Nacktmulle beschäftigten russische Wissenschaftler schon seit langer Zeit. Die kleinen Nagetiere sollen Aufschluss über Langlebigkeit, ewige Jugend und robuste Gesundheit geben. Dies schreibt das russische online Magazin „SNA News“ .



Weiter ist auf deren deutschen Webseite dazu folgendes zu lesen: „

Undercover-Agenten

Seit bereits mehr als 30 Jahren erforschen russische Biologen die einzigartige Tierwelt Äthiopiens. Mehr als 70 Fauna-Arten, von denen 15 absolut neu für die Wissenschaft sind, wurden beschrieben. Nach der Erforschung der Wälder und Gebirge ging es weiter mit den Wüsten. Gerade in dieser Naturzone im Osten Afrikas liegt die Heimat der Nacktmulle (Heterocephalus glaber), kleiner haarloser Nagetiere.

Sie bilden Kolonien aus Dutzenden und Hunderten Wesen. An der Spitze steht die Elite: die Königin, die den Nachwuchs zur Welt bringt, und zwei bzw. drei Ehegatten. Die Mehrheit der Bevölkerung bilden „Arbeiter“, die Tunnel bauen, Nahrung suchen, den Nachwuchs füttern und andere Nagetiere abwehren. Eine solche Struktur der Gemeinschaft (Eusozialität) ist beispielsweise für Ameisen und Termiten typisch, aber nicht für Säugetierarten.

Nacktmulle graben wie Bagger: das Tier an vorderster Front schaufelt den Boden mit seinen Schneidezähnen, die anderen dahinter werfen die Erde zurück. Die Gesamtlänge der Gänge können mehrere Kilometer ausmachen, die Gesamtfläche ist größer als ein Fußballfeld.

Diese Labyrinthe sind nicht schwer zu finden – kleine Erdhügel. Viel schwieriger sei zu verstehen, ob diese Kolonie vor Ort aktiv sei oder nicht, und ob man die Tiere fangen könne, so Leonid Lawrentschenko, Mitglied einer russisch-äthiopischen biologischen Expedition und Leiter des Labors für Mikroevolution der Säugetiere am Sewerzow-Institut für Umwelt und Evolution.

„Wir mussten erst lange Zeit lernen, sie zu fangen“, sagte der Wissenschaftler. „Wir haben spezielle Fallen erfunden, mit denen man sie lebendig fangen kann. Dort hinein wurde ein Leckerbissen gelegt – frisch geschnittene Süßkartoffeln. Nach dem Geschmack erinnern sie an gefrorene Kartoffeln. Später zeigten die Einheimischen, wie man sie fast mit den Händen fangen kann. Sie unterhalten sich oft auf diese Weise. Man muss sich einfach neben einen neuen Hügel stellen und bestimmte Laute machen – eine komische Kombination aus Mampfen und Pfiffen. Das Tier soll dann von selbst kommen. Ich glaubte es erst nicht, doch dann haben wir es probiert – es klappt tatsächlich!“

Zwei Evolutionslinien



 Nacktmull (Bild: CC BY-SA 2.0 / Brx0 / Naked mole rat)

Nacktmulle leben nicht nur um das Zehnfache länger als andere Nagetiere, sondern altern auch nicht. Sie haben keine äußeren Altersmerkmale, ältere Wesen sterben nicht häufiger als junge. Zudem sind sie äußerst resistent gegen onkologische und kardiologische Erkrankungen. Auch im fortgeschrittenen Alter ist die Königin immer noch fruchtbar.

„Sie leben mehr als 30 Jahre. Das ist unglaublich. Als hätten wir acht Jahrhunderte lang gelebt. Zudem spürt dieses Tier wohl keinen Schmerzen bei thermischen und chemischen Brandwunden, ist sehr resistent gegen hohe CO2-Konzentration. Sie brauchen nicht einmal Wasser. Sie essen den Kern von Pflanzenknollen“, so Lawrentschenko.

Laut genetischen Studien trennte sich der Nacktmull von Mäusen und Ratten vor 75 Millionen Jahren und von anderen Vertretern der Tierart vor rund 30 Millionen Jahren. Laut dem Biologen sind die Halbwüsten am Horn von Afrika eine der ältesten und klimatisch stabilsten Landschaftsregionen des Kontinents. Die Tierart hatte also die Möglichkeit für eine ruhige Evolution in einem stabilen Klima und in der Tiefe der unterirdischen Tunnel, die vor den Feinden gut geschützt werden konnten. So bekam der Nacktmull allmählich einmalige Eigenschaften. Eine wichtige Rolle spielte auch die Ernährung mit unterirdischen Knollen von Pyrenacantha malvifolia – einer Caudexpflanze im Osten Afrikas, die selbst immens große Kolonien der Nagetiere ernähren kann.

Ihr Genom wurde vor zehn Jahren in der Hoffnung enträtselt, die Gründe für die Langlebigkeit und Resistenz zu Krebs zu enträtseln. Es wurde tatsächlich etwas herausgefunden, doch für ein vollständiges Bild muss die gesamte Vielfalt der Art untersucht werden. Das würde bei der Feststellung konkreter Mutationen, die für einzigartigen Eigenschaften zuständig sind, helfen – davon profitieren würde auch die Biomedizin.

„Die Begründer der Labor-Kolonien in Forschungsorganisationen verschiedener Länder stammen aus einem Ort im südlichen Kenia. Doch der Lebensraum der Art ist groß, und es stellt sich die Frage: Inwieweit ist die Einzigartigkeit für alle Nacktmulle typisch?”, so Lawretschenko.

Russische Wissenschaftler analysierten als erste in der Welt die Evolution der Nacktmulle in ihrem gesamten Lebensraum und stellten zwei kennzeichnende Linien fest: die eine im Osten und die andere im Süden ihres Terrains (gerade sie wird in Laboren erforscht).

„Unsere Arbeit erfolgte auf Grundlage der Analyse von acht Genen – zwei mitochondrialen und sechs atomaren. Es geht darum, dass zur Feststellung der Divergenz zwischen verschiedenen Linien eine wahlfreie Bandbreite mit ziemlich vielen Genen erforderlich ist“, so der Forscher.

Der nächste Schritt ist, die vollständigen Genome der östlichen und südlichen Evolutionslinien zu vergleichen. Dann wird klar, ob es Unterarten oder zwei verschiedene Arten sind.

Tödliche Aufstände

„In unserem Labor gibt es fast 200 Nacktmulle. Zehn Kolonien, mit einer eigenen langlebigen Königin in jeder Kolonie. Wenn sie vor der Entbindung schwächer wird, und das kommt jede drei bzw. vier Monate vor, beginnen die Intrigen. Ein anderes Weibchen spürt, dass ihre Zeit kommt, und versucht einen Umsturz zu organisieren“, erzählt Vera Gorbunowa von der University of Rochester.

Die Männchen halten der Königin in der Regel die Treue, weshalb die Thronanwärterin nach einem neuen Samenspender suchen muss. Es kommt zum Bürgerkrieg.

„In diesen Kämpfen sterben sehr viele Tiere. In der Natur kann es drei Auswege geben – entweder wird die Königin oder ihre Rivalin getötet, oder sie geht weg und bildet eine neue Kolonie. Wir bevorzugen im Labor die dritte Variante. Wenn wir sehen, dass sich eine Rebellion nähert, trennen wir die Rebellierende von den anderen, damit sie ihr eigenes Königreich errichtet“, so die Expertin.

Nacktmulle haben mehr Chancen, in einem Kampf bzw. durch einen Unfall als wegen des Alters zu sterben oder gefressen zu werden. Vor ihren natürlichen Feinden sind sie sicher geschützt. Vielleicht erklärt sich dadurch ihre Langlebigkeit.

„Im Prinzip wird die Lebensdauer durch evolutionäre Zweckmäßigkeit bestimmt. Für eine Feldmaus hat es keinen Sinn, hundert Jahre zu leben, denn sie wird auf jeden Fall von einem Fuchs in den ersten zwei Lebensjahren gefressen. Deswegen hat es für diese Gattung der Nagetiere keinen Sinn, Mechanismen der Langlebigkeit auszuarbeiten. Stellen wir uns eine Insel vor, auf der es überhaupt keine Füchse gibt. Nach Millionen Jahren der natürlichen Auswahl werden Mäuse, die lange leben, in der Überzahl sein. Bei Nacktmullen verhält es sich ähnlich – sie leben unter der Erde und sind vor Feinden geschützt. Deswegen haben sie eine gute Gesundheit“, so die Expertin.

Die Uhr tickt doch

 



 Nacktmull (Bild:CC BY-SA 3.0 / Roman Klementschitz, Wien / Nacktmull im Zoo)

Die Wissenschaftler kennen schon ziemlich gut molekulare Mechanismen, weshalb Nacktmulle eine Besonderheit darstellen. Gorbunowas Forscherteam entdeckte in der Haut und in anderen Geweben dieser Nagetiere einen sehr hohen Hyaluronsäure-Gehalt, der vor Krebs und vielleicht anderen Krankheiten schützt. Zudem stellte sich heraus, dass sie eine sehr gute Eiweißsynthese (um das 40-fache weniger Mängel als bei Mäusen) haben und DNA-Fehler effektiv korrigiert werden.

Experimente bestätigten dies: Wenn bestimmte Gene der Nacktmulle an Mäuse transplantiert wurden, lebten sie zehn Prozent länger und erkrankten seltener.

Bei einer neuen Studie wurde versucht, das Tempo der Alterung der Nacktmulle zu bestimmen. Äußere und innere physiologische Merkmale bedeuten Änderungen der DNA und Molekülbindungen. Mit der Zeit kommt es im Körper unvermeidlich zur Methylierung – zum Transfer von Methylgruppen innerhalb einer chemischen Reaktion von einem Molekül auf ein anderes. Die Verfolgung der Methyl-Markierungen ermöglicht somit die Feststellung des biologischen Alters. Wissenschaftler nennen das epigenetische Uhr.

„Viele Kollegen sind der Ansicht, dass diese Uhr bei den Nacktmullen vielleicht überhaupt nicht tickt, weil die Wahrscheinlichkeit des Todes bei ihnen mit dem Alter gar nicht steigt“, so Gorbunowa.

Es stellte sich heraus, dass die epigenetische Alterung bei Nacktmullen doch vorhanden ist, obwohl sehr langsam. Dabei altern die Königinnen langsamer als alle anderen in der Kolonie.

„Die Königin kann 20 Babys auf einmal zur Welt bringen, das ist eine sehr große Belastung für den Körper. Ein Weibchen brachte innerhalb von zwölf Jahre mehr als 900 Babys zur Welt. Wer so fruchtbar ist, bei dem muss sich eigentlich die Alterung beschleunigen, aber bei Nacktmullen ist alles umgekehrt. Ein Paradox“, so die Forscherin.

Bei anderen Tieren läuft epigenetische Alterung parallel mit der physiologischen Alterung, wobei äußerliche Veränderungen, altersbedingte Krankheiten ausgelöst werden. Bei Nacktmullen sind diese zwei Prozesse voneinander getrennt.

„Die DNA liegt innerhalb des Zellkerns in einer bestimmten Reihenfolge – die einen Gene sind offen und funktionieren aktiv, die anderen sind geschlossen. Die epigenetische Alterung bedeutet, dass diese Struktur mit dem Alter gestört wird, wobei die Zelle schlechter funktioniert. Bei Nacktmullen sehen wir auch Änderungen bei der Methylierung, allerdings funktionieren die Zellen trotzdem gut. Vielleicht ändert sich das DNA-Bild weniger. Ehrlich gesagt, ist schwer zu sagen, wie sie das erreichen.“

Laut einer Version hat diese Tierart es gelernt, einigen Faktoren der epigenetischen Alterung zu widerstehen. Zuvor hatte Gorbunowa zusammen mit Kollegen gezeigt, dass die Zellen des Nacktmulls in einem deutlich geringeren Maße als menschliche oder bei Mäusen auf Strahlung und karzinogene Proteine reagieren. Die DNA wird natürlich beschädigt, aber nicht so stark wie bei anderen Säugetierarten.

Lebenselixier

Nacktmulle sind nicht die einzigen langlebigen Tiere. Das Stachelschwein lebt 20 Jahre. Das ist aus evolutionärer Sicht vorteilhaft, weil es vor Feinden durch seine Stacheln geschützt ist. Fledermäuse leben 40 Jahre. Sie werden vor allem in der wilden Natur erforscht, ausführliche Laborstudien stehen noch bevor.

Doch die wahren Langlebigen unter Säugetieren sind Grönland-Wale. Ihr Alter (nach einigen Angaben bis 200 Jahren) wird anhand der Augenlinse bestimmt. Laut Gorbunowa hängt ihr hohes Alter damit zusammen, dass sie in der Zeit vor den Walfängern keine Feinde hatten.

Sowohl bei Walen als auch Nacktmullen wird selten Krebs diagnostiziert. Wale erkranken überhaupt selten. Doch die molekularen Mechanismen dieser Erscheinung müssen noch analysiert werden.

Mit der Lüftung des Geheimnisses der außerordentlichen Gesundheit der Nacktmulle, Wale und der anderen langlebigen Tiere wollen die Forscher auch Menschen helfen. Mit Hyaluronsäure werden schon seit langem Gelenke und Wunden geheilt. Nun, als festgestellt wurde, dass sich in den Zellen der Nacktmulle ihre hochmolekularen Formen befinden, können neue Therapiemethoden entwickelt werden.

Forscher fanden Moleküle, die den Zerfall der Hyaluronsäure im Gewebe verlangsamen. In der Zukunft könnten diese Erkenntnisse bei der Schaffung von Arzneimitteln gegen die Alterung genutzt werden. Die Vervollkommnung der Eiweißsynthese beim Menschen wird deutlich schwieriger sein, doch auch dazu gibt es bereits Ideen.“

Aleksey Ognew

Quelle: SNA
News
(Deutschland)



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