Im letzten Jahr stellte ich überrascht fest, dass sich meine weibliche Mandarinente in ein Männchen verwandelte. Selbst als promovierter Zoologe, der seit seinem 10. Lebensjahr Vögel in einer Voliere hält, hatte ich keine Ahnung, dass so etwas passieren kann, also begann ich nachzuforschen, und es stellte sich heraus, dass die Art und Weise, wie Vögel ihr Geschlecht ausdrücken, eine teuflisch komplexe Angelegenheit ist.
Mandarinenten sind eine kleine baumbrütende Entenart, die ursprünglich aus China stammt.
Sie werden in Großbritannien seit Jahrzehnten in Gefangenschaft gehalten, nachdem Vogelpfleger von dem unglaublichen Brutgefieder der Männchen begeistert waren.
Dieses Gefieder ist ein sekundäres Geschlechtsmerkmal der Männchen und hängt von der Jahreszeit ab, wobei sich die Männchen im Herbst in eine weibchenähnliche, mattbraune Färbung mausern.
Mein Weibchen, das in meiner Voliere glücklich mit einem männlichen Mandarin verpaart war, widersetzte sich diesem Trend und ließ sich männliche Federn wachsen. Was ist passiert?
Um herauszufinden, was tatsächlich passiert ist, ist es wichtig zu wissen, was ein Männchen und ein Weibchen ausmacht.
Wir haben Mandarin-Enten untersucht, nachdem Du aus Singapur uns gefragt hatte: „Warum haben wir Männchen und Weibchen?“ Wenn du eine wissenschaftliche Frage hast, die BBC CrowdScience untersuchen soll, melde dich über das untenstehende Formular.
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Man könnte meinen, dass Geschlechtsmerkmale – das Vorhandensein eines Penis, von Brustdrüsen oder eines bunten Gefieders – über Männchen und Weibchen entscheiden, aber wenn es um das Geschlecht geht, ist die Größe alles.
Die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt fast immer durch die Kombination einer großen und einer kleinen Zelle, die jeweils die Hälfte der üblichen genetischen Informationen von zwei Individuen derselben Art enthalten.
Ein Männchen ist einfach das Individuum, das die kleinere der beiden Zellen liefert, während ein Weibchen die größere liefert. Aber die genetische Kontrolle darüber, welches Individuum die größere und die kleinere Fortpflanzungszelle bereitstellt – und die entsprechenden Geschlechtsmerkmale – unterscheidet sich enorm zwischen Säugetieren, Vögeln, Reptilien, Fischen und Insekten.
Sowohl bei Säugetieren als auch bei Vögeln bestimmen die Chromosomen das Geschlecht. Der Mensch hat 23 Paare dieser Pakete aus gebündelter DNA in jeder Zelle des Körpers, und das Geschlecht wird durch das letzte Paar bestimmt, das als X und Y bekannt ist.
Das Vorhandensein eines Y-Chromosoms beim Menschen führt zur Entwicklung eines Mannes (XY), während Frauen ein wiederholtes X-Chromosom (XX) haben.
Die auf dem Y-Chromosom kodierten männlichen Geschlechtsmerkmale bewirken die Produktion von Testosteron, das die Entwicklung von Brüsten und breiteren Hüften unterdrückt. Man kann also sagen, dass das weibliche Geschlecht beim Menschen das Standardgeschlecht ist.
Um zu verstehen, warum weibliche Enten anfangen können, sich in ein männliches Aussehen zu verwandeln, ist es wichtig zu verstehen, dass ihr System der Geschlechtsbestimmung im Vergleich zu Säugetieren umgekehrt ist.
Die Geschlechtschromosomen bei Vögeln heißen Z und W, und das Vorhandensein eines W-Chromosoms bewirkt die Entwicklung eines Weibchens (ZW). Ohne dieses entwickeln sich männliche Merkmale (ZZ); daher ist bei Vögeln das männliche Geschlecht das Standardgeschlecht.
Männliche Mandarinenten entwickeln ihre unglaublichen Orange-, Grün- und Rottöne, wenn sie im Herbst um ihre Partnerin werben müssen. Im letzten Oktober habe ich die normale Entwicklung meiner eigenen männlichen Mandarinente beobachtet, aber da ich nur ein Männchen habe, habe ich nicht erwartet, dass seine Partnerin die klassischen orangefarbenen Segelfedern entwickelt, die die Männchen auszeichnen.
Die männlichen Merkmale werden von dem Z-Chromosom und den darin enthaltenen „männlichen Genen“ gesteuert. Aber wenn auch die Weibchen ein Z-Chromosom haben, was hindert sie daran, jedes Jahr das bunte Gefieder der Männchen zu entwickeln?
Die Antwort liegt in ihren Eierstöcken. Fast alle Vögel entwickeln nur einen einzigen funktionstüchtigen Eierstock, der weibliche Hormone, darunter Östrogen, ausschüttet. Bei Wasservögeln ist es der linke Eierstock, der funktioniert, während der rechte Eierstock ein winziges Zellknäuel bleibt.
Das vom funktionierenden Eierstock freigesetzte Östrogen hemmt die Gene des Z-Chromosoms, die männliche Hormone und männliche Merkmale auslösen würden. Östrogen ist bei Vögeln also das sexualisierende Hormon.
Östrogen hat bei Vögeln eine ähnliche, aber entgegengesetzte Funktion wie das menschliche Testosteron, das die Produktion weiblicher Hormone hemmt.
Einzelne Fehlfunktion
Mit nur einem einzigen Eierstock haben weibliche Vögel alle Eier in einem Korb. Und manchmal kann dieser Eierstock durch Infektionen, Krankheiten oder Verletzungen absterben.
Und da es keinen Ersatz gibt, stoppt der Verlust des Eierstocks die Freisetzung von Östrogen, wodurch das Hormon wegfällt, das die männlichen Gene auf dem Z-Chromosom unterdrückt.
Das männliche Gefieder wächst dem Weibchen daher im Einklang mit dem Wechsel der Jahreszeiten. Aber ich hatte nie daran gedacht, dass mein Vogel mehr als nur sein Gefieder verändern würde.
Das war, bis ich mit dem Vogelexperten Prof. Tim Birkhead sprach.
Da er einer meiner Dozenten an der Universität von Sheffield war, wusste ich, dass das, was Tim über das Geschlecht der Vögel nicht wusste, noch nicht entdeckt worden war.
Tim erzählte mir, dass sich in seltenen Fällen, nach dem Verlust der unterdrückenden Östrogenhormone, der unentwickelte rechte Eierstock der Ente als Reaktion auf männliche Gene auf dem Z-Chromosom zu entwickeln beginnt.
Dies wurde durch Sezieren und verschiedene Experimente zur Entfernung der Eierstöcke von lebenden Vögeln festgestellt. Ohne Einschränkung der weiblichen Hormone vermännlichen sich die Zellen des rechtsseitigen, rudimentären Eierstocks und können sich zu einem Hoden entwickeln. Dieses Sperma ist sogar nachweislich funktionsfähig und kann zur erfolgreichen Befruchtung von Eiern führen.
Tragischer Ausgang
In einem Ausnahmefall zeugte ein Frau-zu-Mann-Umwandler – der zufällig ein Huhn war – zwei Küken. Es ist also möglich, dass Vögel, die vom weiblichen zum männlichen Geschlecht übergehen, auf ganz natürliche Weise geschlechtsreif werden und sich als Männchen fortpflanzen.
Aber wenn sie weibliche Chromosomen haben, heißt das nicht, dass sie biologisch gesehen weiblich bleiben?
Während der Vogel sein physisches Geschlecht geändert hat, behält er genetisch gesehen seine Z- und W-Chromosomen in jeder Zelle. Obwohl also die Chromosomenanordnung die anfängliche Entwicklung der Geschlechtsmerkmale beeinflusst, hat das W-Chromosom kaum Auswirkungen auf das Geschlecht des Vogels nach der Geschlechtsreife. Und wenn man bedenkt, dass die Definition eines biologischen Männchens lediglich die Produktion der kleineren Geschlechtszelle erfordert, kann der Vogel biologisch als „männlich“ betrachtet werden.
Mein Mandarinpaar blieb nach der Geschlechtsumwandlung des Weibchens zusammen, und „er“ hat nie versucht, sich mit einem Weibchen zu paaren. Aber wir werden nie erfahren, ob daraus Entenküken entstanden sein könnten.
Aufgrund der Grunderkrankung, die zum Absterben der Eierstöcke führt, bleiben Vögel, die diese natürliche Geschlechtsumwandlung durchlaufen, selten gesund. Meine eigene Ente entwickelte eine mysteriöse Krankheit und starb nach etwa sechs Monaten des Gefiederwechsels.
Aber ich entdeckte etwas Unglaubliches über Vögel und Sex, und obwohl ihr Tod tragisch war, war ihre Existenz ein Beweis dafür, dass in der Natur alles möglich ist.