Die „soziale Immunabwehr“ - VolkswagenStiftung

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Die Seenadel, Sygnathus typhle, ist der
Modellorganismus von Olivia Roth. Die kleinen
schlanken Knochenfische hält sie am
Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in
Kiel. Ihr Forschungsthema: die Evolution des
Immunsystems. Um eine Immunantwort zu
induzieren, werden einer Seenadel gerade
hitzegetötete Vibrio-Bakterien injiziert
(mittleres Bild). Anschließend extrahiert die
Wissenschaftlerin im Labor DNA (unten).
Ziel ist die Genotypisierung der Seenadeln
anhand verschiedener genetischer Marker.
Roth etwas ganz anderes. Sie sucht nach Informationen, die jenseits der über
Gene vererbten von Generation zu Generation weitergereicht werden und
die gleichermaßen eine wichtige Rolle bei evolutionären Prozessen spielen –
mütterliche Antikörper sind dafür ein Beispiel. Es geht ihr um nicht weniger
als die Evolution des Immunsystems. Am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften
an der Universität Kiel, dem IFM-GEOMAR, stellt sie dafür „Batemans
Prinzip“ auf den Prüfstand. Dieses Prinzip besagt, dass weibliche Tiere – da sie
mehr in den Nachwuchs investieren – länger leben und dass die elterliche
Investition in den Nachwuchs an das Geschlecht gebunden ist.
„Es gibt viele evolutionsbiologische Prinzipien, die mit dem Geschlecht zu
tun haben“, sagt die Evolutionsbiologin. „Bei den Seenadeln ist besonders
spannend, dass das Geschlechterprinzip vertauscht ist!“ Vertauscht? Ja, vertauscht!
Die weiblichen Seenadeln legen nicht wie andere Fische die befruchteten
Eier irgendwo im Wasser ab, sondern deponieren die unbefruchteten in
einer Bruthöhle der männlichen Fische. Dort werden sie von deren Spermien
befruchtet, und die männlichen Seenadeln brüten die Eier in einer plazentaähnlichen
Struktur in ihrem Bauch aus. Nach einem Monat schlüpfen etwa
hundert kleine Seenadeln aus dem gewölbten Bauch des Männchens. Olivia
Roth will nun wissen, welchen Einfluss dieser Rollentausch auf die Evolution
des Immunsystems jener Fische hat – schließlich ist die Investition der Eltern
in den Nachwuchs eindeutig vom Geschlecht entkoppelt. Die junge Forscherin
kann daher Theorien in Bezug auf geschlechtsgebundene Stereotypen
testen, die besagen, dass ein Weibchen oder Männchen immer dies oder
jenes tut oder hat – einfach weil es ein Weibchen oder ein Männchen ist.
Man weiß, dass das Immunsystem eines Gegenübers Auswirkungen darauf
hat, ob man diesen gegebenenfalls zum Partner wählt. Bei den Seenadeln
wählt hauptsächlich das Männchen, und so nimmt Olivia Roth deren „Major
Histocompatibility Complex“ (MHC) ins Visier. Der MHC ist ein sehr variabler,
individueller Abschnitt der Gene; er steuert im Prinzip die Bildung unseres
adaptiven – angelernten – Immunsystems. Je stärker dieses adaptive Immunsystem
ist, desto höher sind die Überlebenschancen des Nachwuchses, denn
dann können sich die Nachkommen gut gegen Krankheitserreger jeder Art
zur Wehr setzen. Wenn zwei Partner, Mensch oder Tier, sich zueinander hingezogen
fühlen und sich – im eigentlichen Wortsinne – gut riechen können,
ergänzen sich deren MHC besonders gut. Die Nachkommen sind folglich aller
Wahrscheinlichkeit nach mit einem starken Immunsystem ausgestattet.
Natürlich ist das nicht die einzige Komponente, die über die Partnerwahl entscheidet,
aber eine gut über die Gene kontrollierbare. „Wir untersuchen nun
derzeit, ob diese ‚MHC-Wahl’ auch bei den Seenadeln stattfindet“, erläutert
die Evolutionsbiologin. „Da die Männchen wählen, würden wir erwarten,
dass sie Weibchen aussuchen, die einen komplementären MHC aufweisen.“
Um die Reaktionen auf das Immunsystem zu testen, arbeitet Olivia Roth mit
Infektionserregern. Für ihre Forschung ist sie auf Schnorchelgänge in der