Wissenschaftler wollen Wollmammuts aus Mammut-DNA und mit Hilfe von asiatischen Elefanten nachzüchten

josef

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#1
Mammutprojekt Wiederauferstehung
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Vor Tausenden Jahren sind sie ausgestorben, doch nun wollen Wissenschaftler sie wieder in der arktischen Tundra ansiedeln: Schon seit Jahren gibt es das Projekt, Wollmammuts aus Mammut-DNA und mit Hilfe von asiatischen Elefanten quasi neu zu züchten. Dank einer großen Finanzspritze soll das Projekt jetzt tatsächlich umgesetzt werden. Die Idee: Mammuts könnten zum Klimaschutz beitragen.
Online seit gestern, 23.05 Uhr
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Mastermind ist George Church, Professor für Genetik an der Harvard Medical School, der Pionierarbeit auf dem Gebiet der Genbearbeitung geleistet hat. Schon seit mehreren Jahren sorgt er mit dem Mammutplan für Schlagzeilen. Doch bisher fehlten ihm die Geldgeber für die Umsetzung. 2019 fand er mit Ben Lamm einen Unterstützer. Lamm ist Gründer von Hypergiant, einem Unternehmen, das sich auf künstliche Intelligenz spezialisiert hat.

Gemeinsam gründeten die beiden Colossal – und gaben am Montag bekannt, dass sie 15 Millionen Dollar an Investorengeldern damit eigesammelt haben. Mit an Bord sind zahlreiche namhafte Investmentfirmen wie Breyer Capital, aber auch Einzelpersonen wie Thomas Tull, Ex-Chef der Filmproduktionsgesellschaft Legendary Entertainment. Auch die Winklevoss-Brüder, bekannt für ihren Rechtsstreit mit Facebook-Chef Mark Zuckerberg haben, investiert, berichtet Techcrunch.

Gegen Abtauen des Permafrostbodens?
Auch einige auf Klimaschutzprojekte spezialisierte Investoren sind mit von der Partie, denn laut Church könnten Wollmammuts der Umwelt und dem Klima helfen. Heute erwärmt sich die großteils von Moos bewachsene Tundra Sibiriens und Nordamerikas, wo die Tiere einst weideten, rapide und setzt Kohlendioxid frei.
Als es noch Wollmammuts gab, bestand die Tundra größtenteils aus Grasland. Einige Forscher sind der Meinung, dass Wollhaarmammuts dafür verantwortlich waren, indem sie Moos zerkleinerten, Bäume fällten und mit ihrem Kot Dünger lieferten.

Russische Ökologen haben Bisons und andere lebende Arten in einem Naturschutzgebiet in Sibirien angesiedelt – in der Hoffnung, die Tundra wieder in Grasland umzuwandeln. Church argumentiert, dass Wollmammuts das effizienter bewerkstelligen könnten. Das wiederhergestellte Grasland würde den Permafrostboden vor dem Auftauen und der Erosion bewahren und könnte sogar mehr Kohlendioxid binden.

Keine gute Idee?
Dem widersprechen andere Expertinnen und Experten aber vehement: In den bewaldeten Regionen der Arktis seien Bäume und Moos für den Schutz des Permafrosts „von entscheidender Bedeutung“, so Gareth Phoenix, Professor an der Universität von Sheffield, gegenüber dem „Guardian“. Das Entfernen der Bäume und das Zertrampeln des Mooses wäre „das Letzte, was man tun sollte“.

Victoria Herridge, Evolutionsbiologin am Natural History Museum in London, stellt auch die Praktikabilität in Zweifel: Für dieses Experiment brauche man „Hunderttausende von Mammuts“. Die Mammutkühe wären 22 Monate trächtig, und die Tiere brauchten 30 Jahre, um ausgewachsen zu sein.
Auch Beth Shapiro, Paläontologin an der University of California in Santa Cruz, meldete in der „New York Times“ ihre Zweifel an: Vor allem gehe der Klimawandel viel zu schnell vor sich; sie befürchtet, dass die Evolution für viele Arten zu langsam vonstattengehe, um sie noch zu retten.

Kälteresistente Elefanten
Doch zunächst muss Church es schaffen, tatsächlich die Tiere wiederauferstehen zu lassen – auch kein ganz einfaches Unterfangen. Dass es ausgerechnet Mammuts sind, ist leicht erklärt: Von dieser Spezies gibt es genug einigermaßen gut erhaltene DNA, weil Tiere im Permafrostboden konserviert wurden. Auch ein japanisches Forscherteam arbeitete an einem ähnlichen Projekt.

picturedesk.com/Tass/Nevar Vitaly
Das mumifizierte, etwa einen Monat alte Wollmammutkalb Ljuba wurde 2007 auf der russischen Jamal-Halbinsel gefunden

Doch genau genommen will Church eine völlig neue Gattung schaffen. Denn genug Mammut-DNA gibt es nicht. Mit Hilfe der Genschere CRISPR-Cas9 will er das Erbmaterial der Mammuts mit jenem des asiatischen Elefanten kombinieren. Dieses sei aufgrund eines gemeinsamen Vorfahren recht kompatibel. Die Gene, die für die Behaarung des Mammuts, die isolierenden Fettschichten und andere Anpassungen an das kalte Klima verantwortlich sind, sollen vom Mammut stammen, andere vom Elefanten. „Unser Ziel ist es, einen kälteresistenten Elefanten zu züchten, der aber wie ein Mammut aussehen und sich auch so verhalten wird“, sagte Church dem „Guardian“.

Ein Mammutprojekt
Ursprünglich wollte Church die geschaffenen Embryonen in Leihmuttertiere von Elefanten einpflanzen. Doch laut „New York Times“ verwarf er diese Idee. Selbst wenn es ihm gelänge, eine In-vitro-Fertilisation für Elefanten durchzuführen – was bisher noch niemand getan hat –, wäre der Aufbau einer Herde praktisch unmöglich, da er so viele Leihmuttertiere benötigen würde. Jetzt will Church eine künstliche Mammutgebärmutter aus Stammzellen herstellen. „Ich wage nicht zu behaupten, dass dies einfach sein wird“, sagte Church.

Drastische Folgen?
Doch abgesehen von der Durchführbarkeit wirft das Projekt auch ethische Fragen auf – und zwar nicht nur solche, die an die Filmreihe „Jurassic Park“ erinnern. So zitiert die „New York Times“ eine Expertin, die darauf verweist, dass Elefanten – und wohl auch Mammuts – soziale Wesen sind, bei denen gerade Jungtiere eine starke Verbindung zu den Muttertieren haben. Niemand könne wissen, wie die Jungtiere alleine zurechtkommen.

Noch viel mehr Relevanz habe allerdings die Frage, auf welchen Gebieten die Technologie zur Anwendung kommen könnte, wenn sie erst einmal erfolgreich eingesetzt wurde. Gerade wenn private Investoren an Bord sind, sei das kein ungefährliches Unterfangen: Denn mit wiederauferstandenen Mammuts alleine könne man wohl kein Geld verdienen.
15.09.2021, red, ORF.at

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#2
NACHGEZÜCHTETE RIESEN
Genetik-Start-up will die Rückkehr der Mammuts finanzieren
Der Harvard-Genetiker George Church arbeitet daran, die ausgestorbenen Eiszeitgiganten zurückzuholen. Nun gibt es Startkapital dafür, doch Experten melden Zweifel an

Die letzten Wollhaarmammuts starben vor rund 4000 Jahren aus. Ihre genetischen Hinterlassenschaften nähren die Idee, sie wieder zurückzuholen.
Foto: Giant Screen Films / Kevin Jiang


Ben Lamm (links) und George Church wollen noch in diesem Jahrzehnt ein erstes "Mammufanten"-Kalb erzeugen.
Foto: Colossal

Die Geschichte klingt nach Hollywood: Ein für seine unkonventionellen Ideen berüchtigter Genetik-Pionier mit Rauschebart und ein junger, finanzkräftiger Entrepreneur gründen ein Start-up, um das vor Jahrtausenden ausgestorbene Wollhaarmammut von den Toten zurückzuholen. Ihr Ziel: Mithilfe uralter Mammut-DNA, heute lebender Elefanten und genetischer Werkzeuge sollen die eiszeitlichen Riesen im Labor neu gezüchtet und in der Arktis ausgewildert werden. Die Mammutherden des 21. Jahrhunderts sollen nicht nur die Biodiversität erhöhen und das arktische Ökosystem retten, sondern auch einen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten.

Ob sich schon jemand die Filmrechte für diese gewagte Idee gesichert hat, ist unklar. Fest steht, dass es sich dabei nicht um reine Fiktion handelt: Vor wenigen Wochen präsentierten der Harvard-Genetiker George Church und der Unternehmer Ben Lamm die Pläne für ihr buchstäbliches Mammutprojekt der Öffentlichkeit. Etliche Investoren sind eingestiegen, die eigens gegründete Firma Colossal hat umgerechnet 13 Millionen Euro eingesammelt. "Wir hoffen, dass das erste Kalb in vier bis sechs Jahren zur Welt kommen wird", sagt Lamm zum STANDARD. Das sei ambitioniert, liege aber im Bereich des Möglichen.

Neu ist die Idee, ausgestorbene Arten wie das Mammut wiederzubeleben, nicht. Revolutionäre Fortschritte in der Genetik ermöglichten es in den vergangenen Jahrzehnten, das Erbgut von immer mehr Lebewesen zu entschlüsseln. Schnell dehnte sich das molekularbiologische Interesse auch auf alte DNA aus. Dank häufiger Funde gut konservierter Mammutkadaver im arktischen Permafrost entpuppten sich die eiszeitlichen Dickhäuter als interessante Studienobjekte.

Hybrider Mammufant
Aus DNA-Fragmenten hatten Forscher im Jahr 2008 bereits 70 Prozent der Erbinformationen des Wollhaarmammuts rekonstruiert, dessen letzte Vertreter vor rund 4000 Jahren verschwanden. Seither wurde das Genom immer weiter vervollständigt. Dadurch konnte gezeigt werden, dass der Asiatische Elefant der nächste lebende Verwandte des Wollhaarmammuts ist: Seine DNA stimmt zu 99,6 Prozent mit der des Mammuts überein.
Durch den Erbgutvergleich lassen sich auch Gene identifizieren, die das Wollhaarmammut vom heutigen Elefanten unterscheiden. "Unser vorrangiges Ziel ist es, diese Mammutgene zurückzubringen", sagt Church. "Teilweise ist uns das bereits gelungen." Der Molekularbiologe, der eine Doppelprofessur an der Harvard University und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) innehat, war einst Mitinitiator des Human Genome Project, das zum Ziel hatte, das menschliche Erbgut zu entschlüsseln. Das ist längst erreicht, auch Churchs eigenes Genom wurde vollständig entziffert.

Mit seinem Team erforscht er nun schon seit Jahren die genetischen Besonderheiten der Mammuts. Rund 60 Gene sollen mit wichtigen äußeren Merkmalen und der Kälteanpassung der ausgestorbenen Tiere in Zusammenhang stehen. Sie dürften für die Behaarung, eine dicke Fettschicht und vergleichsweise kleine Ohren gesorgt haben.

Für ein geklontes Mammut reicht das fragmentierte arktische Genmaterial bisher allerdings nicht aus. 2015 ventilierte Church die Idee, spezifische Mammutgene mithilfe neuer molekularbiologischer Werkzeuge wie der Gen-Schere CRISPR/Cas9 in Elefanten einzuschleusen und so hybride "Mammufanten" zu erschaffen, die in Aussehen und Eigenschaften nahe an ihren ausgestorbenen Vorfahren dran wären.

Ökologischer Impakt?
Bislang war das allerdings ein Nebenprojekt des umtriebigen Wissenschafters, das zwar für Schlagzeilen sorgte, aber nur über bescheidene finanzielle Mittel verfügte. Das hat sich nun geändert: Ben Lamm, der zuvor eine auf künstliche Intelligenz spezialisierte Firma gegründet hatte, schlug Church eine Zusammenarbeit vor. Ein gemeinsames Unternehmen soll die Umsetzung von Churchs Plänen beschleunigen und neue Technologien hervorbringen, die auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen könnten.

Church und Lamm behaupten, dass ihr Projekt großes Potenzial für den Arten- und Klimaschutz habe. Die Methoden zur Erschaffung von Mammufanten ließen sich adaptieren und könnten helfen, akut vom Aussterben bedrohte Spezies zu retten. Zudem könnte die Auswilderung von kälteresistenten Dickhäutern in einer fast unbewohnten Region bedrohten Elefanten eine alternative Zukunft bieten.

Vor allem aber, argumentiert Church, könnten umherstreifende Herden das rapide Auftauen des Permafrosts in der Arktis verlangsamen, das zu einer Freisetzung klimaschädlicher Treibhausgase aus dem Boden führt. Tatsächlich hat sich die Landschaft der arktischen Tundra seit dem Verschwinden der Mammuts und anderer Großsäugetiere enorm verändert: Wo einst ausgedehntes Grasland dominierte, ist heute vor allem Moos zu finden.

Ethische Bedenken
Manche Biologen nehmen an, dass sich die eiszeitliche Grassteppe durch die Anwesenheit großer Pflanzenfresser teilweise wiederherstellen ließe und Erosion und Auftauen der Böden verlangsamt werden könnten. Unumstritten ist das nicht – und die Ansage, Mammutelefantenherden auszuwildern, schon gar nicht. Die Paläogenetikerin Beth Shapiro von der University of California Santa Cruz ortet große ethische und wissenschaftliche Probleme. Sollen wir eine Spezies zurückholen, über die wir so wenig wissen? Wer entscheidet, wo und wie sie lebt? Und wie genau geht die künstliche Aufzucht dieser vermutlich hochsozialen Tiere vonstatten? Sie verfolge Churchs Pläne interessiert, sei aber skeptisch, ob sie sich umsetzen ließen, sagte Shapiro zur New York Times.

Kritiker sehen auch ein potenzielles Problem in der privaten Finanzierung der Unternehmung. Die Investoren wollen schließlich Geld verdienen – ob mit den Tieren selbst oder mit der Technologie, die ihre Zucht ermöglicht. Wer stellt sicher, was damit geschieht? "Jede Technologie kann für etwas Schlechtes verwendet werden", antwortet Church auf diese Frage. "In diesem Fall halte ich das für unwahrscheinlich, wir sind aber offen für Kritik."

Künstliche Gebärmutter
Der Genetiker betont, eng mit Bioethikern und Naturschutzbiologen zusammenzuarbeiten und das Tierwohl genau im Blick zu haben. Ursprünglich wollte er im Labor erzeugte Hybridembryonen in weibliche Elefanten einpflanzen, die sie als Leihmuttertiere austragen sollten. Diese Idee wurde wieder verworfen – auch aufgrund möglicher Risiken für die Elefanten. Stattdessen wird nun an einer künstlichen Gebärmutter aus Stammzellen gearbeitet, in der die Tiere heranwachsen sollen.

Versuche an Mäusen und Lämmern haben in der Vergangenheit gezeigt, dass das prinzipiell denkbar ist. Das Mammut-Projekt hat aber auch in dieser Hinsicht eine andere Dimension: Eine künstliche Gebärmutter müsste einen auf bis zu 100 Kilogramm heranwachsenden Fötus fast zwei Jahre lang beherbergen. "Ich behaupte nicht, dass das einfach ist", sagt Church. "Aber unsere Fortschritte sind groß."
(David Rennert, 13.10.2021)
Genetik-Start-up will die Rückkehr der Mammuts finanzieren
 

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#3
HAARIGE WIEDERAUFERSTEHUNG
Wichtige erste Hürde bei Wiedergeburt des Mammuts genommen
Forschenden um Genetikpionier George Church gelang es erstmals, umprogrammierte pluripotente Stammzellen von Elefanten zu erzeugen. Fachleute bleiben aber skeptisch

Bis vor rund 4.000 Jahren waren die befellten Dickhäuter jenseits des Polarkreises anzutreffen. In wenigen Jahren soll das Wollhaarmammut in Gestalt eines "Mammufanten" wiedererstehen.
Colossal Biosciences

Die letzten ihrer Art starben vor etwa 4.000 Jahren aus – also etwa zu der Zeit, als die Minoer auf Kreta ihre Palastbauten errichteten. Da diese Wollhaarmammuts sehr weit im Norden lebten, hat sich ihre Erbsubstanz in diversen Überresten gut konserviert. Und so ließ sich bereits 2008 rund 70 Prozent der Erbinformation der behaarten Riesen rekonstruieren. Mittlerweile ist das Mammutgenom vervollständigt. Dabei zeigte sich unter anderem, dass der Asiatische Elefant der nächste lebende Verwandte des Wollhaarmammuts ist, bei rund 99,6-prozentiger Übereinstimmung.

20 Jahre nach den ersten Genomanalysen – also 2028 – soll das Wollhaarmammut (oder eher eine Hybrid aus Elefant und Mammut, also ein "Mammufant") wiedergeboren werden, wenn es nach den optimistischen Plänen des Harvard-Genetikpioniers George Church geht, der zu diesem Zweck im Herbst 2021 eine Firma mit passendem Namen gegründet hat: Colossal Biosciences. Seit zweieinhalb Jahren und mit gut 13 Millionen US-Dollar Startkapitel arbeitet ein Team dieser Firma in Dallas im US-Bundesstaat Texas daran, die komplexe genetische Herausforderung zu meistern, die sich nach und nach als noch komplizierter herausstellt als zunächst gedacht.


George Church (rechts) und Ben Lamm wollen mit ihrer Firma noch in diesem Jahrzehnt einen Mammufanten erzeugen. Das könnte knapp werden.
Colossal Biosciences

Erster wichtiger Meilenstein
Doch nun wurde ein erster Meilenstein verkündet, der auf den ersten Blick nicht besonders spektakulär aussieht: Forschenden von Colossal Biosciences ist es gelungen, Zellen der Haut eines Asiatischen Elefanten in einen embryonalen Zustand zu versetzen. Diese sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS), die sich in alle Zelltypen eines Tieres differenzieren können, sind laut den Plänen der Firma der erste Schritt zum Vorhaben, später einmal ganze Herden asiatischer Elefanten zu züchten, die genetisch so verändert wurden, dass sie zotteliges Haar, zusätzliches Fett und andere Mammutmerkmale haben.

Dass diese Errungenschaft als großer Durchbruch verkündet wird, mag Interessierte überraschen. Denn bereits vor 18 Jahren war es dem japanischen Stammzellforscher Shin'ya Yamanaka gelungen, solche iPS aus Hautzellen von Mäusen zu züchten, wofür er 2012 den Medizin-Nobelpreis gewann. Solche iPS-Zellen wurden in den vergangenen Jahren auch für den Menschen und für eine ganze Reihe von gefährdeten Tierarten wie dem Nördlichen Breitmaulnashorn oder dem Schneeleoparden hergestellt. Doch bei Elefanten bissen sich die Fachleute viele Jahre lang die Zähne aus, ehe Churchs Team nun endlich erfolgreich war.


Die ersten iPS-Zellen von Elefanten.
Colossal Biosciences

Der Trick war, neben der Zugabe der vier sogenannten Yamanaka-Faktoren, die bei Mäusen und Menschen zu iPS führen, auch noch die Expression des Anti-Krebs-Gens TP53 zu drosseln, wie das Team um Church und Eriona Hysolli in einem noch nicht fachbegutachteten Preprint auf der Plattform Biorxiv berichtet, der am Donnerstag hochgeladen wurde.

Die nächsten gentechnischen Schritte
Laut Church werden die neuen Zelllinien jedoch dabei helfen, die genetischen Veränderungen zu identifizieren und zu untersuchen, die erforderlich sind, um den Asiatischen Elefanten die Eigenschaften eines Mammuts zu verleihen. "Wir würden sie gerne vorab testen, bevor wir sie in Elefantenbabys einsetzen", sagte Church auf Nachfrage von "Nature News". Mit seinem Team erforscht er bereits seit Jahren die genetischen Besonderheiten der Mammuts und hat rund 60 Gene entdeckt, die mit wichtigen äußeren Merkmalen und der Kälteanpassung der ausgestorbenen Tiere in Zusammenhang stehen.

Die iPS-Zellen der Elefanten könnten mittels der Gen-Schere Crispr/Cas9 entsprechend bearbeitet und dann in entsprechendes Gewebe wie Haare oder Blut umgewandelt werden. Der nächste Schritt würde dann darin bestehen, Gen-editierte iPS-Zellen in Spermien und Eizellen umzuwandeln, um Embryonen zu erzeugen, was bei Mäusen bereits gelungen ist. Es könnte auch möglich sein, iPS-Zellen direkt in lebensfähige synthetische Mammufanten-Embryonen zu verwandeln.

Forscher, die nicht an den Arbeiten beteiligt waren, sind allerdings auch hinsichtlich des ersten Meilensteins noch zurückhaltend: Sebastian Diecke etwa, Stammzellbiologe am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft in Berlin, würde laut "Nature News" gerne mehr Beweise dafür sehen, dass iPS-Zelllinien stabil wachsen und in verschiedene Arten von Geweben umgewandelt werden können, zum Beispiel durch die Herstellung von Gehirnorganoiden. "Es gibt noch einige Schritte, bevor wir sie als richtige iPS-Zellen bezeichnen können", sagt Diecke.

Künstliche Elefantengebärmutter
So richtig kompliziert wird es aber erst dann, wenn Church und sein Team tatsächlich darauf verzichten wollen, Asiatische Elefantenkühe als Leihmütter zu verwenden, um die Gen-editierten Embryonen auszutragen. Sein visionärer Plan sieht vielmehr vor, dafür künstliche Gebärmütter einzusetzen, die zum Teil ebenfalls aus iPS-Zellen gewonnen werden. "Wir wollen nicht in die natürliche Fortpflanzung gefährdeter Arten eingreifen", sagt Church, "also versuchen wir, die Möglichkeiten der In-vitro-Trächtigkeit zu erweitern."

Wenn auch die erste Hürde genommen sein mag: Die zahlreichen nächsten Schritte, die noch erforderlich sind, um aus einer iPS-Zelle einen mammutähnlichen Elefanten zu züchten, scheinen technologisch mindestens so herausfordernd zu sein wie dieser erste. Vermutlich werden wir uns also doch ein paar Jahre länger als bis 2028 gedulden müssen, ehe es zur haarigen Wiederauferstehung des Wollhaarmammuts kommen wird. (Klaus Taschwer, 8.3.2024)
Wichtige erste Hürde bei Wiedergeburt des Mammuts genommen
 

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#4
ISOLIERT, ABER WOHLAUF
Das Ende des Mammuts ist wieder ein Stück rätselhafter geworden
Eine Theorie besagt, dass die letzten Wollhaarmammuts auf der Wrangelinsel vor 3600 Jahren genetischer Verarmung zum Opfer fielen. Eine neue Studie zieht dies in Zweifel
Im ausgehenden 17. Jahrhundert vor Christus geht im Alten Ägypten das Mittlere Reich zu Ende, die Hyksos stehen fast schon vor der Tür. Im Zweistromland erleben die Babylonier dagegen ihre erste Blütezeit, auf Kreta werden die großen minoischen Paläste nach einem Erdbeben gerade wieder aufgebaut. Und im Norden Sibiriens sterben die letzten Wollhaarmammuts der Erde.

Das Bild von einem Mammut neben den ägyptischen Pyramiden erscheint zwar wie eine irreale Szenerie, aber es ist keineswegs anachronistisch. Während das Mammuthus primigenius, das Wollhaarmammut, vor 11.000 Jahren am Ende des letzten eiszeitlichen Kälteeinbruchs aus Europa verschwand, konnten sich in anderen Teilen der Welt für eine Weile noch Restbestände erhalten.


Das Verschwinden der Mammuts von der Wrangelinsel ist immer noch weitgehend rätselhaft. Folgen genetischer Inzucht könnten eine Rolle gespielt haben. Laut einer aktuellen Studie dürften diese aber nicht den Ausschlag für das Ende der Population gegeben haben.
Illustr.: REUTERS/Beth Zaiken

Eiserne Inselbewohner
In Nordamerika existierte bis vor 5700 Jahren eine Population auf einer der Pribilof-Inseln, wahrscheinlich ein Überbleibsel der Mammuts von der einstigen Beringia-Landbrüche zwischen Asien und Amerika. Etwa in diesem Zeitraum, vielleicht auch schon früher, starben wohl auch die Wollhaarmammuts des nordsibirischen Festlands aus – mit Ausnahme einiger unbeirrbarer Tiere auf der Wrangelinsel.

Die Insel liegt im Arktischen Ozean im äußersten Nordosten Sibiriens. Vor rund 9000 Jahren wurde eine Landverbindung durch den steigenden Meeresspiegel dauerhaft überflutet, und die Wrangelinsel mit ihren wollhaarigen Riesen war plötzlich isoliert. Wie groß die Zahl der Tiere in ihrem finalen Refugium zu ihren besten Zeiten war, lässt sich nicht mit Sicherheit feststellen. Wahrscheinlich aber konnte die Insel selbst unter günstigsten Umständen kaum mehr als 300 bis 500 Individuen ernähren.

Inzucht mit Folgen
Das ist möglicherweise zu wenig für eine gesunde dauerhafte Population. Zumindest fanden Fachleute bei DNA-Untersuchungen von Proben aus Mammutknochen der Wrangelinsel zahlreiche funktionsverändernde Mutationen – Hinweise auf eine fortgeschrittene Inzucht.

Das Fundament für diesen genetischen Verfall wurde wahrscheinlich schon in der Isolationsphase gelegt: Wie eine aktuelle Studie nun nachgewiesen hat, gingen die Wollhaarmammuts der Wrangelinsel aus nur höchstens acht Individuen hervor. Man möchte meinen, das würde als Erklärung für den endgültigen Untergang der Eiszeitriesen reichen, doch das Forschungsteam um Love Dalén vom Schwedischen Museum für Naturkunde und von der Universität Stockholm kam zu anderen, überraschenden Schlüssen.

Nicht nur dass die Population auf der Wrangelinsel innerhalb von 20 Generationen auf mindestens 200 bis 300 Exemplare anwuchs, das Ausmaß des genetischen Niedergangs war offenbar keineswegs so schlimm wie ursprünglich gedacht. Laut der neuen Studie reicht Inzucht zumindest als alleinige Erklärung für das Aussterben der Population nicht aus.


Die Wrangelinsel im Arktischen Ozean nördlich der sibirischen Küste sieht heute immer noch so aus, wie man sich typisches Mammutland vorstellen würde. Hier fanden die pelzigen Rüsseltiere tatsächlich noch bis vor 3600 Jahren ein Refugium.
Foto: REUTERS/Love Dalen

Genetisch gesünder als gedacht
"Wir können die Idee, dass die Population einfach zu klein und aus genetischen Gründen zum Aussterben verurteilt war, mit gutem Gewissen zurückweisen", sagte Dalén. "Das bedeutet, dass es vielleicht nur ein zufälliges Ereignis war, das den Wrangel-Mammuts den Untergang brachte. Hätte dieses Ereignis nicht stattgefunden, gäbe es womöglich heute noch Mammuts."

Die Untersuchungen der Forschenden um die Evolutionsgenetikerin geben nicht nur Aufschluss über die Populationsdynamik des Wollhaarmammuts auf der Wrangelinsel. Nach Ansicht der Wissenschafter können die im Fachjournal Cell veröffentlichten Ergebnisse auch dazu beitragen, Schutzstrategien für heute bedrohte Tiere zu entwickeln. "Mammuts sind ein hervorragendes Beispiel, um die anhaltende Krise der biologischen Vielfalt zu verstehen und festzustellen, was in einem Genom passiert, wenn eine Art einen Populationsengpass durchläuft", sagte Marianne Dehasque von der Universität Stockholm.

Langsamer Variantenschwund
Für seine Studie analysierte das Team die Genome von 21 Wollhaarmammuts. 14 stammten von der Wrangelinsel, die übrigen sieben kamen von einer Festlandpopulation, die dem genetischen Flaschenhals auf der Wrangelinsel vorausging. Insgesamt umspannen die Proben die letzten 50.000 Jahre der Existenz des Wollhaarmammuts und zeichnen so die Veränderungen der genetischen Vielfalt im Laufe der Jahrtausende nach.

Der Vergleich lieferte viele Anzeichen für Inzucht und eine schrumpfende genetische Vielfalt während der 6000 Jahre, in denen die Mammuts auf der Wrangelinsel lebten. Allerdings vollzog sich diese genetische Verarmung nur sehr langsam, was darauf hindeutet, dass die Populationsgröße bis zum Ende weitgehend stabil blieb. Mehr noch: Obwohl die Mammutbestände auf der Insel im Lauf der Zeit tatsächlich mäßig problematische Mutationen anhäuften, wurden wirklich schädliche Mutationen langsam ausgemerzt.

Rätselhaftes, plötzliches Ende
"Wenn ein Individuum eine extrem schädliche Mutation hat, ist es im Grunde nicht lebensfähig, sodass diese Mutationen allmählich aus der Population verschwanden", sagte Dehasque. "Was am Ende geschah, ist also immer noch ein Rätsel. Wir wissen nicht, warum sie ausstarben, nachdem es ihnen 6000 Jahre lang mehr oder weniger gut gegangen war."

Das Forschungsteam vermutet allerdings aufgrund der Indizien, dass der Vorhang für Mammuthus primigenius sehr plötzlich gefallen sein muss. Möglicherweise hatte dabei auch der Mensch seine Finger im Spiel: Aus der Zeit um 1700 vor Christus, eben als die letzten Wrangel-Mammuts verschwanden, stammen auch die ältesten Hinterlassenschaften von Menschen auf dieser unwirtlichen arktischen Insel.


Das ikonische Wollnashorn verschwand vor etwa 10.000 Jahren. Verantwortlich war offenbar die Bejagung durch den Menschen in Kombination mit klimatischen Veränderungen.
Illustr.: Benjamin Langlois

Am Wollnashorn-Ende war der Mensch beteiligt
Am Verschwinden eines anderen eiszeitlichen Riesen, des Wollhaarnashorns (Coelodonta antiquitatis), dürfte der Mensch in jedem Fall maßgeblich beteiligt gewesen sein, wie eine andere Studie nun darlegt. Wie die Forschenden um Hervé Bocherens von der Universität Tübingen im Fachblatt Pnas berichten, dürfte der pelzige Dickhäuter mit den Ausmaßen eines heutigen afrikanischen Breitmaulnashorns bereits vor etwa 30.000 Jahren durch konstante Bejagung und klimatische Veränderungen in Eurasien in eine Sackgasse geraten sein.

Gegen Ende der letzten Eiszeit waren die Nashörner weiter in isolierte, suboptimale Lebensräume abgedrängt worden. Unter fortdauerndem Druck durch den Menschen und ohne die Möglichkeit, in günstigere Lebensräume zu wandern, verschwanden die letzten geschwächten Populationen schließlich vor rund 10.000 Jahren von der Bildfläche.
(Thomas Bergmayr, 30.6.2024)
Das Ende des Mammuts ist wieder ein Stück rätselhafter geworden
 

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GEFRIERGETROCKNET
Erbgut von uraltem Mammut rekonstruiert
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Einem internationalen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, das Erbgut eines urzeitlichen Wollhaarmammuts aus Hautzellen nachzubilden. Das Tier wurde offenbar kurz nach seinem Tod gefriergetrocknet, weshalb die Mammuthaut und sogar das Fell rund 52.000 Jahre im sibirischen Boden erhalten blieben.
Online seit gestern, 11.07.2024, 17.10 Uhr
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Mammuts breiteten sich auf der Erde schon vor über 100.000 Jahren aus und waren den heutigen Elefanten sehr ähnlich. Die urzeitlichen Rüsseltiere hatten aber längere Stoßzähne und vor allem in nördlichen Gebieten auch ein dickes Fell. Vor rund 4.000 Jahren, als die letzten Vertreter ihrer Art von der Wrangelinsel im Arktischen Ozean verschwanden, starben die Mammuts schließlich aus.

Bis heute werden urzeitliche Mammutüberreste gefunden – auch in Österreich, wie etwa vor ein paar Monaten im niederösterreichischen Gobelsburg. „Das Problem mit den meisten Funden ist, dass sich ihre Qualität im Laufe der Jahre normalerweise stark verschlechtert, und genaue Untersuchungen von besonders alten Tieren dann oft nicht mehr möglich sind“, erklärt die Genetikerin Cynthia Perez-Estrada vom Baylor College in Houston (USA) gegenüber science.ORF.at.

Gefriergetrocknete Mammuthaut
Zusammen mit einem Forschungsteam testete Perez-Estrada trotzdem einige Methoden, um das Erbgutmaterial aus alten, tierischen Überresten analysieren zu können. Rund fünf Jahre dauerte es, bis das Team eine passende Mammutprobe für die Untersuchungen fand. „Experten, mit denen wir schon länger in Kontakt waren, haben uns von einem Wollhaarmammut erzählt, das im Jahr 2018 in Sibirien gefunden wurde. Wegen der besonderen Beschaffenheit der Überreste hat die Probe unsere Qualitätskriterien klar erfüllt.“

Love Dalén
Die Mammuthaut samt Fell wurde im Jahr 2018 in Sibirien gefunden

Besonders an dem in Sibirien gefundenen Mammut war, dass die Überreste mit rund 52.000 Jahren vergleichsweise alt sind. Den Forscherinnen und Forschern stach aber vor allem die gute Beschaffenheit des Mammuts ins Auge, die wahrscheinlich auf einen für die Forschung sehr glücklichen Zufall zurückzuführen ist.

„Über den Tod des Mammuts können wir heute nur noch spekulieren, wir gehen aber davon aus, dass es relativ schnell nach seinem Ableben einfror und dabei gleichzeitig auch austrocknete“, erklärt der ebenfalls an der Untersuchung beteiligte Biophysiker Marc Marti-Renom vom Katalanischen Institut für Forschung und fortgeschrittene Studien (ICREA) in Barcelona. „Sehr wichtig war auch, dass die Überreste die gesamten 52.000 Jahre wahrscheinlich nie aufgetaut sind.“

Erstmals geschafft
Das erlaubte dem Forschungsteam schließlich genauere Einblicke in die DNA und Gene des Wollhaarmammuts. Anhand einer kleinen Hautprobe aus dem Bereich unter dem Ohr des Mammuts und mit modernen Analysetechniken gelang es, das Erbgut des Tieres und auch die dreidimensionale Struktur seiner Chromosomen zu rekonstruieren. Über 60 Forscherinnen und Forscher aus aller Welt arbeiteten zusammen, um das zu schaffen.

„Es ist das erste Mal, dass man die Erbgutstruktur eines Tieres aus einer so alten Probe nachbilden konnte. So etwas auch mit uralten, rund 52.000 Jahre alten Proben zu machen, wurde davor noch nie bewerkstelligt“, erklärt Marti-Renom. Das internationale Forschungsteam präsentiert die Ergebnisse der Untersuchung derzeit im Fachjournal „Cell“.



Große Ähnlichkeit zu Elefanten
Bei der Analyse des Erbguts zeigte sich, dass das sibirische Wollhaarmammut 28 Chromosomenpaare hatte – gleich viele wie heute lebende Elefantenarten. „Die Mammuts waren sozusagen die Cousins der modernen Elefanten. Es gibt natürlich ein paar Unterschiede, aber im Großen und Ganzen sind sich die Tiere sehr ähnlich.“

Einen deutlichen Unterschied fand das Forschungsteam unter der Haut des Mammuts. Dort waren bestimmte Gene aktiv, die im Erbgut moderner Elefanten fehlen. „Wir haben Gene gefunden, die mit den Haarfollikeln der Mammuts zusammenhängen“, erklärt Perez-Estrada. Laut der Wissenschaftlerin könnten die Gene ausschlaggebend dafür gewesen sein, dass die Wollhaarmammuts ein Fell hatten. „Das hilft uns zum Teil auch die Frage zu beantworten, was ein Mammut wirklich zum Mammut macht.“

Love Dalén
Im sibirischen Permafrostboden wurde auch ein Fuß eines Mammuts gefunden

Forschungsproben im Härtetest
Die neuen Erkenntnisse über das 52.000 Jahre alte Mammut seien hilfreich für weitere Untersuchungen auf dem Gebiet. Künftig könnten sie etwa dazu beitragen, Einblicke in das Erbgut anderer ausgestorbener Tierarten zu erhalten, und auch Untersuchungen an urzeitlichen Menschen sind laut Marti-Renom nicht ausgeschlossen.

Die Forscherinnen und Forscher wollten in der aktuellen Arbeit aber vor allem auch ihre Untersuchungsmethoden testen und der Öffentlichkeit präsentieren. Das Team nutzte etwa eine Methode namens „Hi-C“, die es den Forscherinnen und Forschern ermöglichte, die Interaktionen zwischen verschiedenen DNA-Fragmenten zu ermitteln und damit die Struktur des Erbguts genauer nachzubilden.

Außerdem wollten die Forscherinnen und Forscher zeigen, dass die Methode in Zusammenhang mit gefriergetrockneten Proben aller Art funktioniert. Um das zu testen, trocknete das Team Rindfleischstücke und unterzog sie mehreren Härtetests. „Wir haben Baseballs darauf geworfen, sind mit dem Auto drübergefahren und haben die Proben sogar mit einem Gewehr beschossen“, so Perez-Estrada. Auch danach war es mit den Analysemethoden des Teams noch immer möglich, die Erbgutstruktur aus den Fleischstücken zu rekonstruieren.

Erneute Züchtung denkbar
Das genauere Verständnis über das Mammuterbgut könnte irgendwann sogar erlauben, die urzeitlichen Tiere wieder zurückzubringen. „Jetzt, wo wir wissen, dass das Erbgut der Tiere dem der heutigen Elefanten so stark ähnelt, ist es nicht mehr ausgeschlossen, damit in Zukunft immer mammutähnlichere Tiere zu züchten“, erklärt Marti-Renom.

Das war jedoch nicht das Ziel der aktuellen Forschungsarbeit, und das Team habe derzeit auch kein Interesse daran, diesen Weg weiter zu verfolgen. Der Biophysiker hält es aber nicht für ausgeschlossen, dass die neuen Erkenntnisse zum Beispiel privaten Firmen dabei helfen, entsprechende Vorhaben weiter voranzutreiben. „Bis es tatsächlich wieder Mammuts auf der Erde gibt, wird es aber auf jeden Fall noch dauern, denn davor sind noch sehr viele weitere Untersuchungen notwendig.“
12.07.2024, Raphael Krapscha, ORF-Wissenschaft

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