De-Extinction: Das Artensterben Rückgängig Machen?

Die Menschheit hat schon viele Tierarten ausgerottet. Einige Wissenschaftler wollen sie wieder zurückbringen. Wie geht das?

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Der Verlust von Artenvielfalt ist inzwischen so dramatisch, dass Forscher vom sechsten großen Massensterben sprechen. Damit ordnen sie unser Handeln in die gleiche Kategorie ein wie den Asteroiden, der vor 66 Millionen Jahren die Dinosaurier und viele andere Arten ausrotte. [1,2]

Kann man das irgendwie rückgängig machen? Die Tiere zurückbringen?

Bereits in den 1920er Jahren stellten sich die Brüder Heinz und Lutz Heck genau diese Frage. Als Zoodirektoren in Berlin und München beklagten sie sich, dass die Besucher die beiden Wild Rinder, die es in Deutschland mal gegeben hatte, den Wisent und den Auerochsen nicht auseinanderhalten konnten.[3]

Den Wisent gibt es heute noch. Aber der letzte Auerochse ist 1627 in Polen gestorben. Um die beiden Tierarten nebeneinander zur Schau stellen zu können – also, für die Wissenschaftskommunikation – entschlossen sich die Brüder, den Auerochsen zurückzubringen. [3]

Die Genetik steckte da noch in den Kinderschuhen. Aber wie Züchtung funktioniert, das wusste man schon ganz gut.

Rückzüchtung

Ihre Idee: Weil der Auerochse der Vorfahre der modernen europäischen Hausrinder ist, müssten seine Gene in den Hausrindern noch vorhanden sein. Durch gezielte Kreuzung verschiedener Hausrindrassen sollten also die ursprünglichen Eigenschaften wieder in einer Rasse zusammengebracht werden und somit wäre der Auerochsen wiederauferstanden. [3,4]

Die Idee, eine reine ursprüngliche Rasse wiederzubeleben, fanden die Nazis auch total super. Dabei hatte die Familie Heck eine enge, aber auch komplizierte Beziehung zur NSDAP.

Tatsache ist aber, dass die Brüder sowohl für ihre Rückzüchtungsideen als auch für die Renaturierung von Landschaften, in denen die Auerochsen dann leben sollten, viel Unterstützung von der NS Elite erhielten. [5-8]

Heinz und Lutz Heck führten in ihren Zoos jeweils ihr eigenes Zuchtprojekt durch. Sie waren sich ziemlich sicher, wie das Ergebnis aussehen sollte und verkündeten bereits in den 1940er Jahren: Der Auerochse lebt!

Aber war das so?

Wie der Auerochsen auszusehen und sich zu verhalten hat, entnahmen die Hecks überlieferten Malereien und Beschreibungen. Als sie dann Rinder hervorbrachten, die ungefähr so aussahen, erklärten sie das bereits zu ihrem Erfolg. [3,4] Aber so wirklich nimmt ihnen das niemand ab. Die Rinder sind zu kurzbeinig, zu klein, ihre Hörner sind nicht richtig. Die Fellfarbe der Kühe stimmt nicht. Deshalb heißen sie heute auch nur Heckinder und eben nicht Auerochsen. [9]

Mit diesem Ansatz bekommt man eine ausgestorbene Art nicht zurück.

Trotzdem gibt es noch immer Programme, die den Auerochsen nachzüchten möchten. Die Hoffnungen wurden angeschürt, als man das Genom eines britischen Auerochsen sequenzierte. Das erleichtert es natürlich, die Rinderrassen zu finden, die dem Auerochsen genetisch am ähnlichsten sind. Die würde man dann zur Zucht benutzen. [10,11]

Warum macht man das, wenn es mit Sicherheit nie so wirklich klappen wird? Die Züchter argumentieren, dass eine solche Rinderrasse helfen könnte, europäische Landschaften zu renaturieren bzw. Kulturlandschaften zu pflegen. Und dafür benutzt man heute auch die robusten Rinder. [10]

Die Idee, dass man versteckte Eigenschaften von Vorfahren wieder hervorbringen könnte, treibt der Paläontologe Jack Horner noch weiter. Er kündigte an, aus einem Vogel einen Dinosaurier machen zu wollen. [12]

Atavismen

Kein moderner Vogel hat Zähne, einen langen Schwanz und Krallenhände. Also wird uns die konventionelle Zucht nicht das Ergebnis bringen, dass Jack Horner sucht. Stattdessen will er Genmanipulation einsetzen. Er argumentiert, dass Vögel schlafende Gene für die charakteristischen Merkmale ihrer Vorfahren geerbt haben. Die will er reaktivieren. [12]

Das Phänomen ist nichts Neues. In der Natur wird immer wieder mal ein Tier mit einem ursprünglichen Merkmal geboren. Das nennt man Atavismus.

Wenn man die richtigen Gene während der Entwicklung eines Vogel-Fötus einschaltet, könnte man ein Huhn so verändern, dass es aussieht wie na ja, wie ein Huhn; aber mit Zähnen, einem Schwanz und Händen mit Krallen. [12]

Chickenosaurus nennt Jack Horner das. Geschummelt ist es nicht, denn Hühner sind ja Dinosaurier. [12]

Entwicklungsbiologen konnten tatsächlich die Gene für Zähne und Klauen in Hühnerembryos in separaten Experimenten einschalten, bzw. identifizieren. Aus ethischen Gründen wurden die Tiere nicht zur Welt gebracht, um die wissenschaftlichen Fragen zur Entwicklung und Evolution zu beantworten, war das nicht nötig. [12-15]

Der Vogelschwanz hat jedoch eine kompliziertere evolutionäre Geschichte und Embryonalentwicklung. Er kann nicht durch einfaches Wiedereinschalten eines Gens zu einem typischen Theropoden-Schwanz verlängert werden. [16,17]

Der Chickenosaurus ist konzeptionell etwas seltsam und es geht auch nicht wirklich darum, eine Art wieder aufleben zu lassen, aber ich bin trotzdem sehr gespannt, ob es funktionieren könnte und ob die resultierenden Dinos in der Lage sein werden, sich fortzupflanzen und schlau genug sind, um sich zu unterhalten und Jack Horner zu jagen.

Der war übrigens auch Berater für die Jurassic Park Filme.

Klonen

Für den unwahrscheinlichen Fall, dass du die Geschichte nicht kennst, in dem Film Jurassic Park bzw. dem Buch Dino Park verwenden Wissenschaftler Dinosaurier-DNA, die in Moskitos steckt, die wiederum in Bernstein eingebettet viele Jahrmillionen überdauert haben.

Die Forscher fügen einige fehlende DNA-Teile hinzu, die sie von anderen Tieren übernehmen. Die so erschaffene DNA implantieren sie dann in einen Vogel-Ei und brüten es aus. Dieses Verfahren gibt es wirklich. Man nennt das Klonen.

Woher kommt das Erbgut?

Horner und sein Team von Paläontologen haben tatsächlich mal geguckt, ob sie DNA in einem T-Rex Fossil finden können. Tatsächlich fanden sie einige aufregende Überreste von Weichgewebe und von Blut, aber keine DNA. Auch Bernstein kann DNA wohl nicht konservieren. [12,18,19]

Eisige Temperaturen aber schon!

In der sibirischen Tundra findet man viele gefrorene Mumien verschiedenster Arten, die im Permafrost recht gut erhalten sind. [20-24]

Permafrost ist Boden, der seit vielen Jahrtausenden ununterbrochen gefroren bleibt, weil Kadaver durch die Kälte konserviert werden, ist der Permafrost im Grunde ein naturhistorisches Archiv, das jetzt vom Klimawandel bedroht ist. Zu den gefundenen Mumien gehören Höhlenlöwen, Wölfe, Bisons, Pferde, Wollnashörner und vieles mehr.

Insbesondere das Woll-Mammut. Mittels Genetik fand man heraus, dass der haarige Eiszeit-Elefant ziemlich eng mit dem asiatischen Elefanten verwandt war. [25-27]

So eng, dass George Church und sein neues Startup Colossal planen, das Genom eines asiatischen Elefanten in das eines Mammuts umzuschreiben. [28]

Grundsätzlich können sie solche Änderungen vornehmen. Mit moderner Biotechnologie wird dem CRISPR/Cas9-System. Dann könnte das Mammut mit einem asiatischen Elefanten als Leihmutter geklont werden. [28] Kritiker sagen, dass das nicht das Wiederbeleben einer Art sei, sondern das Kreieren einer neuen Art, ein synthetischer Organismus. [29]

Klonen ist schwierig

Wie auch immer man das sieht. Es ist ein gewagter Plan. Nicht zuletzt, weil wir wissen, dass das Austragen eines Säugetiers ist, einer Art in einer Leihmutter, einer anderen Art, selbst wenn sie eng verwandt sind, sehr oft fehlschlägt. Das liegt daran, dass die Gene des Fötus nicht der einzige Faktor für seine Entwicklung sind.

Ein weiterer Faktor ist zum Beispiel die Interaktion mit dem Körper der Mutter. Man kann sich leicht vorstellen, dass es Probleme geben könnte, wenn zum Beispiel die verschiedenen Arten unterschiedliche Tragezeit haben. [30]

Die Geschichte vom ersten Klonen einer ausgestorbenen Art, dem Pyrenäen-Steinbock, macht das deutlich. Als es nur noch wenige dieser Art gab, implantierten Forscher Eizellen des Pyrenäen-Steinbocks in Hausziegen. (Fast) Alle Föten starben. Die Forscher versuchten auch die Art zu retten, indem sie sie mit Hausziegen paarten. [30,31]

Später versuchte man dann das letzte Weibchen der inzwischen ausgestorbenen Art mithilfe solcher Hybridziegen als Leihmütter zu klonen. Aber obwohl die Hybridziegen ja nah mit den Pyrenäen-Steinbock verwandt sind, wurde von den 154 Eizellen, die in 44 weibliche Hybridziegen implantiert wurden, nur ein Junges ausgetragen und per Kaiserschnitt geboren. Das Junge starb innerhalb weniger Minuten an einer missgebildeten Lunge. Trotz dieses traurigen Endes gilt dies als das erste Wiederbeleben einer ausgestorbenen Art. [32]

Aber Klonen kann funktionieren. Letztes Jahr, 2021, gaben Forscher*Innen im Zoo von San Diego bekannt, dass sie ein Schwarzfuß-Frettchen namens Willa geklont haben, das bereits in den 1980 er Jahren gestorben war. Die Leihmutter ihres Klons war ein Hausfrettchen. [33,34]

Das Tier scheint auch einige Monate später noch gesund und munter zu sein. Gute Nachricht!

Nun haben wir uns damit beschäftigt, ob wir ausgestorbene Arten zurückbringen könnten oder nicht. Jetzt wollen wir überlegen, ob wir es auch sollten.

Ein Klon ist nicht genug.

Das Beispiel Der Schwarzfuß-Frettchen zeigt uns nämlich vor allem die nächste Schwierigkeit mit dem Wiederbeleben ausgestorbene Arten auf: das Fehlen von genetischer Vielfalt. Sie sind nämlich noch gar nicht ausgestorben, sie werden gezüchtet, um das zu verhindern.

Warum hat man Willa dann geklont? Alle lebende Schwarzfuß-Frettchen stammen von nur sieben Tieren ab. Sie sind einander so ähnlich wie Geschwister und Cousins ersten Grades. In freier Wildbahn kann ein solcher Verlust an genetischer Vielfalt das Todesurteil für eine Art sein. Denn eine hohe genetische Vielfalt bedeutet, dass eine Art anpassungsfähig bleibt und etwaige Gendefekte sich nicht anhäufen können. Die Forscher*Innen haben Willa also geklont, um die genetische Vielfalt der noch existierenden Art zu erhöhen. [33,34]

Die mangelnde genetische Vielfalt ist auch ein großes Problem für die Klone eines ausgestorbenen Tieres, weil wir meist nur die Gene weniger Individuen einer Art zur Verfügung haben und weil der Prozess sehr kostspielig ist und oft fehlschlägt, werden wir nur gelegentlich ein einzelnes Tier aus der Vergangenheit klonen können. Die Art als Ganzes ist damit aber noch lange nicht wiederbelebt, eben weil es an genetischer Vielfalt mangelt. [33]

Vielleicht kommen wir um das Problem aber herum. Wir erinnern uns, dass für das Wiederbeleben des Mammuts, das Erbgut eines asiatischen Elefanten, umgeschrieben werden soll. Wenn man stattdessen das Erbgut vieler asiatischer Elefanten zur Grundlage nimmt, also viele leicht unterschiedliche Versionen des Mammut Genoms erschafft, wäre eine gewisse genetische Vielfalt ja gegeben.

Gehen wir mal davon aus, dass die Firma Colossal tatsächlich die Spenden zusammen bekommt und wie sie behaupten, in den nächsten fünf Jahren die erste kleine Herde Mammut-Kälber erschaffen wird. [28]

Wo sollen all die Mammuts hin?

Das Unternehmen will die Mammuts genau dahin bringen, wo sie herkommen: nach Sibirien. Sie argumentieren, dass sie genauso verwendet werden könnten wie Heckrinder: zur Renaturierung von Landschaften. [28]

Beispiele wie das Wiedereinführen von Tieren in Landschaften, die Ökosysteme positiv verändern kann, gibt es schon. Bekannt ist hier vielleicht das Beispiel Yellowstone Park. Als man dort Wölfe ansiedelte, hatte das weitreichende positive Auswirkungen auf das dortige Ökosystem. [35] Sogar Flüsse veränderten ihren Lauf. Spannende Story, solltet ihr mal nachschauen.

Die neu erschaffenen Mammuts sollen in Sibirien genau wie Elefanten in Afrika das Wachstum von Wäldern in Schach halten, indem sie die Bäume umschubsen. [28]

So würden aus der heute dicht bewaldeten Region wieder eine Steppe wie in der Eiszeit. Das wiederum soll das Auftauen des Permafrostbodens aufhalten, da die Steppe Wärme nicht so stark speichert, wie Wälder das tun. Wenn die Tiere im Winter den Schnee zusammenpressen, frieren die oberen Schichten des Bodens auch besser nach. Sollte das so klappen, würde man verhindern, dass die im Permafrost gespeicherte Biomasse aufgetaut und verrottet und dabei große Mengen Treibhausgas abgibt. [28]

Also Mammuts zur Bekämpfung der Klimakrise!

Braucht es wirklich Mammuts?

Tatsächlich gibt es schon ein separates Projekt, das die Ökologie der sibirischen Steppe wiederherstellen will: Pleistocene Park.

In einem relativ kleinen Bereich wollen Wissenschaftler*Innen dafür eine Reihe großer, grasender Säugetiere ansiedeln. Darunter zum Beispiel Yaks, Wisente, Elche, Kamele und Wildpferde. Auch diese Arten könnten eine Steppen Landschaft erhalten. [36] Und sie haben einen wichtigen Vorteil: Man muss sie nicht erst synthetisch herstellen und klonen. Die Mammuts braucht man also vielleicht gar nicht.

Kritikpunkte

Wiederbelebte Tierarten würden wahrscheinlich in absehbarer Zeit nur ein Spektakel im Zoo sein, wenn es überhaupt jemals wirklich die Originale sind.

Auf der einen Seite könnte das Zurückbringen beliebter Tiere der Naturgeschichte die Unterstützung der Bevölkerung für Umwelt und Klimaschutz erhöhen. Auf der anderen Seite ist das Klonen längst ausgestorbene Tiere, sehr schwierig und kostspielig und bisher vom biologischen und biotechnologischen Erkenntnisgewinn mal abgesehen nur von bescheidenem Erfolg gekrönt.

Einige Wissenschaftler*Innen argumentieren, dass die großen Summen nicht in das Zurückbringen ausgestorbene Arten gesteckt werden sollten, sondern in den Erhalt von kritisch bedrohten Arten, wie dem Schwarzfuß-Frettchen. Also Arten, die eine Chance haben, irgendwann in die Wildnis entlassen zu werden, um dort stabile Populationen zu schaffen und blühende Ökosysteme mitzugestalten.

Mein Fazit

Ich selbst würde gerne einmal ein Mammut, einen Höhlenlöwen oder einen Auerochsen sehen. Sogar der Chickenosaurus wäre ziemlich cool. Aber ich denke auch, dass es vielleicht effektiver wäre, sich zuerst auf das zu konzentrieren, was wir noch haben und die ausgestorbenen Arten vorerst im Kühlschrank zu lassen, bis es wieder eine Welt gibt, in der sie sich heimisch fühlen können.

Was denkt ihr denn darüber? Diskutiert das doch gerne in den Kommentaren.

Vielen Dank fürs Zuschauen.

Schönen Tag noch.

Tschö!


Quellen

[1] Neubauer, T.A., Hauffe, T., Silvestro, D. et al. Current extinction rate in European freshwater gastropods greatly exceeds that of the late Cretaceous mass extinction. Commun Earth Environ 2, 97 (2021)

[2] Román-Palacios, C. and Wiens, JJ Recent responses to climate change reveal the drivers of species extinction and survival 117 (8) 4211-4217 (2020)

[3] Heck, H., Translated by Felse, W., The Breeding Back of the Aurochs, Oryx , Volume 1 , Issue 3 , September (1951) , pp. 117 – 122

[4] Heck, L., Über den Auerochsen und seine Rückzüchtung, Jahrbuch-Nassauischen-Verein-Naturkunde, 90, pp 0107-0124, (1952)

[5] Lorimer, J., & Driessen, C. (2016). From ‘Nazi cows’ to cosmopolitan ‘ecological engineers’: Specifying rewilding through a history of Heck cattle. Annals of the American Association of Geographers, 106(3), 631–652.

[6] Wikipedia: „Heinz Heck

[7] Wikipedia: „Lutz Heck

[8] Wikipedia: „Heckrind

[9] Wikipedia, „Heckrind“ Criticism

[10] Rewilding Europe

[11] Park, S.D.E., Magee, D.A., McGettigan, P.A. et al. Genome sequencing of the extinct Eurasian wild aurochs, Bos primigenius, illuminates the phylogeography and evolution of cattle. Genome Biol 16, 234 (2015).

[12] Horner, J.R., Building a dinosaur from a chicken, TED Talk (2011)

[13] Harris, M. P., The Development of Archosaurian First-Generation Teeth in a Chicken Mutant, Current Biology, 16, 4, 371-377, 2006

[14] Xu, X. and Mackem, S., Tracing the Evolution of Avian Wing Digits, Current Biology, 23, 12, 2013, R538-R544

[15] Bhullar BA, et al.. A molecular mechanism for the origin of a key evolutionary innovation, the bird beak and palate, revealed by an integrative approach to major transitions in vertebrate history. Evolution. 2015 Jul;69(7):1665-77.

[16] Rashid DJ, et al., Avian tail ontogeny, pygostyle formation, and interpretation of juvenile Mesozoic specimens. Sci Rep. 2018 Jun 13;8(1):9014.

[17] Rashid DJ et al. Avian Dinosaur Tail Evolution and Bone Fracture Healing, (preprint abstrract), [This preprint abstract is only to reference what Jack Horner is working on, the results were not officially published at the time of literature research]

[18] Schweitzer MH et al. Heme compounds in dinosaur trabecular bone. PNAS, 1997, Jun 10;94(12):6291-6.

[19] Schweitzer MH, Wittmeyer JL, Horner JR. Soft tissue and cellular preservation in vertebrate skeletal elements from the Cretaceous to the present. Proc Biol Sci. 2007 Jan 22;274(1607):183-97.

Bildquellen

  • Asteroid, Adobe Stock
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  • Rastende Heckrinder im Eiszeitgehege Neandertal, 1 und 2, Dennis Eckmeier, CC BY-SA 4.0
  • “Aurochs-Heck-Comparison” By DFoidl – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18910031
  • Video „Heckrinder im Eiszeitgehege Neandertal“, Dennis Eckmeier, CC BY-SA 4.0
  • Jack Horner By Meet the media Guru from Milan, Italy – Jack HornerUploaded by FunkMonk, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=22179538
  • Dilong, Adobe Stock, 222628829
  • Novosaurs, Andy Frazer, @DragonsofWales, with permission
  • Abbildungen aus den Quellen 12-15
  • Chicken Snout, B.-A. S. Bhullar et al., Chicken Snout, A molecular mechanism for the origin of a key evolutionary innovation, the bird beak and palate, revealed by an integrative approach to major transitions in vertebrate history, Evolution, 2015
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  • Hand holding a microcentrifuge tube, By J.N. Eskra – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=77326669
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  • Ostrich Egg, By Azim Khan Ronnie – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79973608
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  • Screenrecording, colossal.com
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  • Willa’s Clone, Elizabeth Ann, 26 days old 2, USFWS National Black-footed Ferret Conservation Center, Public Domain
  • Elizabeth Ann with surrogate mother, USFWS National Black-footed Ferret Conservation Center, Public Domain
  • Video: Elizabeth Ann exhibiting BFF Behavior, USFWS National Black-footed Ferret Conservation Center, Public Domain
  • Jeff Goldblum at Comic Con, San Diego, USA, by Gage Skidmore, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=61367270
  • Black-footed Ferrets in Preconditioning Pens, USFWS National Black-footed Ferret Conservation Center, CC-BY 2.0
  • BFF Genetic Rescue Genomic Study 001, reviverestore.com
  • Elephant takes Down a tree, https://www.youtube.com/watch?v=Wzg5QmcWawo
  • Screenrecording of https://pleistocenepark.ru/
  • Smithsonian’s National Zoo, Smithsonian’s National Zoo Celebrates Giant Panda Bei Bei’s First Birthday, CC-BY-NC-ND 2.0

Urheber: Dennis Eckmeier, 2022, CC-BY-SA 4.0

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