Axolotl 2.0 - Lang lebe der Labor-Lurch!

 

Der Axolotl ist ein Hoffnungsträger in der Grundlagenforschung und für regenerative Therapien. In freier Wildbahn stirbt er gerade aus. Im Zoogeschäft und im Labor ist er die am meisten verbreitete Amphibie. Doch der Genpool der Labortiere ist bedrohlich klein.

 

 

Die biogenetische Grundregel

 

Spätestens seit meiner Seminararbeit über die biogenetische Grundregel war er mir ans Herz gewachsen: Der mexikanische Schwanzlurch Axolotl (Ambystoma mexicanum). Damals war er für mich die Ausnahme, die eine Regel bestätigte, die so wie sie formuliert war, eigentlich nicht stimmte.

Aber beginnen wir von vorne: Ernst Haeckel, ein deutscher Pionier der Abstammungslehre postulierte in der biogenetischen Grundregel, dass die Phylogenese die Ontogenese rekapituliert. Damit hatte er einen Zusammenhang zwischen der Embryonalentwicklung von Lebewesen einer Art und deren Entwicklung als zoologischer Stamm hergestellt. Dieser Zusammenhang ist durchaus vorhanden. Beispiele hierfür sind die Kiemenspalten, die starke Behaarung oder die Schwanzwirbelsäule beim menschlichen Embryo. Auf ganze Lebewesen kann man die biogenetische Grundregel eigentlich nicht anwenden. Denn die Entwicklungsstadien von Einzelorganismen haben in der Vergangenheit nicht als eigene Arten existiert. Würde man die Theorie so stehen lassen, hätten wir als Menschen möglicherweise eine embryonale Phase, in der wir das Aussehen von Affen hätten. Oder es hätte sehr viel früher in der Erdgeschichte eine Larve gegeben, die einem 3-monatigen menschlichen Fötus gleicht. Beides ist nicht der Fall. Trotzdem gibt die Entwicklung von Arten immer wieder Hinweise auf die Entstehung von Arten.

  

 

Neotenie- ein Phänomen für das der Axolotl bekannt ist

 

Eigentlich stimmt die biogenetische Grundregel so nicht. Doch wie immer gibt es Ausnahmen auch vom Eigentlich. Ein Lebewesen, das als Larve ein Erwachsenenleben führt. Das in der Embryonalentwicklung stehen geblieben ist und somit Haeckels Postulat genügen würde. Gemeint ist der Axolotl (Ambystoma mexicanum), ein mexikanischer Schwanzlurch der unter Wasser lebt. Er weist das Phänomen der Neotenie auf. Damit ist in der Zoologie gemeint, dass die Geschlechtsreife im Larvenzustand eintritt. Eine weitere Umwandlung, also Metamorphose, die bei ähnlichen Arten üblich ist, erfolgt nicht mehr. Der Axolotl ist quasi die immerwährende Kaulquappe. Gibt man ihm Thyroxin, ein Schilddrüsenhormon wird er doch noch zum Lurch. Da er nah mit dem Tigersalamander verwandt ist, lebt er nach der Behandlung genauso wie dieser an Land. Die „Verjugendlichung“ beim Axoltol wird durch eine Unterfunktion der Schilddrüse ausgelöst.

 

 

Der Wildbestand ist in kürzester Zeit drastisch geschrumpft

 

Mittlerweile sind in freier Wildbahn kaum noch Exemplare des Schwanzlurches zu finden. Ihn in den verschmutzten Gewässern des Xochimilco-Sees zu finden war noch nie einfach. Trotzdem sind sich alle, die nach ihm suchen einig. Sie finden kaum noch welche. Waren es 1998 noch 6000 Stück pro Quadratkilometer sind es heute kaum noch 35 Axolotls pro Quadratkilometer. Ob und wann er genau ausgestorben sein wird ist also offen und vermutlich wird es nie jemand mit Bestimmtheit sagen können.

Macht ja nix, könnte man jetzt sagen. Wir haben zehntausende davon im Labor und in Zoogeschäften. In Japan und in Mexico werden sie sogar gegessen. Da ist es doch egal, ob in einer schmutzigen Kloake in Mexico die Tiere aussterben. Eben Pech für den Wildtyp, dass er ausgerechnet im Xochimilco endemisch ist, also nur dort vorkommt.

 

 

Seine Regenerationsfähigkeit ist beispiellos

 

Aber ganz so einfach ist es nicht. Wir Menschen haben eine Menge vom lebenden Axolotl, abgesehen vom Verspeisen. Und das ist ein großes Problem für die Biologen und die medizinische Grundlagenforschung. Denn er hat eine einzigartige Fähigkeit sich bei Verletzungen wieder zu regenerieren. Die Regenerationsfähigkeit reicht vom Schwanz und den Gliedmaßen bis zum Gehirn und Teilen der Augen. Das macht ihn zu einem sehr wichtigen Modelltier in der Forschung. Für Entwicklung, Gewebezüchtung und Krebs. Sind die Faktoren seiner Regenerationsfähigkeit verstanden, so erhofft man sich bahnbrechende Erkenntnisse für die moderne Medizin.

 

 

Ein ideales Labortier

 

Der Axolotl ist ideal für die Forschung, weil er sich im Labor gut vermehrt, auch unter harten Bedingungen überlebt und leicht zu pflegen ist. Seine Eier sind fast 30 mal größer als die von Menschen. Die Vorläufer von Gehirn und Rückenmark sind bei ihm im Embryonlstadium bis zu 600 mal größer als beim Menschen. Auch sein Genom, die Summe seiner Erbinformationen ist riesig, etwa zehn Mal größer als das eines Menschen.

 

 

Frühe Verdienste des Axolotls in der Forschung

 

Im frühen 20. Jahrhundert wurde mitunter an Axolotls aufgeklärt, wie sich Organe in Wirbeltieren entwickeln und funktionieren. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen halfen dabei, die Ursachen der Spina bifida, einer embryonalen Verschlussstörung zu verstehen. Sie spielten eine große Rolle bei der Entdeckung der Schilddrüsenhormone.

In den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts konnten zentrale Erkenntnisse der Entwicklungsbiologie am Axolotl gewonnen werden. Dies führte 2011 dazu, dass erstmals ein Extrakt von Axolotl-Eizellen benutzt wurde, um Brustkrebszellen an der Vermehrung zu hindern.

 

 

Er kann Stammzellen aus Gewebezellen bilden

 

Auch die Geweberegeneration ist beim Axolotl einzigartig. Er kann an einer Wunde gelegene differenzierte Zellen in Stammzellen verwandeln. Stammzellen sind Zellen, aus denen sich allerlei verschiedenen Gewebezellen entwickeln können. Die Rückverwandlung einer differenzierten Gewebezelle in eine Stammzelle ist beim Menschen nicht möglich. Deswegen ist diese Fähigkeit für die Forschung und die Medizin der Zukunft hochinteressant. Aus den Stammzellen des Axolotls können sich Knochen, Haut und Blutgefäße formen. Fast in der gleichen Weise wie bei der Embryonalentwicklung. Wenn diese Mechanismen richtig verstanden sind, werden sie irgendwann auch beim Menschen anwendbar sein. Wir werden möglicherweise gesunde Organe nachzüchten können und die gesamte Alterung umdrehen können.

 

 

Wir haben ja noch genug davon, oder?

 

Nein, nicht wenn man die Art an sich betrachtet. Denn die Laboraxolotls sind ebenfalls in Gefahr. Die Laborpopulationen haben einen zu hohen Inzuchtkoeffizienten. Den haben viele andere Labortiere auch. Doch sind Mäuse, Ratten und die Fruchtfliege noch nicht vom Aussterben bedroht. Mit dem Inzuchtkoeffizienten wird gemessen, wie klein ein Genpool ist. Beim Axolotl liegt er bei 35%. Das ist viel zu hoch, denn ein Wert von 12% bedeutet bereits, dass die Population sich vorzugsweise mit Verwandten auf Cousins-Ebene fortpflanzt. Eineiige Zwillinge würden 100% erreichen. 35% als Inzuchtkoeffizient bedeutet, dass es sich um einen genetischen Flaschenhals handelt. Damit wird ausgedrückt, dass die Art genetisch stark verarmt ist. Im Falle von Infektionen oder einer neuen Krankheit ist sie dann stark gefährdet und kann leicht aussterben. Denn der Genpool ist zu klein, um spontan Lösungen für die Bedrohung hervorzubringen.

 

Ein weiteres Problem ist, dass die Labor-Lurche sich bereits von den ursprünglichen Axolotls unterscheiden. In den Wirren der langen Laborgeschichte des Schwanzlurchs wurde auch Tigersalamander eingekreuzt. Mit der Folge, dass fast alle Lurche die heute in Zoohandlungen und Laboren gehalten werden Tigersalamander-Gene beherbergen und nicht mehr der ursprünglichen Art entsprechen. Auch Fremdgene haben bei einem Flaschenhalseffekt große Auswirkungen und könnten das ursprüngliche Potential für die Forschung negativ verändern.

 

Der Versuch den Genpool zu vergrößern und Wildtypen des Axolotls zu nachzuzüchten sind vorhanden. Doch es müsste das ganze Ökosystem des Xochimilco saniert werden und dieses Geld ist nicht vorhanden. Einige Forscher tun ihr Bestes. Doch es ist das Werk Einzelner und das wird vermutlich nicht reichen.

 

Quelle: 

nature: Biology's beloved amphibian - the axolotl - is racing towards extinction