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Sonntag, 04.12.2016
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Spezielles Blut half Mammuts durch die Eiszeit

Genetische Anpassung an die Kälte durch verändertes Hämoglobin

Eine spezielle Form des Blutfarbstoffs Hämoglobin ermöglichte es den Mammuts, die starke Kälte der Eiszeit zu überstehen. Durch eine Genmutation gab ihr Blut den gebundenen Sauerstoff auch bei niedrigeren Körpertemperaturen leicht an Zellen und Gewebe ab, bei heutigen Elefanten und den meisten Wirbeltieren ist dies nicht der Fall. Das enthüllt ein jetzt in „Nature Genetics“ veröffentlichter Genvergleich.
Mammut

Mammut

Das Wollhaarmammut ist eines der bekanntesten Tiere des eiszeitlichen Europa. Durch seine gedrungene Gestalt und das dichte zottige Fell vor der Kälte geschützt, war es unter anderem Zeitgenosse des Neandertalers. Gegen Ende der Eiszeit, vor 10.000 bis 12.00 Jahren starben die Riesen dann allmählich aus. Die letzten Vertreter überlebten bis vor rund 3.700 Jahren in Sibirien. Doch eigentlich war das Mammut alles andere als ein Kältebewohner, denn es stammte, wie auch der moderne Elefant, aus dem tropischen Afrika. Vor rund zwei bis 1,2 Millionen Jahren wanderte es von dort Richtung Europa und Nordamerika aus.

Mit dieser Wanderung begab sich das Wollhaarmammut auch in ein völlig anderes, sehr viel kälteres Klima. Wie sich die Tiere an den Wechsel der Klimazonen anpassten, das haben jetzt Forscher der Universität von Manitoba im kanadischen Winnipeg um Kevin Campbell untersucht. Sie analysierten dafür die DNA eines vor 43.000 Jahren gestorbenen Wollhaarmammuts und verglichen diese mit der von modernen Elefanten.

Blutfarbstoff Hämoglobin verändert


Es zeigte sich, dass das Geheimnis der großen Kältetoleranz des Mammuts in seinem Blut lag: in den Genen, die für die Produktion des Blutfarbstoffes Hämoglobin zuständig sind. Normalerweise bindet das Hämoglobin den Sauerstoff im Blut der meisten Wirbeltiere und der modernen Elefanten umso stärker, je kälter es ist. Um die Sauerstoffabgabe an Muskeln und andere Gewebe zu ermöglichen, müssen der Körper und auch die Extremitäten daher entsprechend warm gehalten werden.


Sauerstoffaustausch auch bei kaltem Blut


Beim Mammut jedoch sind genau die Gene, die diese Temperaturabhängigkeit beeinflussen, verändert. Durch den Austausch einiger Aminosäuren war die Bindung zwischen Hämoglobin und Sauerstoff bei ihnen deutlich schwächer – die Sauerstoffabgabe an die Gewebe konnte daher auch bei deutlich geringeren Körpertemperaturen stattfinden. Das Mammut brauchte daher auch in sehr kalter Umgebung weniger Energie für seine körpereigene „Heizung“, da die Sauerstoffversorgung auch bei ein paar Grad weniger gut funktionierte. Diese Anpassung ermöglichte es den „Giganten der Eiszeit“ vermutlich, sich so erfolgreich in den unwirtlichen Weiten des eiszeitlichen Europa und Nordamerika auszubreiten.
(Nature , 03.05.2010 - NPO)
 
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