Erölraffinerie bei Usinsk, Russland.

30.3.2009 | Von:
Kathrin Zinkant

Artenvielfalt in Konserven

Forschung zum Erhalt tierischer Gene

Der Vergleich mit dem biblischen Schiff liegt nahe – dennoch würde der Arche eine wichtige Gruppe von Lebewesen fehlen: Die Tiere. Tatsächlich ist die gezielte Konservierung tierischer Arten in Genbanken im Gegensatz zur Aufbewahrung von Saatgut noch recht jung, weil für den angestrebten Erhalt aller biologischen Informationen auch beim Tier vitales, das heißt noch lebendes, Probenmaterial notwendig ist.

Die sehr sensiblen Zellen eines Tiers müssen aber so eingefroren werden, dass sie nicht nur intakt, sondern auch zeitlich unbegrenzt haltbar bleiben. Denn sie lassen sich nach dem Auftauen nicht ohne Weiteres vermehren, um, wie bei den Pflanzensamen, frisches Material für die Genbank zu liefern. Tierische Proben werden deshalb kryokonserviert: Man versetzt sie mit speziellen Frostschutzmitteln und friert sie bei minus 190 Grad in flüssigem Stickstoff ein. Unter diesen Bedingungen kommen alle biochemischen Prozesse zum Erliegen, sodass neben der recht kältestabilen DNA auch sämtliche Zellstrukturen erhalten bleiben. Und zwar vermutlich für mehrere Hundert Jahre.

Ein Arbeiter tauscht Reis in einer Genbank aus. (International Rice Research Institute in Los Banos, Manila).Ein Arbeiter tauscht Reis in einer Genbank aus. (International Rice Research Institute in Los Banos, Manila).
Die entsprechenden Konservierungs-
methoden wurden allerdings erst in den vergangenen Jahren zur Serienreife gebracht und bleiben technisch deutlich aufwendiger und anspruchsvoller als die Aufbewahrung von pflanzlichem Saatgut. Die erste Genbank für Tiere entstand daher vor nur sieben Jahren am Zoo von San Diego in Kalifornien. Der Frozen Zoo umfasst heute DNA-, Zell- und Gewebeproben von mehr als 800 Arten, unter anderem vom nördlichen Breitmaulnashorn, das in freier Wildbahn vermutlich bereits ausgestorben ist oder vom bedrohten Palila, einer hawaiianischen Finkenart.

Jüngere Genbanken wie die Frozen Ark am Natural History Museum in London haben gerade erst mit dem Sammeln von Proben begonnen. Das erklärte Ziel der Briten lautet aber, innerhalb der nächsten drei Jahrzehnte Zellen und DNA von sämtlichen vom Aussterben bedrohten Spezies in flüssigen Stickstoff zu tauchen – nach dem derzeitigen Stand der internationalen Roten Liste wären das immerhin knapp 8000 Tierarten.

Artenschutzerfolg für wild lebende Tiere fraglich

Ob dieses Ziel überhaupt realistisch ist und welchen Nutzen man tatsächlich aus den Genbanken ziehen kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen müssen sich überhaupt Möglichkeiten für die Entnahme frischer Proben eröffnen, sprich: Es muss zunächst ein Tier vorhanden sein, dem man entweder Blut oder Spermien entnehmen kann oder, falls das Tier gerade im Sterben liegt, auch bestimmte Zellproben und Gewebe aus den inneren Organen.

Die Chance für ein solches Zusammentreffen ist gerade im Fall extrem bedrohter, ausschließlich wild lebender Tiere sehr gering, und selbst für relativ verbreitete oder in Zoos und Naturparks lebende Arten nicht unbedingt hoch. Zum anderen lassen sich derzeit noch gar nicht von jedem Tier alle gewünschten Probentypen gewinnen, und das wiederum begrenzt die spätere Nutzbarkeit der Proben. Denn die DNA allein überliefert vor allem Basisinformationen. Sie lässt sich sequenzieren, also ablesen, und mit dem Erbgut anderer Tierarten vergleichen. Ganze lebende Zellen oder vitale Gewebeproben liefern dagegen außerdem Informationen über die Funktionen bestimmter Gene und Eiweiße, wie zum Beispiel über Stoffwechselprozesse oder Signalwege. Für die Grundlagenforschung haben diese Kenntnisse unschätzbaren Wert, und auch für die anwendungsbezogenen Wissenschaften sind sie interessant – bergen viele bedrohte Tiere und Pflanzen doch natürliche Rezepte für neue Werkstoffe oder Medikamente.

"Herkömmlicher" Artenschutz unabdingbar

Tatsächlich retten können DNA und Körperzellen eine Art aber wohl nicht. Zwar hat das berühmte Schaf Dolly gezeigt, dass heutige Klontechniken durchaus in der Lage sind, aus einer Körperzelle ein ganzes Tier zu klonen. Ein ausgestorbener Tiger jedoch ist kein Schaf. Jede Spezies verhält sich beim Klonen anders, für jede Art müssten die spezifischen Bedingungen erst erforscht werden. Und selbst dann wären noch immer jene Zellen nötig, die zu den eher seltenen Exemplaren der Sammlungen gehören: reife Eizellen. Die kostbaren weiblichen Keime lassen sich bislang nur in sehr geringer Zahl gewinnen. Darum erscheint es sinnvoller, sie künstlich mit Spermien zu befruchten und – falls vorhanden – in ein artverwandtes Muttertier zu verpflanzen, als sie für Klonexperimente zu verwenden.

Eine weitere Strategie könnte sich aus der relativ neuen Bestrebung ergeben, sogenannte Stammzellen der Tiere einzufrieren. Solche Zellen bergen zumindest das Potenzial, sich vermehren und in verschiedene Gewebe – vermutlich auch Keimzellen – verwandeln zu lassen, die sich dann für die Reproduktion verwenden ließen. Bislang aber stellen Experten einhellig fest, dass die Option einer Wiederbelebung aus dem Eis zwar erstrebenswert, aber derzeit nicht vorhanden ist – und vor allem nicht das vorherrschende Ziel der Genbanken sein soll. Ebenso darf die Möglichkeit der Aussaat eingefrorener Pflanzensamen nicht zu dem Trugschluss führen, man müsse diese Pflanzen in der Natur nicht mehr schützen. Genbanken dienen dem Erhalt von Informationen. Den Schutz der biologischen Vielfalt ersetzen sie nicht.


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