Die Antwort des Killifischs auf Ölkatastrophen

21. September 2014, 17:08
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Die Genexpression bei Zahnkärpflingen ändert sich bei Umweltverschmutzungen und erhöht so ihre Anpassungsfähigkeit

Diese Ölpest ist vielen in Erinnerung geblieben: Am 20. April 2010 brannte die Ölplattform Deepwater Horizon von BP und sank nach zwei Tagen. Drei Monate lang strömte das Öl in den Golf von Mexiko und sorgte für eine der schwersten Umweltkatastrophen in der Geschichte.

In diesem Gebiet ist der "Killifisch" (Fundulus grandis) beheimatet. Das Tier aus der Ordnung der Zahnkärpflinge ist der häufigste Fisch in den dortigen Sumpfgebieten und reagiert sehr sensibel auf Verschmutzungen. Biologen von der Louisiana State University analysierten deren Auswirkungen in Labor- und Felduntersuchungen und zeigten in einer Studie im Magazin "PLos One": Bei dem Zahnkärpfling ändert sich die Genexpression, wodurch sich das Tier an die Verschmutzung anpassen kann.

Für den Versuch verunreinigten Whitney Pilcher und sein Forschungsteam Wasserproben mit zwei nicht-letalen Ölkonzentrationen. Die Fische lebten sieben Tage lang im Wasser mit niedriger oder hoher Konzentration. Am ersten, dritten und letzten Tag wurden jeweils Proben von der Leber, den Kiemen und anderem Gewebe des Fischs entnommen.

Reaktionen der Fischgene

Im Körper gibt es Prozesse, die bei Umwandlung oder Abbau von körperfremden Stoffen (Xenobiotika) eingeschalten werden. Diese Prozesse erleichtern ausgewachsenen Fischen den Ölabbau, führen aber bei Fischembryonen zu Entwicklungsschäden.

Der Killifisch kompensiert hohe Ölkonzentrationen durch eine höhere Aktivität des Fremdstoffmetabolismus. Niedrige Ölkonzentration aktiviert die Genexpression, welche die zelluläre Entwicklung, die Regulation von Transkriptionen, die Morphologie von Geweben, RNA-Prozesse und die Apoptose regelt. Je niedriger die Konzentrationen sind, desto besser kann der Killifisch das Öl kompensieren, während hohe Konzentrationen die DNA schädigen.

... und in vivo:

Felduntersuchungen zeigen die ökologischen Auswirkungen auf das Gebiet und die Tierbestände. Der Killifisch eignet sich besonders gut für diese Untersuchungen, da er selten in andere Gebiete migriert und seinem Habitat treu bleibt. Im Feld wurden Fischproben an sechs verschiedenen Stellen mit unterschiedlicher Ölkontamination genommen. Die Ölkonzentrationen wurden mittels Probennahme und Satellitenbildern bestimmt.

Die Genanalysen stimmten mit den Labordaten überein: Bei hohen Ölkonzentrationen wurden vermehrt DNA-Schädigungen und vermehrter Stoffwechselabbau von Ölen festgestellt, während niedrige Konzentrationen durch Genexpression kompensiert werden.
Generell erleiden Fischembryonen oder junge Fische einen größeren Schaden als ausgewachsene Tiere. (roll, derStandard.at, 21.9.2014)

  • Szene vom 20. April 2010: Die Ölplattform Deepwater Horizon steht in Flammen und wird von der US Coast Guard gelöscht.
    foto: apa/epa us coast guard

    Szene vom 20. April 2010: Die Ölplattform Deepwater Horizon steht in Flammen und wird von der US Coast Guard gelöscht.

  • Ein Killifisch aus der Golfregion.
    foto: andrew whitehead

    Ein Killifisch aus der Golfregion.

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