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73 Jahre und ein Immunwunder : Überraschung im Hai-Revier

Weißer Hai (Carcharodon carcharias). Bild: Greg Skomal, MA Marine Fisheries

Über Haie kursieren viele Vor- und Fehlurteile. Sogar bei Forschern. Sie haben sich massiv über das Alter der Räuber getäuscht und nach der ersten Genom-Entschlüsselung eine faustdicke Überraschung erlebt.

          Haie sind anders. Ganz anders sogar. Und zwar nicht nur ihrer vielen furchteinflößenden scharfen Zähne wegen. Diese zoologische Einsicht, in „Findet Nemo“ schon spielerisch und trickfilmtechnisch aufgearbeitet, zeigt sich jetzt auch in wissenschaftlichen Studien auf frappierende Weise.

          Joachim  Müller-Jung

          Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Nehmen wir den Weißen Hai: Er ist mit bis zu acht Metern Länge nicht nur der größte und am meisten gefürchtete Raubfisch der Welt, er lebt vermutlich auch länger als alle anderen. Statt maximal 23 Jahre, die man bislang als Höchstalter angenommen hat, kann er mindestens 73 Jahre alt werden. Das hat sich jetzt bei der Analyse von konservierten Wirbelkörpern bei acht Haipräparaten gezeigt, die von Forschern der amerikanischen Woods Hole Oceanographic Institution vorgenommen worden war. Unter den vier Männchen war das langlebigste 73, bei Weibchen war eines 40 Jahre alt geworden. Ob es generell einen Geschlechtsunterschied in der Lebenserwartung zugunsten der Hai-Männchen gibt, ist keineswegs sicher. Weitgehend sicher ist hingegen die Altersbestimmung. Anders als früher, als man sich auf die jährlichen Wachstumszuwäche der knorpeligen Knochenteile verlassen hat, die extrem dünn und damit schwer interpretierbar waren, haben Li Ling Hamady und ihre Kollegen den Gehalt an eingelagertem Radiokohlenstoff im Kollagen der Wirbelkörper ermittelt. Radiokohlenstoff, C-14, war in größeren Mengen in den fünfziger und sechziger Jahren nach Atmobombentests freigesetzt worden.

          Die unerwartet lange Lebenserwartung ist umso bemerkenswerter, als der Hai nach hergebrachtem  immunmedizinischen Verständnis über eine ziemlich dürftige, primitve Körperabwehr verfügt. Ihm fehlen in dem Arsenal an hochspezialisierten Immunzellen offenbar komplett die T-Helferzellen - ausgerechnet jede Abwehrzellen im Blut, deren Ausfall sich beim Menschen  fatal auswirkt, wie sich das bei Aidskranken lehrbuchmäßig seit vielen Jahren beobachten kann.  Thomas Böhm vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg hat diese überraschende Erkenntnis bei der Erforschung eines neuseeländisch-australischen Verwandten des Weißen Hais, der „Pflugnasenchimäre“ (Callorhinchus milii). Wie der viel größere Hai gehört die Art zu den Knorpelfischen und gehört damit zu einer Stammeslinie, die sich schon gut 420 Millionen Jahre vor heute von den Knochen bildenden Wirbeltieren getrennt hat.

          Die Pflugnasenchimäre, der erste Haivertreter, der genetisch nahezu komplett entziffert ist.
          Die Pflugnasenchimäre, der erste Haivertreter, der genetisch nahezu komplett entziffert ist. : Bild: B. Venkatesh

          Die nur ein Meter lange Pflugnasen- oder Elefantennasenchimäre ist der erste Vertreter in der Gruppe der Haiverwandten, der genetisch komplett entziffert worden ist. Eine  internationale Forschergruppe um Böhm hat die die Ergebnisse der Analysen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ veröffentlicht.  Das hervorstechende Merkmal der Knorpelfische ist unbestritten die Unfähigkeit, dass das  in der Entwicklung aus Knorpelgewebe aufgebaute Skelett nicht verknöchert. Es bleibt damit relativ weich, was allerdings im Wasser kein großer Nachteil ist.  Offensichtlich fehlt den Knorpelfischen eine ganz bestimmte Gruppe von Genen, die für die Bildung von kalzium-bindenden Phosphoproteinen wie das Osteopontin und damit für die Mineraleinlagerung im Skelett verantwortlich sind.  Sobald man diese Gene in Knochenfischen abschaltet, bilden auch sie lediglich ein Knorpelgerüst aus.

          Noch aufschlussreicher war für die Genforscher allerdings  die Analyse des Immunsystems. Bisher glaubte man, dass für eine funktionierende adaptive - oft als erworben bezeichnete - Immunabwehr die spezialisierten T-Helferzellen praktisch unentbehrlich sind. Sie koordinieren durch Ausschüttung spezieller Botenstoffe die Immunabwehr und bilden zusammen mit anderen Immunzellen jenen Teil der Körperabwehr, die es dem Organismus ermöglicht, sich an neue Krankheitserreger anzupassen.  Offensichtlich können die Knorpelfische, obwohl ihnen diese und andere Immunfunktionen fehlen, Krankheitserreger effektiv und über viele Jahrzehnte  bekämpfen. Wie sie das schaffen, ist allerdings noch unklar.

          Bemerkenswerte Eigenschaften zeigt das Haigenom auch in evolutionärer Hinsicht: Offenbar verändert es sich noch langsamer als das Erbgut aller anderer Wirbeltiere - sogar langsamer als das berühmteste „lebende Fossil“  in den Meeren, der Quastenflosser.

          Bleibt die Frage: Wieso eigentlich die Pflugnasenchimäre? Wieso hat man nicht andere, häufigere Haiarten untersucht? Die Antwort lautet: Hauptsächlich, weil er schneller zu dekodieren war. Da er weniger als eine Milliarde Genombausteine und damit nur ein Drittel der Basenpaare des menschlichen Genoms und ein deutlich kleineres Genom als bei anderen Haien enthält, war er für die Wissenschaft ein idealer Kandidat. 

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