Selbstinkompatibilität

Neben den immunologischen Mechanismen zur Selbst- und Fremderkennung, die darauf gerichtet sind, die Integrität des Individuums zu sichern und fremdes biologisches Material durch die Produktion spezifischer Immuneffektoren (z.B. Antikörper) zu eliminieren, kennen wir bei Bakterien, Hefen, Pilzen und Wirbellosen weitere biologische Prinzipien der Selbst-Fremd-Unterscheidung, die vordergründig der Fortpflanzung und der damit verbundenen Erhaltung der Art dienen (Übersicht).

So gibt es offensichtlich bei Pflanzen einen Mechanismus, der Selbstinkompatibilität genannt wird, der darauf beruht, daß die haploiden Pollen (entspricht den Spermien bei den Tieren) nur zur Befruchtung der Eizelle führen, wenn deren Genom ein oder mehrere für die Eizelle fremde Allele besitzen, d.h. deren Genprodukte als Nicht-Selbst erkannt werden. Dies verhindert die Selbstbestäubung („Inzucht“) der meisten Blütenpflanzen und sorgt auf diese Weise für den Erhalt der biologischen Variablität, der Voraussetzung für die Evolution. Die genetische Basis für diesen Mechanismus bilden sogenannte S-Gene (Selbstinkompatibilitäts- oder Selbststerilitätsgene) mit einer mehr oder weniger ausgeprägten individuellen molekularen Variabilität (2-20 Allele).

Einen analogen Mechanismus finden wir bei den Wirbeltieren im Zusammenhang mit bestimmten Geruchsmolekülen, die bei der Partnerwahl eine Rolle spielen. Moleküle, die sich von den eigenen unterscheiden, befördern dort die Bevorzugung eines bestimmten Partners. Umgekehrt scheint es bei Säugern (Mäusen) auf der Oberfläche der Eizellen Rezeptoren zu geben, die nur Samenzellen der gleichen Art erkennen und binden und so die Befruchtung gestatten.

Tab. 20: Pheromone (Auswahl)

Typ	Wirkung
Sexualpheromone	Anlocken des Geschlechtspartners
Aggregationspheromone	Anlocken anderer Individuen
Alarmpheromone	Warnung anderer Individuen
Dispersionspheromone	Auslösung von Fluchtreaktionen bzw. Auflösung von Verbänden
Aphrodisiakapheromone	Dienen der Stimulation zur Kopulation
Markierungspheromone	Wegweiser-Marken

Zwischen den einzelnen Individuen der gleichen Art gibt es eine Gruppe von Molekülen, die das Zusammenleben der Individuen einer Art beeinflussen und so der Sicherung der Fortpflanzung innerhalb der Art dienen. Diese Stoffe werden Pheromone genannt. Es sind Substanzen, die von einem Individuum einer Art ausgeschieden werden und das Verhalten eines anderen Individuums derselben Art beeinflussen. Oft handelt es sich dabei um flüchtige Substanzen, die mittels Geruch oder Geschmack wahrgenommen werden (Tab. 20). Pheromone dienen als Boten- oder Signalstoffe der Informationsübertragung zwischen einzelnen oder mehreren Individuen einer Art.

Von den Pheromonen können Moleküle unterschieden werden, die die „molekulare Kommunikation“ zwischen einzelnen oder mehrereren Individuen verschiedener Tierarten regeln. Die Forscher unterscheiden Stoffe , die vorteilhaft für den Aussender des Botenstoffs sind (Allomone), von solchen, die dem Empfänger des Botenstoffs (Kairomone) oder beiden (Synomone) nutzen. In allen Fällen handelt es sich um Moleküle, die über die Atemluft übertragen werden können und über die hochempfindlichen Riechorgane und das hochentwickelte Riechhirn wahrgenommen werden, wobei der Mensch diesbezüglich eher zu den unempfindlicheren Tierarten gerechnet werden muß. Allerdings zeigt das große Interesse der Gesellschaft und der Pharmaindustrie an Sexualpheromonen und Aphrodisiaka, daß der Mensch in seiner Entwicklung noch nicht ganz „geruch- und geschmacklos“ geworden ist und sich wichtige Signalsysteme, die ihm aus der Entwicklungsgeschichte überkommen sind, erhalten hat.

Mäuse besitzen ein biometrisches Erkennungssystem, das – mit umgekehrten Vorzeichen – dem immunologischen Erkennungssystem sehr ähnlich ist und hier vordergründig der spezifischen Freund-Feind-Unterscheidung dient. Es handelt sich um Eiweiße, die mit dem Urin ausgeschieden werden und als Duftmarken zur Revierabgrenzung und im Kampf um soziale Dominanz und bei der Partnerwahl eine dominierende Rolle spielen. Sie werden in Anlehnung an die Benennung des Haupthistokompatibilitästslokus, der die HLA-Gewebeantigene kodiert, Major Urinary Proteins (MPUs) genannt. Sie sind weniger vielfältig als die Gewebeantigene. Sie eignen sich aber vorzüglich als molekulare Individualmarker. Sie finden sich in hoher Konzentration im Urin der Tiere und können nach Bindung flüchtiger Duftstoffe sehr langsam aus getrocknetem Urin freigesetzt werden. „Fremde“ Duftmarken können so von Mäusen erkannt und durch Übertünchen mit eigenem Urin verändert werden.

Die Gene, die die Synthese der MPUs kodieren, sind weitestgehend aufgeklärt, wobei interessant ist, daß sie am gleichen Genort lokalisiert sind wie die MHC-Gene. Es lag also nahe, einzelne Gene zu isolieren und in Hefezellen zu vermehren. Die resultierenden Genprodukte – also die gentechnisch hergestellten MPUs – waren in der Lage, wie „echte“ MPUs zu wirken und natürlich gesetzte Duftmarken auszulöschen bzw. zu ersetzen (zu übertünchen).

Noch vor den MPUs wurde bei genetisch definierten Mäusestämmen der Einfluß des Musters der „echten“ MHC-Gewebeantigene, die ebenfalls im Urin ausgeschieden wurden, auf die Partnerwahl und das Paarungsverhalten studiert. Es handelt sich also diesmal um die gleichen Antigene, die auch über die Akzeptanz oder Abstoßung von Transplantaten entscheiden. Eben nur mit umgekehrten Vorzeichen: Je unterschiedlicher die Gewebemuster waren, desto attraktiver waren die Partner. Dies wird als ein Mechanismus gedeutet, um Inzucht zu vermeiden und damit die genetische Vielfalt zu fördern, die für die Erhaltung der Art (Auslese) von großer Bedeutung ist.

Können wir diese Erkenntnisse auf den Menschen übertragen? Der Mensch hat ja eine eher stark distanzierte Haltung zu seinen Exkrementen und erst recht gegenüber den fremden. Seit langem ist bekannt, daß MHC kodierte Antigene nicht nur auf der Zellmembran der meisten Körperzellen nachgewiesen werden können, sondern auch als lösliche Moleküle im Blut vorkommen. Es wird spekuliert, daß diese Antigene über die Schleimhäute und die Atemluft freigesetzt werden können und so in die Nase oder beim Küssen zusätzlich an die Geschmacksorgane gelangen. Wir riechen oder schmecken also möglicherweise unbewußt den Partner.

Versuche, empirisch Beweise für obengenannte Überlegungen zu erhalten, sind mit gebotener Vorsicht zu beurteilen. Wiederholt wird von Untersuchungen berichtet, bei denen sich Versuchspersonen dazu äußern sollten, wie T-Shirts, die für einen bestimmten Zeitraum getragen wurden, auf die ausgewählten „Schnüffler“ wirkten, ob sie sie „antörnten“ oder eher abstießen. Abgesehen von dem Unterhaltungswert solcher „Feldversuche“, wird es schwer sein, auf diese Weise Zugang zu den wahren Zusammenhängen zu finden, weil unsere instinktiven Fähigkeiten sehr stark von kulturellen Faktoren überprägt sind.

Fazit: Ein weiterer Mechanismus zur Unterscheidung von Selbst und Fremd, der aber nicht der Abwehr von gefährlichen Invasoren, sondern vielmehr der Fortpflanzung und der Erhaltung der Art dient, nutzt offensichtlich solche Moleküle, die von Genen kodiert werden, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu Genen liegen, die auch jene Moleküle kodieren, die die immunologische Erkennung vermitteln. Im Ergebnis werden solche Partner bevorzugt, die ein stark abweichendes Molekülmuster vom eigenen aufweisen.