Invasive Arten – Tier- und Pflanzenarten, die an standortfremden Lebensräumen einheimische Lebewesen verdrängen – sorgen an vielen Orten für Probleme. Ein internationales Forscherteam um Dunja Lamatsch, Wissenschaftlerin am Forschungsinstitut für Limnologie der Uni Innsbruck in Mondsee, entwickelte ein neues Werkzeug, um invasiven Populationen Herr zu werden.

Unter dem Begriff „invasive Art“ versteht man Tier- und Pflanzenarten, die durch ihre Verbreitung in standortfremden Lebensräumen einheimische Arten verdrängen. Zumeist ist an ihrer Ausbreitung der Mensch schuld, der durch aktives Einschleppen bzw. Zerstörung des ursprünglichen Lebensraums ortsfremde Arten begünstigt. Eine Theorie, nach der invasive Populationen durch sogenannte „genetische Trojaner“ ausgelöscht werden könnten, ließ im Kampf gegen Bioinvasoren neue Hoffnung schöpfen. Ein internationales Forscherteam um die Mondseer Wissenschaftlerin Dunja K. Lamatsch (Universität Innsbruck) untersuchte die Durchführbarkeit dieser Theorie und entwickelte ein neues Werkzeug, um diesem Ziel näherzukommen.

Malaria-Bekämpfung mit unerwarteten Nebenwirkungen

Der Koboldkärpfling (Gambusia affinis) wurde im 20. Jahrhundert aus seinem ursprünglichen Verbreitungsgebiet, den südöstlichen USA, zur Bekämpfung von malariaübertragenden Stechmücken weltweit eingesetzt. Der Fisch kam in den neuen Lebensräumen so gut zurecht, dass er sich zur Plage entwickelte. Er verdrängte nicht nur die ursprünglich heimischen Arten im gleichen Lebensraum durch Nahrungskonkurrenz, hohe Reproduktionsfähigkeit und aggressives Verhalten, sondern ernährt sich auch vom Laich anderer Fischarten und Amphibien. Gambusia affinis zählt heute zu den 100 invasivsten Tierarten weltweit.

Selbstkontrolle durch genetischen Trick

Der Koboldkärpfling diente der Wissenschaftlerin des universitären Forschungsinstituts für Limnologie in Mondsee wegen der durch ihn weltweit verursachten Probleme als invasive Tierart und seiner genetischen Eignung als Modellorganismus. Die Männchen besitzen zwei gleiche, geschlechtsbestimmende Keimzellen (ZZ), die Weibchen zwei verschiedene (ZW). Durch Beigabe des Hormons Östrogen können Männchen zu Weibchen umgewandelt werden, obwohl sie genetisch ZZ sind. In einer früheren Hypothese wurde angenommen, dass das Einbringen von geschlechtsumgewandelten Weibchen in Freilandpopulationen eine Population mit einem extremen Überschuss an Männchen hervorbringen und die „echten“ Weibchen eliminieren würde. Die Geschwindigkeit, bis es zur Auslöschung der Population kommen sollte, wäre von der Anzahl der eingebrachten „Trojaner“ abhängig.

Geschlechterbestimmung bei Fischen zur Bioindikation

Um die Methode der „trojanischen Fische“ überhaupt testen zu können, müssen die Forschenden das genetische Geschlecht der umgewandelten Fische kennen. Dazu hat Dunja Lamatsch erstmals einen Weibchen-spezifischen, genetischen Marker für Gambusia affinis entwickelt und die Details in PLOS ONE veröffentlicht. Durch diesen Marker könnten die ungeliebten Fische sogar als Umweltindikatoren fungieren. Durch die Sensitivität der Fische gegenüber Stoffen, die das Hormonsystem beeinflussen, könnten durch umgewandelte Gambusen Rückschlüsse auf einen erhöhten Gehalt an Östrogen im Gewässer gezogen werden. Die gefangenen Gambusen könnten getestet und im Zuge dessen gleich aus dem jeweiligen Gewässer entfernt werden. Östrogen kann durch die im Urin enthaltenen Rückstände der Antibabypille über die kommunalen Abwässer in die Gewässer gelangen. Erst Ende 2014 war in den Medien Östrogen für den „Männchenschwund bei Fischen“ verantwortlich gemacht worden und erklärt worden, dass ein genetischer Test zur Feststellung der umgewandelten Männchen noch fehlt.

 

Originalartikel: Lamatsch et. al. (2015): A transcriptome derived female-specific marker from the invasive Western mosquitofish (Gambusia affinis). PLOS ONE 10(2):e0118214.
doi: 10.1371/journal.pone.0118214.