zum Inhalt springen
Powered by

Immer der Nase nach

Ein paar Tröpfchen Blut im Wasser und schon nimmt ein Haifisch sie wahr. Selbst in einer Auflösung von eins zu zehn Milliarden kann ein Hai Blut im Wasser riechen. Gilt diese Supernasenqualität nur bei Haifischen und Piranhas? Nein, Fische haben grundsätzlich einen sehr hoch entwickelten Geruchssinn.

Dr. Jasminca Behrmann-Godel untersucht, welche Rolle der Geruchssinn bei der Fortpflanzung von Bodensee-Flussbarschen spielt. Im Visier hat sie zwei große Fischpopulationen von Flussbarschen im Bodensee, eine im Untersee, eine im Obersee. Jede Fischpopulation sollte genetisch optimal an die herrschenden ökologischen Lebensbedingungen angepasst sein, dazu gehören zum Beispiel die Nahrungssituation oder der Räuberdruck.

Bei der Partnerwahl ist es wichtig, dass die Fische in ihrer eigenen Population bleiben, weil die Anpassung an die jeweiligen Bedingungen optimal ist. Ist die Verwandtschaft allerdings zu eng, kommt eine Paarung nicht mehr in Frage. Die eigenen Fischgeschwister sind zum Beispiel tabu, denn eine Paarung würde Gendefekte in der Nachkommenschaft provozieren. Damit muss der Fisch sehr genau wählen, welcher Artgenosse in Frage kommt und um welchen er oder sie lieber einen Bogen schwimmt.
Flussbarsche (Foto: Uni-Konstanz)
Behrmann-Godel untersucht, wie der genetisch festgelegte Geruchssinn die Partnerwahl beeinflusst. Damit knüpft die Wissenschaftlerin an ihre Doktorarbeit an. Hier hat sie den Beweis angetreten, dass junge Geschwisterfische, die sich nicht kennen lernen und damit „riechen lernen“ konnten, trotzdem die Geschwister von Fremden unterscheiden können. Gene scheinen der entscheidende Faktor zu sein. Die Wissenschaftlerin will nun herausfinden, welche Gene genau bei der Geruchserkennung eine Rolle spielen. Im Visier hat die junge Wissenschaftlerin dabei den „MHC-Komplex“, die Abkürzung für Haupthistokompatibilitätskomplex (engl. Major histocompatibility complex).

Der MHC beeinflußt die Partnerwahl

Hinter dem MHC-Komplex verbirgt sich eine der wichtigen Schaltstellen des Immunsystems. MHC-Gene tragen eine Art Bauanleitung für ganz besondere Bausteine des Immunsystems in sich. Es handelt sich um die MHC-Rezeptor-Proteine. Sie binden Bruchstücke von Fremdeiweißen. Sie können zum Beispiel von Bakterien, Viren oder Makroparasiten stammen, die in den Organismus eingedrungen sind. Das „Fahndungsfoto“ der Eindringlinge wird den Abwehrzellen des Körpers gezeigt, die als Folge ganz gezielt Abwehrreaktionen in die Wege leiten. „Alles ist wie ein Schlüssel-Schloss-Prinzip organisiert und damit bestens darauf abgestimmt, Krankheitserreger möglichst schnell zu eliminieren“, so Behrmann-Godel.

Wie passen aber Immunsystem und Partnerwahl zusammen? Das kommt durch die zweite Eigenschaft der MHC-Gene zustande, die Beeinflussung des individuellen Körpergeruchs. „Viele Lebewesen können praktisch über ihren Geruchssinn erschnüffeln, welches die passenden Gene und damit der passende Partner für sie ist; dabei spielt natürlich auch eine Rolle, dass durch die ideale Partnerwahl der Nachwuchs auch bestens immunologisch ausgestattet sein soll. Dieses Schema gibt es grundsätzlich nicht nur bei den Fischen, sondern auch bei Menschen. Auch hier spielt der Geruch, gesteuert über MHC, bei der Partnerwahl eine wichtige Rolle. Dies haben Untersuchungen bereits gut belegt“, erklärt die Biologin mit dem Blick auf ein großes Aquarium, in dem Fische ruhig ihre Kreise ziehen - übrigens nicht das einzige im Besitz der Biologin, die sich bereits seit ihrer Kindheit ganz den Fischen verschrieben hat.

Den Genotyp der Fische bestimmen

Über die Paarung der Fische werden praktisch die zwei verschiedenen Immunsysteme der Eltern miteinander kombiniert. Ziel ist es, möglichst verschiedenartige MHC-Komplexe für die Nachkommen zu haben, damit sich diese perfekt gegen Krankheitserreger zur Wehr setzen können. Zu verschieden, so Behrmann, dürfen sie allerdings auch nicht werden, denn dann würde der Partner eventuell nicht mehr dem eigenen „Clan“ angehören, sondern eben bereits dem anderen. Der Partner „erschnüffelt“, ob er die Wahl für die richtigen Genotypen getroffen hat oder nicht. Eine entscheidende Frage, so Behrmann-Godel, sei nun, ob tatsächlich jede Population spezifische MHC-Gene hat, welche den Fischen Zugehörigkeit oder eben das genaue Gegenteil signalisieren könnten.

Genau hier setzt die Biologin an: Zunächst bestimmt sie mit ihrem Team den Genotyp der Fische. Dazu baut sie im Limnologischen Institut derzeit ein Genlabor auf. „Mittlerweile haben wir die Genotypen von über 150 Fischen bestimmt. Dazu verwenden wir ein winziges Stück der Flosse. Jeder Fisch hat einen ganz individuellen MHC-Bausatz und unterscheidet sich damit von den Artgenossen“, erklärt sie. Die genotypisch bestimmten Fische werden in ein Aquarium, das in drei Abschnitte unterteilt ist, eingesetzt. In die Mitte kommt der Testfisch. „Jetzt muss der Fisch entscheiden, zu welcher Gruppe es ihn zieht“, so die Wissenschaftlerin. Gelockt wird er zunächst über Stimulanzfische in den beiden anderen Abschnitten des Aquariums, sie fungieren allerdings nur als „optischer Reiz“.

Hinzu kommen die spezifischen Duftstoffe der Fische. Der Fisch muss entscheiden, ob es ihn zur rechten oder zur linken Seite zieht. Das „Fischparfüm“ wird gewonnen, indem die einzelnen Fische in einem Becken über mehrere Tage ihren Duft im Wasser verbreiten können. Das Aquariumwasser mit der individuellen Duftnote wird später zum Lockstoff für den Versuch. Mit Hilfe dieses speziellen Testaquariums können nun die verschiedensten Duftstoffkombinationen getestet werden, um zu untersuchen, wie genau die MHC-Gene das Verhalten der Barsche beeinflussen.
Vor der Biologin liegen nun eine ganze Reihe von Versuchen und die schwierige Aufgabe, Fische zu züchten, damit es irgendwann „Testfischfamilien“ gibt, an denen die Verhaltensversuche durchgeführt werden können. „Die ersten Versuche laufen bereits, es bleibt also spannend“, sagt Behrmann-Godel.

Quelle: Uni’kon – Ausgabe 30/08 (CL)
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/immer-der-nase-nach