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Was vergiftet Amerikas Seeadler?

Sie taumeln, fallen kopfüber und können nicht mehr richtig fliegen, schwimmen oder kriechen. Seit 27 Jahren sterben Vögel, Fische und Reptilien im Südosten der Vereinigten Staaten an einer neurologischen Erkrankung, die Löcher in die Hülle der Nervenfasern frisst und die Tiere zeitnah niederstreckt oder sie zur leichten Beute für andere Tiere macht, die dann ebenfalls krank werden und sterben. Betroffen ist auch das Wappentier der Vereinigten Staaten: der Weißkopfseeadler. Die Erkrankung reicht damit auch in die Nahrungskette hinein.

Timo Niedermeyer von der Universität Halle-Wittenberg und Susan Wilde von der University of Georgia in Athens haben jetzt endlich den genauen Auslöser gefunden: ein bisher unbekanntes Nervengift, das wegen seiner Besonderheiten ein Unikat unter den Nervengiften ist. Die Entdeckung macht es möglich, mehr über die Wirkung des Giftes zu erfahren und herauszufinden, welche Tiere empfänglich und damit auch potentiell gefährdet sind. Es ist noch offen, ob zum Beispiel auch Säugetiere in Gefahr sind oder gar der Mensch.

Die Veröffentlichung der Molekülstruktur und die Identifizierung der für die Synthese notwendigen Gene in der Fachzeitschrift „Science“ markiert den vorläufigen Höhepunkt einer langwierigen und schwierigen Suche. Im Jahr 1994 waren in der Nähe verschiedener amerikanischer Seen erstmals mehrere tote Weißkopfseeadler gefunden worden, die allesamt keine intakten Myelinscheiden mehr besaßen und damit offensichtlich nicht mehr in der Lage gewesen waren, sich koordiniert zu bewegen.

Die Krankheit wurde als „aviäre vakuoläre Myelinopathie“ bezeichnet. Es war schnell klar, dass die Ursache weder eine Infektion noch ein Umweltgift sein konnte. Bei der Suche nach dem Auslöser fiel Susan Wilde auf, dass die Erkrankung überall dort auftrat, wo die Seen mit Grundnesseln verseucht sind. Das ist eine aus Asien, Afrika oder Australien eingeschleppte Wasserpflanze, die sich in den Vereinigten Staaten massenhaft ausgebreitet hat.

Die Wasserpflanze selbst kam als Auslöser allerdings nicht in Frage, weil es auch Seen mit Grundnesseln gibt, wo die neurologische Krankheit nicht auftritt. Wilde und ihre Kollegen konnten zeigen, dass eine neue Cyanobakterien-Art die Ursache ist, die auf der Unterseite der Blätter sitzt – allerdings nicht überall, sondern nur in den betroffenen Seen. Mit welchem Gift die Cyanobakterien die Nervenkrankheit auslösen, blieb jedoch ein Rätsel.

Brom und Stress – eine toxische Kombination

Identifiziert wurde das Nervengift schließlich von Timo Niedermeyer, einem Spezialisten für Cyanobakterien, und seinen Kollegen. Auch diese Suche war kein leichtes Unterfangen, weil sich schnell herausstellte, dass die bloße Kultivierung der Cyanobakterien im Labor, nicht zur Synthese des Giftes führte. Irgendetwas fehlte offensichtlich. Niedermeyer und seinen Kollegen gelang es dann, die Verbindung mit der bildgebenden Massenspektroskopie zu identifizieren, einer Art chemischer Mikroskopie.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Substanz ein Bi-Indolalkaloid mit fünf Brom-Atomen ist. Das erklärte dann auch, warum die kultivierten Cyanobakterien das Gift nicht synthetisiert hatten. Die üblichen Nährlösungen enthalten kein Brom. Niedermeyer und Wilde konnten mit verschiedenen Experimenten bestätigen, dass die entdeckte Verbindung tatsächlich das Gift hinter der rätselhaften Nervenerkrankung ist.

Die Tatsache, dass das Toxin Brom enthält, bedeutet, dass die Seen, in deren Umfeld die Krankheit auftritt, dieses Element enthalten müssen. Niedermeyer und Wilde sehen zwei mögliche Ursachen für die Einträge. Zum einen werden vielerorts Herbizide in die Seen gegeben, um die Ausbreitung der Grundnesseln zu stoppen. Einige dieser Herbizide enthalten Brom. Die Belastung könnte auch auf den Betrieb von Kohlekraftwerken zurückgehen. Steinkohle enthält Quecksilber, das bei der Verbrennung in das Rohgas übergeht. Verbrennt man die Kohle in Anwesenheit von Bromsalz, nimmt die Belastung mit Quecksilber ab. In der Vereinigten Staaten verwenden viele Kohlekraftwerke dieses Verfahren, um die Quecksilberemissionen zu reduzieren.

Mit Brom allein synthetisieren die Cyanobakterien allerdings noch keine großen Mengen des Nervengifts. In die Höhe schnellt die Produktion erst unter Stress. Einer dieser Stressfaktoren ist der Abfall der Wassertemperatur. Das erklärt, warum die meisten Tiere im Herbst sterben. Dann sinkt die Außentemperatur, und auch das Wasser wird kälter. In den mit Brom, Grundnesseln und den speziellen Cyanobakterien belasteten Gewässer ist das offensichtlich der Startschuss für die Synthese des Nervengifts.

QUELLE

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