Antarktisfische Die paradoxe Nebenwirkung natürlicher Frostschutzmittel

Viele Fische im Südpolarmeer überleben nur, weil sie Frostschutzmittel herstellen können. Doch für den evolutionären Vorteil zahlen die Fische einen hohen Preis: In ihrem Körper sammelt sich paradoxerweise Eis.

Paul Cziko

Der McMurdo-Sund, eine Bucht im Rossmeer, nördlich der Antarktis, gehört zu den kältesten Orten im Ozean. Das Wasser hier gefriert wegen des Salzgehalts erst bei etwa zwei Grad Celsius unter dem Gefrierpunkt. Dennoch leben hier Fische. Sie können Frostschutzmittel in Form von Proteinen in ihrem Körper produzieren. Ohne Nebenwirkungen bleibt das jedoch nicht, berichten Forscher im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences". Paradoxerweise kann das Frostschutzmittel nämlich auch verhindern, dass Eis wieder schmilzt.

Erstmals stellten Fische den Frostschutz vor etwa 35 Millionen Jahren her. Damals kühlte sich der Planet deutlich ab, in der Antarktis wuchsen die Gletscher und zahlreiche Fische, die in zuvor wärmeren Gewässern gelebt hatten, starben aus. Heute gehören drei Viertel der Fischarten im antarktischen Ozean zur Untergruppe der Antarktisfische (Notothenioidei), die alle Frostschutzmittel produzieren. "Offenbar hat dieser evolutionäre Vorteil seinen Preis", schreiben die Wissenschaftler: "die lebenslange Ansammlung von schädlichen Eiskristallen im Körper".

Das Problem: Der Frostschutz der Fische ist nicht absolut sicher. Es entstehen kleine Eiskristalle im Blut, die durch die Schutzfunktion lediglich kleingehalten werden. Als Paul Cziko von der University of Oregon und Kollegen Antarktisfische im Labor langsam erwärmten, schmolzen diese mit natürlichem Frostschutzmittel behandelten Eiskristalle nicht wieder. Das Frostschutzmittel erwies sich gleichzeitig als Tauschutzmittel. Erst bei plus einem Grad löste sich das Eis schließlich auf.

Eiskristalle mit Asbestwirkung

Es könne der erste Nachweis für ein Mittel aus der Natur sein, mit dem sich Eis über seinen Schmelzpunkt hinaus erwärmen lässt, berichten die Forscher. Allerdings mit Nachteilen für die Fische, denn so warm, dass sich die Eiskristalle in ihrem Körper auflösen, wird es in der McMurdo-Sund so gut wie nie. In einer Messreihe über elf Jahre, zwischen 1999 und 2012 lag die Temperatur stets zwischen minus 1,96 und minus 0,1 Grad Celsius.

Wenn sich das Eis im Körper ansammelt, könne es Blutgefäße beschädigen oder Entzündungen auslösen, berichten dir Forscher. Cziko vergleicht das Risiko mit dem von Asbest, dessen hauchdünne Fasern sich etwa in der Lunge festsetzen. Berichte, dass die Fische durch die Eiskristalle in ihrem Körper umkommen, fehlen allerdings.

"Da sich das meiste Eis in der Milz der Fische ansammelt, glauben wir, dass es einen Mechanismus gibt, der die Eiskristalle aus dem Blutkreislauf der Fische holt", so die Forscher. Herausgefunden, welche evolutionäre Entwicklung die Fische vor den Nebenwirkungen der Frostschutzmittel schützt, haben sie aber noch nicht.

jme



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