• Schalter wissen.de
  • Schalter wissenschaft
  • Schalter scinexx
  • Schalter scienceblogs
  • Schalter damals
  • Schalter natur
Scinexx-Logo
Logo Fachmedien und Mittelstand
Scinexx-Claim
Facebook-Claim
Google+ Logo
Twitter-Logo
YouTube-Logo
Feedburner Logo
Montag, 24.07.2017
Hintergrund Farbverlauf Facebook-Leiste Facebook-Leiste Facebook-Leiste
Scinexx-Logo Facebook-Leiste

„Chemische Heizung“ keine Erfindung der Säugetiere

„Wärme-Protein“ auch bei Fischen entdeckt

Wenn es Säugetieren wie etwa Mäusen zu kalt wird, schalten sie eine innere, chemische "Heizung" ein. Diese Heizung galt lange Zeit als evolutionärer Vorteil der Säugetiere. Doch nun haben Forscher das entscheidende „Wärmeprotein“ auch bei Fischen entdeckt.
Fischschwarm

Fischschwarm

Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, das vor rund vierzig Jahren entdeckte Phänomen der chemischen Heizung habe eine große Rolle gespielt, als vor etwa 140 Millionen Jahren plazentale Säugetierarten entstanden: Die chemische Heizung soll ihnen einen evolutionären Vorteil beim Überleben in kalter Umgebung verschafft haben. Nun aber hat eine Gruppe von Physiologen der Philipps-Universität Marburg das Protein UCP1 (Uncoupling Protein 1), auf dem die chemische Heizung basiert, auch bei Fischen entdeckt, und zwar bei den so genannten Strahlenflossern. Diese Vorfahren der meisten heute lebenden Fische haben bereits vor 420 Millionen Jahren eine evolutionäre Richtung eingeschlagen, die völlig unabhängig von der Entwicklung des Menschen ist.

Ihre Ergebnisse hat die Arbeitsgruppe um Martin Klingenspor gemeinsam mit Kollegen des Berliner Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei nun im Fachjournal Physiological Genomics vorgestellt. Die Arbeit wurde im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts durchgeführt.

Zitterfreie Heizung im braunen Fettgewebe


Bereits vor zwanzig Jahren war der Mechanismus der chemischen Heizung aufgeklärt worden. Proteine der UCP-Familie verhindern dabei, dass in den Mitochondrien der Zellen eines Organismus Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) produziert wird, und sorgen stattdessen dafür, dass diese Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. Dieser Prozess findet im braunen Fettgewebe statt, einer Gewebeart, deren Vorkommen bislang nur bei Säugetieren nachgewiesen wurde, die über eine Plazenta verfügen.


"Als wir nun aber die Datenbanken verschiedener Genomprojekte durchforsteten", so Martin Klingenspor, "und die Genome niederer Wirbeltiere untersuchten, fanden wir dort ebenfalls Entkopplerproteine." Bei Strahlenflossern wie Zebrafisch und Kugelfisch konnte Klingenspors Mitarbeiter Martin Jastroch drei solcher Proteine nachweisen, von denen eines mit Sicherheit ein Verwandter des von Säugetieren bekannten UCP1 ist. Während aus so genannten Fleischflossern später Säugetiere wurden, haben sich die Strahlenflosser allerdings bereits vor 420 Millionen Jahren aus jener Evolutionslinie ausgeklinkt, die schließlich zu vierfüßigen Landbewohnern und zuletzt auch zum Menschen führte. "Damit ist klar", so Klingenspor, "dass dieses Protein keine Erfindung der Säugetiere ist!"

Funktion bei Fischen noch rätselhaft


Ihre Entdeckung, die in der Fachgemeinde bereits für einiges Erstaunen sorgte, stellt Klingenspor und Jastroch nun vor ein merkwürdiges Problem: Was für eine Rolle spielt ein Entkopplerprotein bei Fischen, die nicht über braunes Fettgewebe, also auch nicht über eine chemische Heizung verfügen?

Zwei Arbeitshypothesen haben die Forscher nun aufgestellt: "Möglicherweise befähigt das Fisch-UCP1 die Tiere im Prinzip tatsächlich dazu, Wärme zu bilden. In diesem Fall ist aber sicher, dass dieser Mechanismus von ihnen entweder gar nicht oder nur für lokale Gewebeareale benutzt wird." Schwertfische beispielsweise können zwar nicht ihren ganzen Körper aufheizen, wohl aber - mit Hilfe eines speziellen Muskels, in dem besonders viele Mitochondrien vorhanden sind - ihre Augen und das Gehirn warm halten.

Oder aber das Protein hat bei Fischen eine ganz andere Funktion, beispielsweise könnte es als Transporter von Fettsäuren arbeiten. Eine besonders spannende Hypothese, die bereits in verschiedenen Veröffentlichungen diskutiert wurde, könnte aber auch diese sein: "UCP-Proteine vermindern nämlich auch die Bildung von Sauerstoffradikalen in Mitochondrien", erklärt Klingenspor, "sie unterdrücken also genau den Prozess, der zur Alterung von Zellen und damit gesamter Organismen führt." Im Rahmen ihres DFG-geförderten Projekts "Die Funktion der Entkopplerproteine bei Wirbeltieren: Vergleichende genomische und physiologische Untersuchungen" werden die Marburger Forscher diesen Fragen nun weiter nachgehen.
(Universität Marburg, 08.07.2005 - NPO)
 
Printer IconShare Icon