Verstehen, wie sich Tiere an den Klimawandel anpassen
Die Welt wird immer heißer. Den Daten des Copernicus-Dienstes zur Überwachung des Klimawandels zufolge war 2024 nicht nur das wärmste jemals aufgezeichnete Jahr, sondern auch das erste, in dem die globale Durchschnittstemperaturen 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau lagen. Selbstverständlich hat dieser Temperaturanstieg tiefgreifende Auswirkungen auf die Natur. Während einige Fachleute vorhersagen, dass der Klimawandel zu einem Massenaussterben führen wird, fragen sich andere, ob sich einige Arten weiterentwickeln und an eine wärmere Umgebung anpassen werden. Eine dieser Wissenschaftlerinnen ist Amanda Pettersen, Forscherin für Evolutionsökologie an der Universität Glasgow. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts MITOCHADAPT und der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen konzentrierte sich Pettersen bei ihrer Forschungsarbeit auf die Mitochondrien, jene Zellstrukturen, die für den Großteil der Erzeugung der Energie einer Zelle verantwortlich sind. „Wir wollten verstehen, wie Mitochondrien auf Veränderungen der Umgebungstemperatur reagieren und ob sich diese Reaktion weiterentwickeln kann, sodass die Tiere eine sich aufgrund des Klimawandels erwärmende Umgebung verkraften können“, sagt Pettersen.
Die Fähigkeit der Eltern, den Stoffwechsel ihrer Nachkommenschaft zu beeinflussen
Um das herauszufinden, führte Pettersen ihre Untersuchungen an Fischen durch, die besonders empfindlich auf den Klimawandel reagieren, da ihre Körpertemperatur der des sie umgebenden Wassers entspricht. Im Einzelnen erkundete sie die Auswirkungen der Temperatur und der bei Zebrafischeltern beobachteten Fütterungshäufigkeit auf den Phänotyp und das frühe Überleben der Nachkommenschaft bei unterschiedlichen Entwicklungstemperaturen (24 °C oder 30 °C). „Stoffwechselraten sind mit wichtigen lebensgeschichtlichen Merkmalen verknüpft, von denen angenommen wird, dass sie den Rhythmus des Lebens bestimmen und sich auf die Fitness auswirken, aber die Funktion, die Eltern bei der Gestaltung des Stoffwechsels ihrer Nachkommenschaft übernehmen, um deren Überleben zu verbessern, ist noch unklar“, erklärt Pettersen.
Nachkommen erzeugen, die besser den Klimawandel überleben
Auf der Grundlage ihrer Forschungsarbeiten kam Pettersen zu dem Schluss, dass erwachsene Fische, die einer stressigen Umgebung wie etwa warmen Temperaturen und geringem Nahrungsangebot ausgesetzt sind, Nachkommen hervorbringen können, die besser an diese besondere Umgebung angepasst sind. „Diese Fische produzieren größere Embryonen, die sich wiederum zu Fischen entwickeln, die über eine geringere Stoffwechselrate verfügen“, ergänzt Pettersen. „Dieser niedrigere Stoffwechsel lässt die Fische energieeffizienter und damit besser an eine wärmere Realität angepasst werden.“ Während diese Ergebnisse zwar adaptive elterliche Effekte belegen, weist Pettersen darauf hin, dass dies nur dann zutrifft, wenn das elterliche Umfeld und die Umgebung der Nachkommenschaft übereinstimmen.
Tiere unempfindlicher gegenüber dem Klimawandel werden lassen
Laut Neil Metcalfe, Professor an der Universität Glasgow, der mit Pettersen zusammenarbeitete, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Tiere die Fähigkeit besitzen, ihre Nachkommenschaft an eine sich langsam verändernde Umwelt anzupassen. „Dadurch würden sie widerstandsfähiger gegenüber dem Klimawandel werden, aber wir wissen noch nicht, wo die Grenzen dieser Flexibilität liegen oder ob diese Reaktion auch bei anderen Arten zu finden ist“, sagt er. Während ein Großteil der im Rahmen der Projektarbeit gesammelten Daten noch ausgewertet wird, wurden einige der ersten Ergebnisse bereits veröffentlicht, unter anderem von „The Royal Society“.
Schlüsselbegriffe
MITOCHADAPT, Klimawandel, Mitochondrien, Tiere, Stoffwechsel
