News: Natürlich mehr Gift
Erst Mehl aus Palmfarnsamen, dann geschmorte Flughundhäppchen galten als Auslöser einer auf Guam seltsam gehäuft auftretenden neurologischen Erkrankung. Doch sind sie nur die Transporteure der giftigen Fracht, die sich im Laufe der Nahrungskette immer mehr anreichert. Jetzt wurde die Quelle - passenderweise - an den Wurzeln gepackt.
© Paul Alan Cox (Ausschnitt)
Ein Festschmaus muss schon sein, wenn es etwas zu feiern gibt. Die Chamorro auf der Pazifikinsel Guam servieren bei solchen Gelegenheiten besonders gern in Kokosmilch gegarte Flughunde, die mit (Flug-)Haut und Haaren im Ganzen verspeist werden. Und sie scheinen ein feierfreudiges Völkchen zu sein, denn manche von ihnen genießen den Leckerbissen nach eigenen Aussagen durchaus mehrmals pro Woche. Die Nachfrage nach Flughund, seit dem Ausbau Guams zur Militärbasis im Zweiten Weltkrieg und den dadurch leichter verfügbaren Schusswaffen vereinfacht zu befriedigen, brachte die fliegenden Vegetarier an den Rand des Aussterbens.
Weniger jene ökologische Krise lenkte jedoch die Wissenschaftlerblicke auf das ehemals paradiesische Eiland, als vielmehr eine gleichzeitig auftretende seltsame Häufung einer neurologischen Erkrankung, die Symptome von amyotropher Lateralsklerose, Parkinson-Krankheit und Alzheimer-Demenz in sich vereinigte: der Guam-ALS-PD-Demenz-Komplex (ALS-PDC). Diese besondere Form der Muskellähmung trat hier fünfzig bis hundert Mal so häufig auf wie im weltweiten Durchschnitt. Nur – weshalb?
Erste Kandidaten auf der Suche nach dem Schuldigen waren die Samen der einheimischen Palmfarne, welche die Chamorro zu Mehl vermahlen, um daraus Fladen zu backen. Darin hatten Forscher eine in Proteinen nicht auftretende Aminosäure entdeckt, die im Gehirn von Säugetieren Glutamatrezeptoren blockiert und so zu neurologischen Störungen führt. Allerdings, so stellte sich bei genauerer Analyse heraus, lagen die Konzentrationen jenes beta-Methylamino-Alanins oder abgekürzt BMAA darin viel zu niedrig, um eine giftige Wirkung entfalten zu können.
Im August dieses Jahres stießen Paul Alan Cox vom National Tropical Botanical Garden und seine Mitarbeiter aber auf eine ergiebigere Quelle für BMAA: die begehrten Flughundhappen. Denn auch die Flughunde lassen sich die Palmfarnsamen schmecken – und reichern dabei das Neurotoxin offensichtlich in ihrem Gewebe an, wie die Forscher bei der Analyse einiger Museumsexemplare nachweisen konnten. Für dieselbe BMAA-Dosis aus einem Flughund müsste ein Chamorro-Insulaner über ein Kilogramm Palmfarnsamenmehl löffeln.
Und nun haben die Wissenschaftler auch die Produzenten von BMAA an der Wurzel gepackt: Cyanobakterien, die nur in ganz spezielle, so genannte "koralloide" Wurzeln der Palmfarne eindringen und dort Stickstoff fixieren. Diese Wurzeln wachsen ganz entgegengesetzt der üblichen Variante nach oben Richtung Oberfläche und durchstoßen sie teilweise auch. Hier nisten sich jene Nostoc-Arten ein und stellen 2 bis 37 Mikrogramm pro Gramm BMAA her, während sie ohne pflanzlichen Unterschlupf als freilebende Vertreter gerade mal 0,3 Mikrogramm pro Gramm zuwege bringen.
Bei Cycas micronesica schließlich findet sich das Gift in Konzentrationen von 9 Mikrogramm pro Gramm in dem weichen Samenmantel und bis hin zu 1161 Mikrogramm pro Gramm BMAA in der äußersten Samenschicht. Mit dem Flughundgewebe landen dann durchschnittlich satte 3556 Mikrogramm pro Gramm BMAA auf dem Teller. Diese konzentrierte Beimischung sorgt schließlich in den Gehirnen von ALS-PDC-Erkrankten für im Mittel 6, 6 Mikrogramm pro Gramm BMAA. Eine solche Akkumulationsquote von zwei Größenordnungen im Laufe der Nahrungskette kennt man sonst von sich im Fettgewebe anreichernden Substanzen wie DDT oder PCBs. Nur ist BMAA weder fettliebend noch menschgemacht – die Natur selbst ist hier verantwortlich.
Welche Rolle die Aminosäure in den Cyanobakterien spielt, ist noch unklar. Warum die Palmfarne die Substanz in den Samen so konzentriert einlagern, ebenfalls; doch liegt der Schluss nahe, dass sie eine chemische Abwehrwaffe gegen hungrige Grünfutterkonsumenten darstellen soll – die übrigens nicht, wie lange vermutet, auf Palmfarne beschränkt ist: Cox und seine Kollegen entdeckten ähnlich umfangreiche Spuren auch in Azolla filiculoides, dem Großen Algenfarn, der gelegentlich auch in norddeutschen Gewässern auftaucht und in Südostasien als Gründünger in Reisfeldern verwendet wird. Ebenfalls fündig wurden die Forscher bei Gunnera kauaiensis, einer verbreiteten großblättrigen Blütenpflanze. Dieselbe Abwehrmethode in derart verschiedenen Angehörigen des Pflanzenreiches lässt vermuten, dass die Idee schon sehr alt ist – oder im Laufe der Evolution mehrmals unabhängig voneinander entwickelt wurde.
Doch die Forscher entdeckten BMAA nicht nur in anderen Pflanzen, sondern auch in Gewebeproben aus Gehirnen Verstorbener, die weit weg von Guam lebten und wahrscheinlich nie Flughund gekostet hatten: zwei kanadischen Alzheimer-Patienten. Gibt es also noch andere Wege für das Neurotoxin, als über Palmfarnsamen und Flughundhappen sein zerstörerisches Werk in Angriff zu nehmen? Ein gründlicher Blick auf anderer Leute und eigene Ernährungsgewohnheiten und darin verwickelte Cyanobakterien ist wohl vonnöten.
Weniger jene ökologische Krise lenkte jedoch die Wissenschaftlerblicke auf das ehemals paradiesische Eiland, als vielmehr eine gleichzeitig auftretende seltsame Häufung einer neurologischen Erkrankung, die Symptome von amyotropher Lateralsklerose, Parkinson-Krankheit und Alzheimer-Demenz in sich vereinigte: der Guam-ALS-PD-Demenz-Komplex (ALS-PDC). Diese besondere Form der Muskellähmung trat hier fünfzig bis hundert Mal so häufig auf wie im weltweiten Durchschnitt. Nur – weshalb?
Erste Kandidaten auf der Suche nach dem Schuldigen waren die Samen der einheimischen Palmfarne, welche die Chamorro zu Mehl vermahlen, um daraus Fladen zu backen. Darin hatten Forscher eine in Proteinen nicht auftretende Aminosäure entdeckt, die im Gehirn von Säugetieren Glutamatrezeptoren blockiert und so zu neurologischen Störungen führt. Allerdings, so stellte sich bei genauerer Analyse heraus, lagen die Konzentrationen jenes beta-Methylamino-Alanins oder abgekürzt BMAA darin viel zu niedrig, um eine giftige Wirkung entfalten zu können.
Im August dieses Jahres stießen Paul Alan Cox vom National Tropical Botanical Garden und seine Mitarbeiter aber auf eine ergiebigere Quelle für BMAA: die begehrten Flughundhappen. Denn auch die Flughunde lassen sich die Palmfarnsamen schmecken – und reichern dabei das Neurotoxin offensichtlich in ihrem Gewebe an, wie die Forscher bei der Analyse einiger Museumsexemplare nachweisen konnten. Für dieselbe BMAA-Dosis aus einem Flughund müsste ein Chamorro-Insulaner über ein Kilogramm Palmfarnsamenmehl löffeln.
Und nun haben die Wissenschaftler auch die Produzenten von BMAA an der Wurzel gepackt: Cyanobakterien, die nur in ganz spezielle, so genannte "koralloide" Wurzeln der Palmfarne eindringen und dort Stickstoff fixieren. Diese Wurzeln wachsen ganz entgegengesetzt der üblichen Variante nach oben Richtung Oberfläche und durchstoßen sie teilweise auch. Hier nisten sich jene Nostoc-Arten ein und stellen 2 bis 37 Mikrogramm pro Gramm BMAA her, während sie ohne pflanzlichen Unterschlupf als freilebende Vertreter gerade mal 0,3 Mikrogramm pro Gramm zuwege bringen.
Bei Cycas micronesica schließlich findet sich das Gift in Konzentrationen von 9 Mikrogramm pro Gramm in dem weichen Samenmantel und bis hin zu 1161 Mikrogramm pro Gramm BMAA in der äußersten Samenschicht. Mit dem Flughundgewebe landen dann durchschnittlich satte 3556 Mikrogramm pro Gramm BMAA auf dem Teller. Diese konzentrierte Beimischung sorgt schließlich in den Gehirnen von ALS-PDC-Erkrankten für im Mittel 6, 6 Mikrogramm pro Gramm BMAA. Eine solche Akkumulationsquote von zwei Größenordnungen im Laufe der Nahrungskette kennt man sonst von sich im Fettgewebe anreichernden Substanzen wie DDT oder PCBs. Nur ist BMAA weder fettliebend noch menschgemacht – die Natur selbst ist hier verantwortlich.
Welche Rolle die Aminosäure in den Cyanobakterien spielt, ist noch unklar. Warum die Palmfarne die Substanz in den Samen so konzentriert einlagern, ebenfalls; doch liegt der Schluss nahe, dass sie eine chemische Abwehrwaffe gegen hungrige Grünfutterkonsumenten darstellen soll – die übrigens nicht, wie lange vermutet, auf Palmfarne beschränkt ist: Cox und seine Kollegen entdeckten ähnlich umfangreiche Spuren auch in Azolla filiculoides, dem Großen Algenfarn, der gelegentlich auch in norddeutschen Gewässern auftaucht und in Südostasien als Gründünger in Reisfeldern verwendet wird. Ebenfalls fündig wurden die Forscher bei Gunnera kauaiensis, einer verbreiteten großblättrigen Blütenpflanze. Dieselbe Abwehrmethode in derart verschiedenen Angehörigen des Pflanzenreiches lässt vermuten, dass die Idee schon sehr alt ist – oder im Laufe der Evolution mehrmals unabhängig voneinander entwickelt wurde.
Doch die Forscher entdeckten BMAA nicht nur in anderen Pflanzen, sondern auch in Gewebeproben aus Gehirnen Verstorbener, die weit weg von Guam lebten und wahrscheinlich nie Flughund gekostet hatten: zwei kanadischen Alzheimer-Patienten. Gibt es also noch andere Wege für das Neurotoxin, als über Palmfarnsamen und Flughundhappen sein zerstörerisches Werk in Angriff zu nehmen? Ein gründlicher Blick auf anderer Leute und eigene Ernährungsgewohnheiten und darin verwickelte Cyanobakterien ist wohl vonnöten.
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