Ein Buntbarsch wechselt sein Geschlecht: Bei Crenicara punctulata werden Weibchen zu Männchen. Text: Prof. Dr. Dietrich Ohm, Technische Universität Berlin, Lehrbereich:Zoologie/ Verhaltensforsch u ng Vor vier Jahren erwarb ich den südamerikanischen Cichliden Crenicara punctulata in Berlin, der mir als Aequidens hercules (üngeres Synonym) verkauft wurde. lnzwischen konnte ich diese interessante Art weiterzüchten und zahlreiche Verhaltensbeobachtungen durchführen. Dabei kamen für Buntbarsche recht aufsehenerregende Ergebnisse heraus. Das Sozialverhalten dieser Art hat sich wohl im Verlauf der Stammesgeschichte unter dem Druck besondererökologischer Lebensbedingungen herausgebildet und ist regelmäßig mit einem Geschlechtswechsel verbunden. lch möchte hier über dieses besondere Phänomen berichten, da derartiges unter nachprüfbaren Entwicklungsbedingungen bei Cichliden noch nicht näher untersucht worden ist. Zum allgemeinen Verständnis müssen einige Grunderkenntnisse vorausgeschickt werden: Bei Crenicara punctulata sehen geschlechtsreife Männchen und Weibchen in Größe und Färbung sowie in der Ausbildung der Flossen unterschiedlich aus, d.h. die Art ist geschlechtsdimorph. Männchen werden bis zu 12 cm groß. haben einen gelben Bauch und spitz ausgezogene Rücken-, After- und Bauchflossen. Die Bauchflossen irisieren bläulich, ihr erster Flossenstrahl ist fadenförmig ausgezogen und weiß. Die Strahlen der Afterflosse schillern bläulich, während die Flossenhaut dazwischen karmin bis leuchtend blau gefärbt ist. Rücken- und Schwanzflosse haben ein dichtes, schillerndes Tüpfelmuster. Weibchen werden bis zu 7 cm groß. lhre Bauch- und Afterflossen sind gerundet und meist intensiv rot. Die nur wenig getüpfelte Rückenf losse ist ebenfalls rund. Beide Geschlechter verf ügen über einen schnellen, stimmungsabhängigen Farbund Zeichenmusterwechsel. Dabei treten in verschiedener lntensität u.a. auf: Längsstreif (meist Uberlegenheit), Scheckenfärbung (meist Unterlegenheit), mehrere dunkle Punkte in einer Reihe in der Mittellinie auf hellem bis graugelbem Körpergrund (vorwiegend bei Weibchen) oder nur eine einheitliche Färbung ohne jegliches Muster. Sexualdimorphe Fische zeigen während der Fortpflanzung und Brutpflege häuf ig eine Rollenverteilung der Geschlechter. Auch f ür Crenicara punctulata trifft dies zu: Männchen wie Weibchen verhalten sich qualitativ und quantitativ sehr unterschiedlich. lm Zusammenhang mit der Geschlechtsumkehr ist dann ein erstaunlicher Rollentausch bei den geschlechtsspezifischen Verhaltensweisen in der Fortpf lanzungsphase zu beobachten. Ein Männchen lebt mit mehreren Weibchen zusammen. Die Sozialstruktur weist Ahnlichkeiten zu den Harems von Apistogramma und Lamprologus auf. Außerhalb DCG-lnfo 11(9) 1980: 161 -170 Männchen : Streiffärbung mit schwacher lntensität Männchen: Streiffärbung während der Schwanzschlagphase der Balz DCG-lnfo 1 1(9) 1980: 161 - 170 162 Männchen: Hochphase der Balz: Bauchflossenschlagen bei symbolischer Unterlegen heit der Fortpf lanzungszeit ist das Männchen über alle weibchen dominant. sie werden von ihm gejagt, aber niemals ernsthaft verletzt. Revierbildung gibt es höchstens kurzfristig. Mit Hilfe eines schnell funktionierenden Farbwechsels regeln sich die sozialen lnteraktionen meist friedlich. lnnerhalb der weibchengruppe sieht man Breitseitimponieren, schwanzschläge und Frontalstellungen. Das für cichliden typische Maulzerren ist fast vollständig zurückgebildet. lmponierende weibchen haben einen intensiven Längsstreif, der in starker Erregung durch das Auge bis zur schnauzenspitze zieht. Der Grad des Kopfabwärtssenkens ist ein Triebstärkemesser. zur Fortptlanzungszeit nimmt dle weibliche lmponierbereitschaft ab. Ein balzbereites weibchen zieht sich in Pflanzenbestände zurück, hat aber noch kein festes Revier. Es färbt sich dunkler, mit oder ohne scheckenmuster. Das Männchen sucht dieses Tier auf und beginnt zunächst mit schwanzschlagimponieren bei Mundbodensenken. Balzwillige weibchen müssen dieser Balzaggression widerstehen und dokr,mentieren das durch symbolische unterlegenheit bei Hellgrau.bis schwarzgrau-Färbung mit kleinen unregelmäßigen Flecken, die aus der f ür unter- legenheit typischen scheckung hervorgehen. Ab und zu wird aber auch das weibchen gegenüber dem Männchen aggressiv. Es bekommt dann erneut den Längsstreif, iedoch bei grauer Grundfärbung. Solche Balzaggressionen fördern wahrscheinlich wie bei anderen cichlidenarten die Eireifung und festigen die @w Paarbindung. Das Balzverhalten des Paares synchronisiert sich nun. Dasweibchen bestimmt den Laichplatz, indem es ein Pf lanzenblatt oder einen stein säubert. Das Männchen putzt niemals. Es steht körperzitternd, waagrecht oder etwas aufgerichtet vor dem weibchen und schlägt rhythmisch mit den weit abgespreizten leuchtend blauen Bauchflossen. seine angelegt Rückenflosse deutet auf Unterlegenheit. ln der Hochphase der Balz darf nicht mehr imponiert werden. Das Männchen bekundet dies durch unterschiedlich starke Scheckenfärbung. Der Laichakt dauert ca. 15 - 20 Minuten. Häufig verbirgt sich das Männchen zwischendurch in hochgradiger Unterlegenheit. Es besamt nur etwa 4 - 5 mal wenige Sekunden lang das relativ kleine Gelege. Sofort nach dem letzten Besamen wird das Männchen vom Weibchen mit Kiemendeckelspreizen und nach oben gerichteter Haltung heftig vom Gelege vertrieben. Dabei ist das weibchen grau gefärbt mit drei Punkten in der Mittellinie oder je nach Stimmungslage mit mattem Streif. Die Rückenflosse ist maximal aufgestellt, die roten Bauch- und Afterflossen sind angelegt. Rückenflossenaufstellen Kiemendeckelspreizen bedeuten ritualisierte Aggression, Graufärbung und und nach-oben-Aufrichten zeigen symbolische Unterlegenheit an. Niemals wird dabei ernsthaft angegriffen. wahrscheinlich deutet diese weibliche Verhaltensweise auf den Best einer jetzt weitgehend verlorengegangenen Partnerbindung hin. Manche Männchen zeigen neben der Unterlegenheit vor dem Weibchen als Zeichen lockerer Paarbindung Tendenzen zur Revierverteidigung: in einer bestimmten Weibchen: Graufärbung mit unregelmäßigen Flecken und symbolischer Unter. legenheit während der Balz DCG-lnfo 11(9) 1980: 161 - 170 164 Oben links: Weibchen mit Streif- färbung Oben rechts: Weibchen droht kopfab- wärts mit,Schnauzenstreifu-Färbung Mitte: Weibchen bei der Eipflege: ein- heitliche Graufärbung Unten links: Weibchen während der Brutpflege: aufgerichtete Angriffs- haltung mit Kiemendeckelspreizen gegen das Männchen; einheitliche Graufärbung mit Punktreihe; Rückenf DCG-lnfo I1(9) 1980: 161 - 170 lossenspreizen 165 Entfernung vom Laichplatz werden andere weibchen der Gruppe gejagt, woran sich das pflegende weibchen beteiligt. Dabei hat dieses den auffallend markanten Längsstreif bis zur schnauzenspitze und die kopfabwärts gesenkte Haltung als Ausdruck höchster Angriffsbereitschaft gegenüber den Rivalinnen. Zum Laich zurückgekehrt, wird es wieder unscheinbar graubraun, lediglich die roten Flossen sind beim Fächeln gespreizt. Die unauffällige Verberge.Färbung hat sicher arterhaltenden Wert. Ein Männchen kann sich in kurzen Abständen mit mehreren weibchen anpaaren. lnfolge der zahlreichen Aggressionen durch die brutpflegenden Tiere hält sich das Männchen fast ständig versteckt. An der intensiven pf lege der Nachkommenschaft ist es niemals beteiligt. 2' 3 Tage nach der Eiablage pflückt das weibchen die Embryonen aus der Eihülle und bringt sie zu Boden. Gruben werden nicht ausgehoben, obwohl zwischen dem Fächeln viel am Boden gepickt wird oder gelegenilich unter kräftigen wedelbewegungen der untergrund geringfügig vertieft werden kann.6 -7rage nach dem Laichen schwimmen die Jungen frei und folgen auffallend rasch den roten Flossen der Mutter. Aus einem Gelege bleiben nur 10 - 25 Junge übrig (einmal wurden 40 Jungf ische aufgezogen). lm folgenden berichte ich über den bei cichliden zum ersten Mal beobachteten Geschlechtswechsel, der wohl öko-ethologisch bedingt ist und sich offenbar als evolutionsstabile strategie bewährt hat. Es gibt bei in Aquarien gehaltenen crenicara punctulata zwei Möglichkeiten der Geschlechtsumwandlung in ver- schiedenen Lebensaltern : 1. Eine sozial kontrollierte umwandlung innerhalb einer Gruppe von 4 - g rieren im ersten Lebensjahr. Das stärkste Tier wird zum Männchen (= Erstmännchen). 2. lm Verlauf des zweiten Lebensjahres und danach wandeln sich in Anwesenheit des ersten Männchens weibliche Tiere zu sub-Männchen. Auch funktionelle weibchen mit Brutpflege-Erfahrung können Männchen werden, erfolgreich besamen und fortpf lanzungsfähige Nachkommen erzeugen. lm Verlauf des ersten Lebensjahres treten nach standarduntersuchungen an 40 Jungfischgruppen zu je 4 Tieren nach der 4. - 6. Lebenswoche kämpferische Auseinandersetzungen auf: Breitseitstellungen, kopfabwärtsgesenktes Frontalimponieren (weibliches verhalten), schwanzschläge sowie Rammen und Jagen. Nach Fütterung verdoppeln bis verdreifachen sich die Aggressionshandlungen. Für stärkere Tieie ist der Längsstreif charakteristisch, der sich anfangs aus acht Flecken zusammensetzt, schwächere Tiere zeigen das scheckenmuster. Nach ca. 10 - 15 wochen werden bei allen Tieren die runden Bauch- und Afterflossen rot. Die Fische haben jetzt die f ür Weibchen typische Färbung. während der sozialen Auseinandersetzungen bildet sich eine lineare Rangordnung aus. ln jeder Gruppe hat das dominante Tier mit etwa acht Monaten eine Größe von 6 - 7 cm erreicht und wandelt sich nun zum Männchen um. lnnerhalb von wenigen DCG-lnfo 11(9) 1980: i61 -i70 166 Wochen wächst es auf 10 - 12 cm heran. Auch sein Gewicht steigt im Gegensatz zu den anderen Tieren der Gruppe proportional zur Größe an. Die weibchentypische rote Afterflosse färbt sich bläulich-karmin. Die roten Bauchflossen werden orangefarben, dann irisierend bläulich und bekommen nach unterschiedlich langer Zeit den für Männchen typischen lang ausgezogenen, weißen ersten Flossenstrahl. Die Bauchseite wird gelblich. Mit 8 - 12 Monaten setzt die Geschlechtsreife ein. Die übrigen Tiere der Gruppe bleiben bei einer Größe von 5 - 6 cm Weibchen und behalten ihre roten, runden Bauch- und Afterflossen. Sie sind ebenfails mit 8- 12 Monaten geschlechtsreif . Das Verhältnis von Männchen zu Weibchen ist nach dem ersten Lebensjahr in fast allen Vierergruppen 1 : 3. ln Gruppen mit bis zu 10 lndividuen entwickelt sich zunächst auch immer nur ein Tier zum Männchen. Es kommt ledoch vor, daß in einer Gruppe die Tiere sozial gleich stark sind. Dann kann sich die Geschlechtsumwandlung bis zu zwei Jahren verzögern. Es wird angenommen, daß diese sozial kontrollierten Geschlechtsumwandlungen unter dem Einfluß von Hormonausschüttungen stattfinden. Man weiß von anderen Fischen (Xiphophorus helleri, Haplochromis burtoni u.a.), daß bei überlegenen männlichen Tieren mehr Testosteron ausgeschüttet wird. Wahrscheinlich verhindern Glukocorticoide bei den unterlegenen weiblichen Tieren Testosteronausbildung. Das könnte die Umwandlung in die Männchenphase verhindern bzw. verzögern. Zwölf isoliert gehaltene junge Crenicara punctulata sind ausnahmslos zu Männchen geworden. Sie durchliefen eine typisch weibliche Phase. lch vermute, daß der hier fehlende Sozialdruck eine Ausschüttung von Testosteron fördert und andererseits die weibchenbestimmenden Glukocorticoide wenig oder gar nicht abgegeben werden. lm oder nach dem zweilen Lebensjahr wandeln sich weitere Weibchen im Beisein des Erstmännchens ebenfalls zu Männchen um. Auch hier entstehen die sekundären Geschlechtsmerkmale in beschriebener Weise. Diese Sub-Männchen sind vor dem Erstmännchen unterlegen und können in seiner Gegenwart nicht zu fortpflanzungsfähigen Männchen heranwachsen. Sie balzen höchstens kurzfristig mit aggressiv getöntem Schwanzschlag vor den übrigen Weibchen der Gruppe, werden aber an weiteren sexuellen Aktivitäten durch den dominanten Mann gehindert. Wird jedoch das Erstmännchen entfernt oder gibt man einem Sub-Männchen eine eigene Weibchen-Gruppe, so wächst es in kurzer Zeit zum f unktionellen Männchen heran. Die vollständigen Abfolgen männlicher Fortpflanzungsaktivitäten werden herausdifferenziert. Das ist umso erstaunlicher, als diese lndividuen in ihrem ersten Lebensabschnitt charakteristisch weiblich gebalzt und sich fortgepflanzt haben. Sie haben Eier, Emryonen oder Junge betreut. Nunmehr können sie männlich balzen und besamen. Danach werden sie vom pf legenden Weibchen vertrieben. Sie haben kein neurophysiologisches Programm mehr für weibliches Verhalten. DCG-Info 1l(9) 1980:161 -170 Geschlechtsumwandlung nach 10- 12 Monaten: Die ursprünglich roten Bauch- und Afterf lossen werden bläulich, sind aber noch rund. Der Bauch ist gelblich. Die Geschlechtsumwandlung ist nach 12 Monaten abgeschlossen. Jetzt sind auch After-, Rücken- und Bauchflossen spitz ausgezogen. (ffipocc \:_ rnto 1r(e) leBO 161 -170 168 Oben: Funktionelles Weibchen während der Eipflege (Alter: 14 Monate) Mitte: Dasselbe Tier nach wandlung zum Sub-Männchen in Gegenwart des Erstmännchens (Alter: 1B Monate) Unten: Nach Entfernung des Erstmännchens entwickelte sich das Tier weiter zum funktionellen Männchen (Alter: 34 Monate) @F DCG-lnfo 11(9) 1980: 161 - i70 Die hormonelle Umstellung hat wahrscheinlich eine andere Reizverarbeitung und andere nervöse und motorische Muster der Verhaltensabläufe entstehen lassen. lm Verlauf dieses späten Geschlechtswechsels treten die größten qualitativen und quantitativen Veränderungen im Triebinventar der Funktionskreise "Balz« und ,Brutpflegeu, aber auch in der sozialen Stellung innerhalb der Gruppe auf . lnzwischen hat sich tw Crenicara punctulata herausgestellt, daß das Endstadium eines jeden Tieres die Männchen-Phase ist. Die Weibchen einer Gruppe, die am häufigsten gebalzt und Brutpflege betrieben haben, wandeln sich als lelzte zu Männchen um. Uber die Lebensbedingungen dieser Art im natürlichen Biotop ist kaum etwas bekannt. Wahrscheinlich lebl Crenicara punctulata unter sehr extremen ökologischen Verhältnissen. Bisher wurde diese Art im Rio Morona, R. Maranon, R. Javari, R. Ucayali (Peru) sowie im R. Solimoes, R. Jurua und R. Madeira (Brasilien) gefunden. Bei manchen dieser Flüsse hebt sich der Wasserspiegel zur Regenzeit (Mai) um 8 - 15 m. Fische können also fortgespült, in Trockenzeiten aber auch in Resttümpeln eingeschlossen werden. Unter den Strömungsbedingungen während der Regenzeit mag ein monogamer Paarzusammenschluß nicht mehr realisierbar sein. Auch über die biologische Bedeutung des Geschlechtswechsels kÖnnen nur Vermutungen angestellt werden. lm Zusammenhang mit den angenommenen extremen Bedingungen könnten sich bei Verlust eines Männchens aus einer Gruppe kleinerer Weibchen neue Männchen rekrutieren. Damit ist es der Art möglich zu überleben. Offenbar haben sich durch Mutation und Selektion Geschlechtsumkehr und polygame Sozialstruktur als bewährtes evolutives System herausgebildet. Geschlechtswechsel ist bei einer Anzahl mariner Fischfamilien bekannt, z.B. Labridae (Lippf ische), Serranidae (Zackenbarsch e), Synbranchidae (Kiemenschlitzaale\, Sparidae (Meerbrassen) und Pomacentridae (Korallenfische). Dascyl/us und Amphiprion (Anemonenfische = Korallenbarsche) sowie Labroides dimidiatus (Lippfisch) und Anthlas squamipinnis (Roter Karari, Rötling; ZackenbarschVerwandtschaft) haben einen unter Sozialkontrolle stehenden Geschlechtswechsel. Bei den im Süßwasser lebenden Cichliden wußte man bisher noch nichts über regelmäßigen Geschlechtswechsel. Lediglich durch Verabreichung von Sexualhormonen konnte Sexualinversion provoziert werden. Mit Crenicara punctu/ata ist zum ersten Mal ein Versuchstier gegeben, an dem bei individuell bekannten Fischen unier Gefangenschaftsbedingungen Geschlechtswechsel und damit im Zusammenhan§ stehender Verhaltenswechsel beobachtet und ethologisch analysiert werden kann. @ ra"r.," *rrt* 16r - r /o