Doch es gibt auch erstaunliche Überlebenskünstler in der Tierwelt – und der entlang der Atlantikküste Nordamerikas heimische Killifisch (Fundulus heteroclitus) gehört definitiv dazu. Seit den 1950er Jahren wird sein Lebensraum zunehmend durch industrielle Abfälle verschmutzt. Dioxine, Schwermetalle und andere giftige Chemikalien schwimmen in tödlichen Konzentrationen in den Gewässern. Einigen Killifisch-Populationen aber scheint das nichts auszumachen. Um zu verstehen, warum die Art trotz der Umweltverschmutzung überleben kann, haben Reid und seine Kollegen knapp 400 Killifische aus verschmutzten und nicht verschmutzten Gegenden untersucht. Das Ergebnis: Die an die Gifte im Wasser gewöhnten Tiere können rund 8.000-mal so hohe Konzentrationen von Chemikalien vertragen wie andere Fische.
Eine molekulare Strategie für alle
Wie ist das möglich? Das Geheimnis liegt in den Genen, wie eine Erbgutanalyse offenbarte. Die Forscher entdeckten, dass in verseuchten Gewässern heimische Fische eine geringere genetische Vielfalt aufweisen als ihre Verwandten aus sauberen Gefilden. Ein Zeichen dafür, dass die Verschmutzung die Fischbestände zunächst dezimierte und weniger Genaustausch stattfand. Doch mit der Zeit scheinen sich die Killifische an die neue Situation angepasst zu haben: In ihrem Genom zeigten sich Veränderungen, die ihnen offenbar das Leben im Dreckwasser erleichtern. Vor allem zahlreiche Gene, die mit dem sogenannten Ah-Rezeptor in Verbindung stehen, fehlen diesen Tieren nun. An diesen Rezeptor können unter anderem Dioxine und PCBs andocken. Allerdings spielt er auch eine Rolle für Signalwege, die den Hormon- und Sauerstoffhaushalt, denn Zellzyklus und das Immunsystem regulieren. Demnach müsste das Fehlen wichtiger Gene in diesem Bereich auch negative Auswirkungen haben. “Wir haben im Genom an anderen Stellen aber etliche Mutationen entdeckt, die das Fehlen der gelöschten Gene kompensieren können”, schreibt das Team.
Interessant dabei: Obwohl sich Killifische in unterschiedlichen Regionen völlig unabhängig voneinander an verschmutzte Gewässer anpassen mussten, sind die Überlebensstrategien der einzelnen Populationen auf genetischer Ebene doch erstaunlich identisch: “Alle Fische, die den Giften ausgesetzt waren, haben ihre Toleranz durch denselben molekularen Weg erworben”, sagt George Gilchrist von der National Science Foundation, die die Studie gefördert hat. Das deute womöglich daraufhin, dass die Evolution nur einige wenige Lösungen auf Lager hat, um Arten an Verschmutzung anzupassen. Dass die Killifische sich überhaupt so schnell an die Veränderungen in ihrer Umwelt gewöhnen konnten, ist einer Besonderheit geschuldet: Der variable Anteil in ihrem Genom ist den Wissenschaftlern zufolge höher als bei jedem anderen Wirbeltier. Die Evolution kann auf diese Weise schneller greifen. Auch Insekten profitieren etwa von dieser Eigenschaft – und werden deshalb rasch gegen Pestizide resistent.
