Wie das Ausschalten von Genen Walen bei der Rückkehr ins Wasser half

Vor Millionen Jahren lebten die Vorfahren der Wale auf dem Land. Der Schritt ins Wasser erforderte einen radikalen Umbau ihres Körpers. Das spiegelt sich im Erbgut wieder.

Vor 42,6 Millionen Jahren hatten Wale noch Fell und vier wohlentwickelte Beine: Damals waren die Vorfahren heutiger Wale erst dabei, vom Land ins Wasser zurückzukehren, und Peregocetus pacificus, der otterähnliche, vierbeinige Wal, den Forscher im Frühjahr in der Fachzeitschrift «Current Biology» vorstellten, illustriert einen wichtigen Schritt in diesem Prozess.

Noch trug er kleine Hufe an den mit Schwimmhäuten verbundenen Zehen, die an seine Paarhufer-Ahnen erinnerten (heute zählen zu dieser Tiergruppe etwa Rinder und Schweine): Bis zum perfekt an das Leben im Meer angepassten Körper unserer Wale war es noch ein weiter Weg.

Ein so radikaler Umbau wie der, den Wale vollzogen haben, als sie vom Leben an Land ins Wasser zurückkehrten, hinterlässt Spuren im Erbgut. Nun haben Forscher untersucht, ob auch die Stilllegung von Genen bei diesem Schritt vorteilhaft gewesen sein könnte. Michael Hiller vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden und seine Kollegen verglichen dafür das Erbgut verschiedener Walarten mit jenem von über 60 landlebenden Säugetieren. Dabei fanden sie eine ganze Reihe von Genen, die bei Walen abgeschaltet sind, bei den weitaus meisten der anderen Säugetiere jedoch aktiv, wie sie in der Fachzeitschrift «Science Advances» schreiben.

In mehreren Schritten engten sie diese Gen-Auswahl immer weiter ein. Unter anderem überprüften sie, ob die Gene sowohl bei Zahn- als auch bei Bartenwalen ausgeschaltet waren und ob sie bei Flusspferden noch funktionierten.

Letztere sind die engsten lebenden Verwandten der Wale und leben nur halb aquatisch. Mit diesen Analysen wollten die Forscher sicherstellen, dass die Gene tatsächlich ganz früh in der Entwicklung der Wale, während des Übergangs vom Land ins Wasser, inaktiviert wurden. Am Ende dieser Filterung blieben 85 Gene übrig, die wahrscheinlich früh in der Evolution der Wale stillgelegt wurden.

Von vielen dieser Gene kenne man die Funktion nicht genügend gut oder habe nur Hinweise etwa darauf, in welchem Gewebe sie normalerweise aktiv seien, sagt Hiller. Von einigen ist die Funktion jedoch bekannt und teilweise sogar in Mäusen systematisch untersucht. So weiss man, dass zwei der bei den Walen ausgeschalteten Gene an der Blutgerinnung beteiligt sind. Ihre Inaktivierung senkt das Risiko für schädliche Blutgerinnsel in den Adern, sogenannte Thrombosen, ohne den Wundverschluss zu beeinträchtigen. Da das Tieftauchen das Thromboserisiko erhöht, dürfte die Stilllegung dieser beiden Gene günstig für die Wale sein.

Eine andere der nun identifizierten Erbanlagen ist an der Produktion von Speichel beteiligt. Für einen Wal ist Speichel nicht nur unnötig, weil das Meerwasser seine Nahrung genügend befeuchtet und zudem die im Speichel enthaltenen Enzyme verdünnt. Die Speichelproduktion würde noch dazu wertvolles Süsswasser verschwenden. Auch lange Schlafphasen wären für Wale schwierig: Sie müssen unter anderem regelmässig zum Atmen auftauchen. Um hierfür zu sorgen, bleibt bei ihnen jeweils eine Hirnhälfte wach, während die andere schläft. Auch hier könnten abgeschaltete Gene im Spiel sein, denn zwei der nun gefundenen betreffen das Schlafhormon Melatonin.

Diesen Artikel habe ich der NZZ entnommen, ich glaubte nicht was ich lese, aber es ist so. toll diese Welt. Gerne erfahre ich von Ihnen, wie Sie auch darüber denken!?!?