Tödliches Gift Evolution rüstet Spitzmaus und Echse mit der gleichen Waffe aus

Was haben eine Kurzschwanzspitzmaus und eine Skorpion-Krustenechse gemeinsam? Nichts? Doch: Sie töten ihre Beute mit dem gleichen Gift. Offenbar ist die Evolution bei zwei völlig unterschiedlichen Tierarten auf die gleiche Idee gekommen.

Jamie McCarthy

Der Biss dieser Tiere endet für das Opfer meistens tödlich. Sowohl die Nördliche Kurzschwanzspitzmaus als auch die Skorpion-Krustenechse erlegen ihre Beute mit Gift. Das Erstaunliche daran: Obwohl die beiden Tierarten völlig unterschiedlich sind und auch in unterschiedlichen Regionen leben, hat ihnen die Evolution die gleiche Waffe geschenkt: Eine giftige Variante eines speziellen Enzyms namens BLTX. Das Gift wirkt vorwiegend auf das zentrale Nervensystem. Kleinere Tiere wie etwa Nager sterben häufig daran, weil es zu Lähmungen des Atemzentrums kommt.

In beiden Fällen, so schreiben jetzt Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins " Current Biology", hat sich BLTX aus dem normalerweise harmlosen Enzym Kallikrein entwickelt. Yael Aminetzach von der Harvard-Universität und ihre Kollegen verglichen zunächst das Gift der Nördlichen Kurzschwanzspitzmaus mit dem harmlosen Kallikrein. Das Enzym kommt unter anderem in den Speicheldrüsen vieler Lebewesen vor. Es gehört zur Gruppe der Serinproteasen und ist in der Lage, Proteine zu spalten. Im Menschen ist Kallikrein auch in der Bauchspeicheldrüse, den Nieren und im Blutplasma vorhanden und übernimmt verschiedene Funktionen.

Die größten Unterscheide zwischen Kallikrein und dem giftigen BLTX fanden die Forscher im aktiven Zentrum des Enzyms. Das ist der Bereich, an dem die Spaltung der Proteine erfolgt. Die Wissenschaftler entdeckten, dass das aktive Zentrum der giftigen Kallikrein-Variante größer, flexibler und zusätzlich positiv geladen war. Diese Veränderungen sind wie ein Turbo-Boost für das Enzym: Die chemischen Reaktionen werden beschleunigt, BLTX kann so auch größere Moleküle spalten. Pech für die Beute: Der Biss der Kurzschwanzspitzmaus lähmt sie, anstatt, wie es bei der harmlosen Kallikrein-Variante der Fall ist, das Blut des Opfers lediglich zu verdünnen.

Turbo-Boost für das aktive Zentrum

Ob bei Algen, Komodowaranen, Schlangen oder Kröten - immer wieder haben sich Gifte in der Natur als evolutionärer Vorteil für den Angreifer erwiesen. Doch dass die Evolution diese Veränderung des Kallikreins mindestens noch ein zweites Mal hervorgebracht hat, finden die Wissenschaftler erstaunlich: "Es ist bemerkenswert, dass die gleiche Art der Änderung unabhängig voneinander stattgefunden hat und das gleiche Gift als Ergebnis herauskommt", sagt Hopi Hoekstra, eine der beteiligten Forscherinnen. Die Biologen hatten sehr ähnliche Modifikationen im aktiven Zentrum des Enzyms entdeckt, als sie das Gift der Skorpion-Krustenechse genauer untersuchten.

Die Studie über die beiden Giftstoffe helfe zu verstehen, wie sich neue Proteineigenschaften entwickelt haben, sagen die Wissenschaftler. Ihre Erkenntnisse zeigten auch, dass die Evolution tierischer Giftstoffe vorhersehbar sei.

Während die Nördliche Kurzschwanzspitzmaus eher in den nördlichen Gegenden der USA und in Kanada lebt, findet man die Skorpion-Krustenechse in Mexiko. Diese nutzt den giftigen Biss allerdings meistens nur zur Verteidigung. Geht die Echse auf Beutejagd, tötet sie zwar ihre Opfer mit einem Biss. Aber nur in seltenen Fällen injiziert sie auch das Gift.

Im Übrigen können Bisse beider Tiere auch für den Menschen mitunter gefährlich sein. Beißt die Kurzschwanzspitzmaus zu, kann es immerhin zu schmerzhaften Schwellungen kommen. Verteidigt sich eine Skorpion-Krustenechse, sind die Giftmengen, die in den Blutkreislauf gelangen, etwas größer, so dass der Mensch nicht nur starke Schmerzen hat, sondern unter anderem auch Erbrechen, Übelkeit, Fieber oder Bluthochdruck.

cib/ddp



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