Abb.1 Lotti ist mit ihren 24 Jahren schon sehr alt – ansehen tut man es ihr aber nicht.

Prof. Dr. Sandra Bouwhuis

Auch Seeschwalben altern

Man sieht es ihnen nicht an: Auch unsere älteste Flussseeschwalbe Lotti fällt weder durch Falten um den Schnabel herum auf noch dadurch, dass die schwarzen Federn am Kopf grau werden. Und trotzdem altern auch Vögel.

Abb. 2 Ein kleiner Tropfen Blut reicht Sandra für ihre Untersuchungen. Gleich läuft das Küken wieder mit seinen Geschwistern über die Brutinsel und wartet auf die Eltern, die hoffentlich Fischchen zum Futtern mitbringen.

Das biologische Alter einer Flussseeschwalbe kann man an ihren Chromosomen erkennen. Chromosomen sind die Träger der Erbinformation in den Zellkernen. Am Ende von jedem Chromosom befindet sich eine Art Schutzkappe aus Aminosäuren und Eiweißmolekülen. Diese so genannten Telomere schützen die Erbinformation. Mit jeder Zellteilung geht ein kleines Stückchen dieser Telomere verloren. Wenn diese Schutzkappe in Laufe des Lebens aufgebraucht ist, können sich die Zellen nicht mehr erneuern und sterben ab.

Sandra Bouwhuis versucht mehr über diese Telomere heraus zu bekommen und baut dabei auf den Untersuchungen von Christina Bauch aus den Vorjahren auf. Die Daten, die am Banter See über die Lebensgeschichte eines jeden markierten Vogels vorliegen, ermöglichen es, einen Zusammenhang zwischen der Länge der Telomere, dem Bruterfolg im Laufe eines Lebens und der Lebenserwartung zu untersuchen. Haben Individuen mit kurzen Telomeren tatsächlich schlechteren Bruterfolg und kürzere Lebenserwartung? „Wir hoffen, dass wir mit diesen Zellstrukturen einen Biomarker bekommen, also eine messbare Einheit, die eine Aussage über das Alter und die Lebensumstände der Flussseeschwalben erlaubt.“ Bevor das so weit ist, muss Sandra aber viele Fragen beantworten.

Um Antworten zu finden, muss sie erfahren, wie lang die Telomere in Flussseeschwalben unterschiedlichen Alters sind. Man kennt es von Krimis: Schon wenig Blut reicht aus, um die Erbinformation eines Täters zu ermitteln. Bei Vögeln ist das genauso: In jedem Tropfen Blut befindet sich die Erbinformation des Vogels und damit auch die Telomere. Sandra muss den Vögeln also nur ein wenig Blut abnehmen, um mehr über die Alterung der Vögel zu erfahren.

Abb.3 Um etwas über die Vererbung von Telomerlängen zu erfahren, braucht Sandra Proben von Elternvögeln und ihren Küken.

Bei Küken gibt es die Möglichkeit, sie zu fangen und mit einer Spritze etwas Blut abzunehmen. So erfährt Sandra, wie lang Telomere zu Beginn des Lebens sind. In der Wachstumsphase teilen sich die Zellen sehr oft, so dass die Veränderungen in den ersten Lebenswochen an den Telomeren besonders groß sind. Deshalb muss das gleiche Küken kurz bevor es flügge ist, noch einmal zur „Blutspende“.

„Wir sind gespannt, ob die Küken bereits zu Beginn ihres Lebens unterschiedlich lange Telomere besitzen, und wenn ja, ob dies von den Eltern vererbt wird.“, erläutert Sandra eine ihrer Fragestellungen. Spannend ist aber auch, ob Umweltgifte einen Einfluss darauf haben, wie schnell die Telomere kürzer werden. Zu diesem Zweck nimmt die Wissenschaftlerin Proben in Brutkolonien am Rhein, an denen weitere Untersuchungen stattfinden. Man weiß, dass die Seeschwalben am Rhein mit dem Umweltgift PCB (Polychlorierte Biphenyle) belastet sind.

Abb. 4 Diese Mexikanische Raubwanze ist schlank und hungrig.

Abb.5 Die Wanze kommt in ein künstliches Ei. Durch die kleinen Löcher steckt sie ihren Saugrüssel und zapft dem Vogel ein wenig Blut ab. Die Vögel bemerken davon nichts.

Abb. 6 Etwa 20 Minuten später ist die Wanze dick und rund und Sandra kann ihr das Vogelblut wieder abzapfen. Dazu verwendet sie eine kleine Spritze.

Abb. 7 Die Wanze wird dadurch schrumpelig wie eine Rosine, aber es schadet ihr nicht.

Um etwas über die Vererbung zu erfahren, müssen natürlich auch die Eltern der Küken untersucht werden. Die Proben der erwachsenen Vögel sind vor allen Dingen wichtig, um herauszufinden, wie die Telomere im Laufe ihres Lebens kürzer werden. Sandra sucht nach individuellen Unterschieden. „Hier am Banter See können wir unsere Messungen mit der Lebensgeschichte der einzelnen Vögel in Verbindung bringen“, freut sich die Wissenschaftlerin. „So können wir herausfinden, ob erfolgreiche Brüter wie Lotti, die schon sehr viele Nachfahren hat, stabilere Telomere besitzt als ein Vogel, der nur wenige Junge groß bekommt.“ Auch die Nahrungsbedingungen zu Beginn des Lebens könnten einen Einfluss haben. Da die Küken regelmäßig gewogen werden, weiß man von jedem Vogel, ob er am Anfang seines Lebens hungern musste, oder gut mit Futter versorgt werden konnte. Der Stress durch Hunger könnte Auswirkungen auf die Telomere haben.

„Erwachsene Vögel müssen für die Blutentnahme zum Glück nicht gefangen werden. Das würde sehr viel mehr Unruhe in die Kolonie bringen. Das Blutabzapfen überlässt Sandra deshalb der Mexikanischen Raubwanze. Dieses Insekt lebt vom Blut von Vögeln. Werden sie den Seeschwalben in einem künstlichen Ei untergeschoben (siehe Abb. 4), saugen sich die Raubwanzen mit Vogelblut voll. Die Vögel merken davon nichts. Sie sitzen wie immer ganz still auf den Eiern und wärmen diese. Dem Insekt wird das Blut nach etwa 20 Minuten wieder abgenommen, und so haben die Wissenschaftler ihre gewünschte Blutprobe, um die Telomere zu bestimmen oder auch für andere Untersuchungen.

Nach den Probenahmen geht Sandra ins Labor, um das Blut für die Weiterverarbeitung vorzubereiten. Als erstes kommen die Proben in eine Zentrifuge: Das ist ein Gerät, in dem die kleinen Röhrchen mit dem Blut so schnell gedreht werden, dass sich die festen Bestandteile, die Blutkörperchen und Blutplättchen, am Grund des Röhrchens sammeln und sich von der Flüssigkeit des Blutes, dem Serum, trennen. In den festen Bestandteilen befinden sich die Zellen mit der Erbinformation, in der Sandra die Telomere finden wird. Aber auch das Serum wird gebraucht, denn dort befinden sich Hormone, die von der Kollegin Coraline Bichet untersucht werden. Flüssigkeit und Zellen werden getrennt eingefroren und später weiter bearbeitet. Nach Ende der Brutsaison fährt Sandra mit den Proben nach Groningen (Niederlande), um sie dort im Labor zu untersuchen.