. Die Becken wurden in einer Höhe von 5,08 cm (2 inches) bis zum Rand des Beckens mit Wasser gefüllt. Um die Wasserverdunstung zu reduzieren wurden die Becken mit Plastik-Deckel (wrap) bedeckt.
Wenn es notwendig wurde, Wasser während des Experiments zu erneuern, wurde Frischwasser zugefügt. So wurde der Wasserspiegel konstant gehalten. Auf den Boden der Becken wurden gleiche Mengen Dolomit-Kies getan. Mit den Heizungen und Thermometern wurde die Wassertemperatur in allen Becken konstant gehalten. Die Becken wurden Anfang März 1996 eingerichtet und zweiWochen waren für die Stabilisierung der Temperatur und des ph-Wertes vorgesehen.
Der zweite Schritt diente der Einführung der Variablen – die Fische wurden in die seperaten Becken verbracht. Fünf Männchen kamen in ein Becken, und fünf Weibchen kamen in ein zweites Becken. In das dritte Becken kamen keine Guppies; es sollte als Kontroll-Becken dienen. Um mögliche Fehler auszuschließen, bzw. die Variablen zu beeinflussen, wurden dem Wasser keinerlei Chemikalien zugesetzt. Den Guppies wurde ein Monat Zeit gegeben, um sich an die neue Umgebung zu gewöhnen.
Ich begann die Versuchsreihe im Mai. Das gesamte Testverfahren wurde in zwei Wochen durchgeführt. Jeden Tag wurden zwei Versuche durchgeführt, und die Ergebnisse wurden festgehalten. Die Details der Prozedur werden unten für jeden der 20 Versuche beschrieben:
Das Y-Becken (maze=Irrgarten) wird nahe zu den Becken auf einem niedrigeren Standort
plaziert. Dann wird es mit Wasser aus dem Kontrollbecken gefüllt. Das Netz wird ungefähr 7,62 cm (3 inches) vom Ende des Versuchsbeckens angebracht. Mit sauberen Leitungen derselben Länge wird nun Wasser direkt zum Versuchsbecken befördert. Im Endeffekt fließt nun Wasser des Kontrollbecken aus dem einen Arm des Y`s und Experimentalwasser aus dem anderen. Nun wird ein einzelner Fisch – das Subjekt – hinter das Netz gegenüber der Y-Gabelung plaziert. Sobald der Guppy sich beruhigt hat, wird das Netz entfernt. Der Guppy kann nun seinen Weg wählen. Sein Verhalten wird festgehalten. Ein weiteres Subjekt wird, nachdem das Wasser ausgewechselt und das Y-Becken gespült wurde, dergleichen Prozedur unterzogen. Bei jedem Versuch wird neues Wasser benutzt.

Anmerkung:

Das Experimentalwasser kommt aus dem Becken eines Fisches vom entgegengesetzten Geschlecht.
Nach Durchführung von 20 Experimentsversuchen wurden folgende Beobachtungen gemacht:
1. In 9 von 10 Versuchen wählte der männliche Guppy den Weg, auf dem die weiblichen Pheromone vermutet (von der Versuchsleitung; ps) wurden.
2. Ein Guppy wählte keinen Weg – er verblieb am Ende des Versuchbeckens.
3. In 9 von 10 Versuchen wählten die Weibchen den Weg mit dem Kontroll-Wasserfluss.
4. Ein Weibchen wählte den Weg mit dem männlichen Wasserfluss.

Versuch
Männliche Antwort auf weibliche Pheromone
1 wählte Weg der weiblichen Pheromone
2 wählte Weg der weiblichen Pheromone
3 wählte nicht den Weg, verblieb unbeweglich
4 wählte Weg der weiblichen Pheromone
5 wählte Weg der weiblichen Pheromone
6 wählte Weg der weiblichen Pheromone
7 wählte Weg der weiblichen Pheromone
8 wählte Weg der weiblichen Pheromone
9 wählte Weg der weiblichen Pheromone
10 wählte Weg der weiblichen Pheromone

Versuch
Weibliche Antwort auf männliche Pheromone
1 wählte den Weg mit Kontrollwasser
2 wählte den Weg mit Kontrollwasser
3 wählte den Weg mit Kontrollwasser
4 wählte den Weg mit Kontrollwasser
5 wählte den Weg mit Kontrollwasser
6 wählte den Weg mit Kontrollwasser
7 wählte den Weg der männlichen Pheromone
8 wählte den Weg mit Kontrollwasser
9 wählte den Weg mit Kontrollwasser
10 wählte den Weg mit Kontrollwasser

Weibliche Antwort auf männliche Pheromone:
Keine Antwort 90.0 %
Antwort 10.0 %

Männliche Antwort auf weibliche Pheromone:
Antwort 90.0 %
Keine Antwort 10.0 %

Schlußfolgerungen:

Zusammengefaßt, die beobachteten Ergebnisse des Experiments koinzidieren mit den
hypothetischen Ergebnissen, ungeachtet eventueller kleinerer experimenteller Fehler.
Unsere Vermutung über das Vorhandensein von Sexual-Pheromonen beim Paarungsverhalten der Guppies hat sich als korrekt herausgestellt.
Poecilia reticulata, wie auch andere Fische, sondert Hormone ab, die als Sexual-Pheromone dergestalt wirken, dass die Männchen dieser Spezies von den Weibchen angezogen werden.
In anbetracht der Tatsache, dass Guppies harmlos und potentiell verteidigungslos sind gegen Raubfische, glaube ich, dass es für diese Spezies nützlich (segensreich) ist, sich massenhaft zu vermehren. Deswegen glaube ich, dass die Sexual-Pheromone bei dem Paarungsprozess von Poecilia reticulata wichtig sind, da sie die Männchen ständig veranlassen, sich den Weibchen zuzuwenden und diese ständig zur Paarung zu stimulieren.
Referenzen:
Karlso, P., M. Luscher, 1959, „ Pheromones“
Sorenson, Peter, 1992
Zabludoff, Marc, 1995, „Guppies that don`t get it“

(übersetzt: Peter Schaffarth)