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Quecksilberspuren in Wasserproben messen | López und Kolleg:innen haben eine Massenspektrometrie-Methode entwickelt, um Quecksilber in Wasserproben zu analysieren. Bei ihrer On-line-Festphasenextraktion-ICP-MS(SPE-ICP-MS)-Methode reichern sie anorganische und organische Hg-Spezies an und spülen d...

Blicktpunkt Biowissenschaften

Genetische Verarmung kann ganze Arten ausrotten – das droht gerade den Populationen, die sowieso schon schrumpfen. Manche jedoch rappeln sich nach einem Engpass wieder auf. Eine Studie an Koalas zeigt, wie es geht.Manche sprechen bereits von einem sechsten Massensterben, der ersten solchen Katastrophe seit dem Aussterben der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren: Gründe sind der Verlust von Lebensraum, Jagd, eingeschleppte Arten und Klimawandel. Weil Tierpopulationen schrumpfen, verarmen die Genpools mancher Arten durch Inzest so stark, dass dies ihr Überleben zusätzlich gefährdet. Das Problem lässt sich dabei keinem einzelnen Gen zuordnen, sondern es reichern sich in kleinen Gruppen schädliche Mutationen an, die die ganze Art in eine Spirale treiben. Dadurch können Arten selbst dann aussterben, wenn der Lebensraum der Tiere scheinbar sicher ist. Sorgen machen sich Artenschützer zum Beispiel um Geparden und Nashörner.Andererseits zeigte sich bei einer Genstudie des am stärksten bedrohten Säugetiers, des kalifornischen <link href="#nadc20264158809-fig-0001">Schweinswals (Phocoena sinus), dass die auf weniger als 20 Tiere geschrumpfte Population im Prinzip überlebensfähig ist.1) Diese kleine Walart kommt nur noch im Golf von Kalifornien vor. Die Wale sind vor allem durch Stellnetze zum Fangen des Totoabas bedroht, dessen Bestand ebenfalls zurückgeht. Die Schweinswale sind ähnlich groß wie Totoabas und verfangen sich leicht in den Netzen, können nicht mehr zum Atmen auftauchen und ertrinken.<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr0534319grx07ut6sbbvst7" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0001_a_adeea8ba12.png"><figcaption><label>Abb.1: </label>Die letzten weniger als 20 kalifornischen Schweinswale leben alle im Norden des Golfs von Kalifornien. Inzucht macht ihnen jedoch keine Probleme, da ihr Genpool so divers ist. Abbildungen: Heruna, verändert nach watage / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Wie das sequenzierte Genom eines kalifornischen Schweinswals zeigt, hat die am Rande des Aussterbens stehende Art keine Genprobleme. Da sich die von Vater und Mutter vererbten Chromosomen des Wals stark unterscheiden, liegt nahe: Selbst in der kleinen Gruppe war genug genetische Diversität vorhanden, sodass kein akutes Inzest-Problem vorlag.Schädliche Mutationen eliminierten Schweinswale offenbar in den hunderttausenden Jahren, die sie schon in kleiner Populationsstärke überleben. Das funktioniert, da die Tiere mit den schädlichen Mutationen vermehrt sterben, ohne Nachkommen zu hinterlassen, wobei die Populationsgröße stabil bleibt – ein ungewöhnlicher Fall, den die Forschenden aus dem Genom des Schweinswals rekonstruierten.Zum Zeitpunkt der Genomstudie schlossen Artenschutz-Expert:innen aus den Ergebnissen, dass das Verbot der Stellnetzfischerei im Schweinswalgebiet durchgesetzt werden muss, um die Art zu retten. Ohne die Genomstudie wäre die Art für rettungslos verloren gehalten worden – und dementsprechend der Kampf gegen die illegalen Stellnetze aufgegeben.Die Organisation Sea Shepherd entfernt mit mehreren Schiffen Netze, aber das Überleben der Art steht immer noch auf der Kippe.<h2 type="main">Vierhundert Koalas</h2>Auch der <link href="#nadc20264158809-fig-0002">Koala, das Maskottchen Australiens, war im 19. Jahrhundert gefährdet. Bis heute schrumpften seine Populationen mehrfach und dehnten sich wieder aus. Den Aborigines diente er als Nahrung, und europäische Pelzjäger dezimierten seine Bestände, bis der Koala auszusterben drohte, vor allem im Süden. Um ihr Überleben zu sichern, wurde eine kleine Gruppe der Tiere auf unbewohnte Inseln transportiert. Von dort wurden später häufiger Koalas in ihr Ursprungsgebiet im Bundesstaat Victoria eingeführt, aber auch in Territorien, wo sie nicht heimisch waren, wie die Känguru-Insel. Diese Maßnahmen waren erfolgreich – so erfolgreich, dass inzwischen die Fortpflanzung der Koalas kontrolliert wird, da sonst zu wenig Lebensraum und Nahrung für die südliche Population vorhanden sind. Andere Koalapopulationen sind dagegen bedroht. Ein Grund für das chaotische Auf und Ab der Koalapopulationen in den letzten 200 Jahren: Die Bundesstaaten Queensland, New South Wales und Victoria handhaben die Population verschieden und teils widersprüchlich.<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr0537i911fy07ukgo3n1gtl" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0002_a_98add06834.png"><figcaption><label>Abb.2: </label>Der Koala steckte schon öfter in der Klemme – auch bevor der Mensch ihm die Lebensräume wegnahm. Manche Populationen haben sich aber erholt und ihren Genpool erweitert. Foto: Smail / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Die Geschichte im Genom ablesen</h2>Collin Ahrens von der Organisation Cesar Australia und Kolleg:innen fragten sich, ob sich im Genom der Koalas Spuren der Schrumpfung und Ausdehnung ablesen lassen. Also sammelten sie Koalagenome, die durch Blutproben oder Ohrbiopsie erhalten worden waren. Da die Populationsgrößen in verschiedenen Gegenden Australiens unterschiedlich geschwankt haben, analysierten die Forschenden 418 Individuen aus 27 geografisch getrennten Populationen in drei Bundesstaaten.2) Mit den umfassenden Genominformationen modellierten die Forschenden die Entwicklung der untersuchten Populationen. Wie die Ergebnisse zeigen, schrumpfte die Zahl der südlichen Koalas in Victoria schon, bevor die europäischen Pelzjäger sie an den Rand des Aussterbens brachten. Der Beginn des Niedergangs liegt demnach 91 Generationen zurück, also mehr als 600 Jahre – all das lässt sich aus den heutigen Genomen modellieren.Aus den Genomen rekonstruierten die Forschenden die effektive Populationsgröße. Vereinfacht ausgedrückt ist das die Zahl der Individuen, die an der Fortpflanzung teilnehmen und deren Nachfahren sich auch mehrere Generationen später noch durchsetzen. Die effektive Populationsgröße schrumpfte über 50 Generationen hinweg um 92 Prozent auf 102 Individuen. Vor 41 Generationen kam der Wendepunkt – und ein Anstieg auf 494 Individuen. Die tatsächliche Population beträgt ein Vielfaches davon und hat für die südliche Population inzwischen die Grenze dessen erreicht, was der Lebensraum ernähren kann, der durch Landwirtschaft und Klimawandel geschrumpft ist. Die nördlichen effektiven Populationen in den Bundesstaaten New South Wales und Queensland dagegen schrumpften später, in manchen Fällen hat sich die Populationsgröße auf niedrigerem Niveau stabilisiert, und in anderen Populationen wird es möglicherweise noch schlimmer. Wie Genome aus dem Süden zeigen, haben sich die Koalas von dem historischen Bevölkerungsengpass vor knapp 300 Jahren erholt. Zur höheren effektiven Populationsgröße kommen vielfältigere und seltenere Haplotypen, also Genmerkmale, mit denen sich die Diversität messen lässt.Diese Parameter haben sich offenbar beim schnellen Bevölkerungswachstum der Koalas rasant verbessert. Diese Möglichkeit der raschen Erholung nach einem Engpass war zuvor nicht bekannt gewesen. Aktuell ist unbekannt, ob nur Koalas sich nach einem Engpass so rasant erholen und ihren Genpool erweitern können, oder ob auch andere Tiere dazu in der Lage sind.Um den Koalas Australiens weiter zu helfen, schlagen die Forschenden vor, nördliche und südliche Populationen stärker zu durchmischen.<h2 type="main">Lang lebe der Lemur</h2>Auch anderswo schützen Genomstudien Tierarten. Schneeleoparden (Panthera uncia) überleben seit langem vereinzelt in abgelegenen Gebirgsregionen Asiens von Afghanistan bis zur Mongolei. Mehrere Forschungsgruppen sammelten zusammen in einem gemeinsamen Projekt Schneeleopardgenome – inzwischen sind 41 zusammengekommen.3) Der Raubkatze geht es gut, allerdings könnte ihr eines zum Verhängnis werden: Die Gene der Individuen ähneln sich sehr. Dadurch wird sie sich schlecht an die fortschreitende Klimakatastrophe anpassen.Die am stärksten gefährdete Gruppe von Säugetieren sind die <link href="#nadc20264158809-fig-0003">Lemuren, die in Madagaskar und auf einigen umliegenden Inseln vorkommen. Der Mensch bedroht viele Lemurhabitate, vor allem durch Landwirtschaft per Brandrodung und illegale Jagd.4)<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr053imj9z7807t83xrsq4b6" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0003_a_ecb1729a3d.png"><figcaption><label>Abb.3: </label>Ein Schwanz wie ein Fragezeichen: Wie geht es weiter mit den Lemuren, der am stärksten gefährdeten Säugetiergruppe? Ihre Lebensräume werden zwar kleiner und kleiner, genetisch sind sie aber gut aufgestellt. Foto: Daniel / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Die Evolutionsgeschichte der Lemuren ist besonders dynamisch: Sie haben sich schnell an die vielen unterschiedlichen und sich ändernden Lebensräume in Madagaskar angepasst. Um diese Evolution zu verstehen und die Tiere zu schützen, analysierte unter anderem Joseph Orkin von der Université de Montréal, Kanada, die Genome von 162 Lemuren 50 verschiedener Arten.5) Diesen zufolge haben die Tiere häufig verschiedene Arten gebildet, aber getrennte Arten hybridisierten auch wieder untereinander. Die Genvielfalt, die dadurch entstanden ist, kommt den Arten jetzt zugute, da sie dadurch gute Überlebenschancen haben. Andererseits sind, seit Menschen auf der Insel leben, alle größeren Arten durch Jagd ausgerottet worden.Die verbleibenden Arten leiden unter Gebietsverlusten und sind auf gefährlich kleine Populationsgrößen geschrumpft. Viele Areale auf Madagaskar heißen zwar Naturschutzgebiete, aber in einem der ärmsten Länder der Welt fehlt oft das Geld, um den Schutz der bedrohten Arten durchzusetzen.<h2 type="main">Der Autor</h2>Der promovierte Chemiker Michael Groß arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Oxford, England.<a href="https://michaelgross.co.uk" target="_blank">michaelgross.co.uk</a><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264158809-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264158809-bib-0001">1 P. A. Morin, F. I. Archer, C.D. Avila et al., Mol Ecol. Resour. 2021, 21, 1008–1020</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0002">2 C. W. Ahrens, A. D. Miller, L. W. Silver et al., Science 2026, 391, 1010–1014</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0003">3 K. A. Solari, S. Morgan, A. D. Poyarkov et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2025, 122, e2502584122</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0004">4 C. Borgerson, B. N. Razafindrapaoly, B. J. Rodolph Rasolofoniaina, Conserv. Lett. 2025, 18, e13163</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0005">5 J. Orkin, L. F K Kuderna, N. Hermosilla-Albalaet et al., Nat. Ecol. Evol. 2024, 9, 42–56</li></ul>

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