Genvarianten halfen dem Östlichen Glattschweinswal beim Sprung ins Süßwasser Genetik: Anpassung von Salz- auf Süßwasser - scinexx | Das Wissensmagazin
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Genvarianten halfen dem Östlichen Glattschweinswal beim Sprung ins Süßwasser

Genetik: Anpassung von Salz- auf Süßwasser

Ein wilder Östlicher Glattscheinswal blickt aus dem trüben Wasser des Jangtse © Jiamin Wu

Erst salzig, dann süß: Genetische Analysen haben gezeigt, wie der Östliche Glattschweinswal seinen Lebensraum von Salzwasser auf Süßwasser umgestellt hat. Die Flussbewohner tragen abweichende Genvarianten, wodurch sie ihre Nierenfunktion und den Salzhaushalt im Blut auf das Frischwasser angepasst haben könnten. Damit sind die Tümmler des Jangtse eine eigene Art in Begriff der Entstehung, so die Forscher.

Die meisten Wale und Delfine leben im Salzwasser der Ozeane, nur eine Handvoll Arten haben Flüsse als ihren Lebensraum auserkoren. Der Jangtse in China ist für seine tierischen Bewohner eine Herausforderung. Während der Chinesische Flussdelfin aufgrund der enormen Verschmutzung des Flusses bereits ausgestorben ist, können sich noch etwa 1.000 Exemplare des Östlichen Glattschweinswal dort halten. Ursprünglich schwammen die Tümmler aber nicht durch das trübe Süßwasser, sondern lebten im Salzwasser des Chinesischen Meeres.

Doch wie haben die Tiere den Sprung vom Salz- ins Süßwasser geschafft? Um dies herauszufinden, haben Xuming Zhou von der Universität Nanjing in China und Kollegen die Genome von 49 Tümmlern aus dem Jangtse sequenziert. Daraus haben sie die Stammesgeschichte der Flusswale rekonstruiert und jene Gene identifiziert, die sich zwischen Süß- und Salzwasserwalen unterscheiden.

Jangtse-Tümmler spalteten sich in der Eiszeit ab

Anhand der Genanalyse ließen sich die Glattschweinswale in drei Gruppen einordnen. Demnach leben vor der Küste zwei getrennte Arten nebeneinander: der Glattschweinswal (Neophocaena phocaenoides) und der Östliche Glattschweinswal (Neophocaena asiaeorientalis). Beide Arten wurden schon 2011 aufgrund von äußerlichen Merkmalen unterschieden. Die Überraschung: Auch die Jangtse-Tümmler – äußerlich zwar identisch zum Östlichen Glattschweinswal – unterschieden sich genetisch deutlich von ihren Artgenossen.

Kleine Gruppe wilder Östlicher Glattschweinswale © Jiamin Wu

Was hat zu dieser Artentrennung geführt? Darüber können die Forscher nur spekulieren, aber der Zeitraum gibt ihnen einen Hinweis. Den Analysen zufolge haben sich die Jangtse-Tümmler vor etwa 5.000 bis 40.000 Jahren abgespalten. Die Forscher vermuten deshalb, dass die Eiszeit für die Trennung verantwortlich ist. So könnten gletscherbedingte Schwankungen des Meeresspiegels vor und nach der Kälteperiode die Frischwasser-Tümmler isoliert haben.

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Genvarianten regulieren den Salzhaushalt

Doch wie haben sich die Meeresbewohner plötzlich auf den geringen Salzgehalt im Flusswasser eingestellt? Die Forscher fanden über 6.000 Mutationen in 83 Genen der Jangtse-Tümmler und in 187 Genen ihrer marinen Gegenstücke. Dabei fiel ihnen auf, dass besonders viele dieser Gene bei der Entwicklung der Niere eine Rolle spielen. So ist eines der codierten Proteine für die Reabsorption von Natrium in den Blutkreislauf zuständig, ein anderes reguliert den Transport von Harnstoff.

Die Forscher vermuten, dass diese Mutationen den Tieren dabei helfen, Salz im Körper zu behalten. Tatsächlich besitzen die Frischwasser-Tümmler mehr Harnstoff im Blut und scheiden weniger davon im Urin aus als ihre im Meer lebenden Verwandten. Dadurch können sie mit dem – für sie ungewohnt – niedrigen Salzgehalt des Süßwassers zurechtkommen, so die Forscher. (Nature Communications, 2018; doi: 10.1038/s41467-018-03722-x)

(Nature Communications, 11.04.2018 – YBR)

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