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Verhalten: Lichtschalter

Dass bestimmte Hormone aggressiv machen, ist nicht neu. Andere Substanzen dämpfen dafür die Wut. Doch bei Weißfußmäusen vermögen Östrogene beides - es kommt nur auf die Tageslänge an.
Peromyscus polionotus
Wenn die Tage wieder deutlich länger werden, steigt auch bei vielen die gute Laune. Schließlich kann die Dunkelheit des Winters schon aufs Gemüt schlagen; das Licht des Sommers weckt dagegen die Lebensgeister.

Peromyscus polionotus | Weißfußmäuse (Peromyscus polionotus) zeigen sich mitunter äußerst gesellig. Gegenüber Konkurrenten können sie jedoch auch sehr gewalttätig reagieren.
Ähnlich halten es auch die im Südosten der USA beheimateten Weißfuß- oder Küstenmäuse (Peromyscus polionotus): Die nachtaktiven Tiere neigen während des Winters eher zu Wutanfällen, während sie im Sommer etwas geruhsamer auf fremde Artgenossen reagieren. Bekanntermaßen beeinflusst ein komplexes Zusammenspiel der Hormone wie Testosteron und Östrogene das Aggressionsverhalten von Säugetieren. Doch wie Brian Trainor und seine Kollegen von der Staatsuniversität Ohio in Columbus jetzt herausgefunden haben, verläuft diese Steuerung bei den Weißfußmäusen verblüffend einfach.

Um die Wirkung von Testosteron zu kontrollieren, hatten die Forscher Mäusemännchen zunächst kastriert und ihnen dann ein Implantat eingepflanzt, das eine konstante Menge des männlichen Geschlechtshormons produzierte. Anschließend wurden die Tiere mit Fadrozol behandelt, einem auch in der Krebstherapie etablierten Wirkstoff, der die körpereigene Produktion von Östrogenen verhindert.

Die in einzelnen Käfigen gehaltenen Mäuse fanden sich nun acht Wochen lang entweder in sommerlichen Langtagsbedingungen mit 16 Stunden Licht und 8 Stunden Dunkelheit wieder, oder sie mussten sich mit kurzen 8-Stunden-Tagen und 16-stündigen Nächten begnügen. Danach folgte der Test: In jeden Käfig wurde ein männlicher Konkurrent platziert – der innerhalb von zehn Minuten mehr oder weniger liebevoll begrüßt werden durfte.

Ergebnis der Hormonblockade: Die normalerweise eher unfreundlich auf fremde Artgenossen reagierenden Männchen blieben erstaunlich ruhig – wenn sie zuvor unter Kurztagsbedingungen gehaust hatten.
"Östrogen hat einen vollkommen entgegengesetzten Effekt auf das Verhalten der Mäuse"
(Brian Trainor)
Umgekehrt attackierten die östrogenfreien Langtagsmäuse ihren Besuch besonders schnell und heftig. "Demnach hat Östrogen einen vollkommen entgegengesetzten Effekt auf das Verhalten dieser Mäuse", erklärt Trainor. "Es hängt lediglich davon ab, wie viel Licht sie jeden Tag bekommen haben."

Doch wie kann ein und derselbe Stoff so unterschiedlich wirken? Die Forscher hatten zwei Östrogenrezeptoren in Verdacht, von denen bereits bekannt war, dass sie auf Tageslängen ansprechen. Daher gaben sie einer Gruppe ihrer Versuchstiere die Substanz Propylpyrazoltriol, die besonders stark den Östrogenrezeptor-alpha aktiviert. Die zweite Gruppe erhielt Diarylpropionitril, einen Wirkstoff für den Östrogenrezeptor-beta.

Erwartungsgemäß verstärkte die Aktivierung des alpha-Rezeptors die Aggression unter Kurztagsbedingungen und dämpfte sie nach langen Tagen. Und der beta-Rezeptor? Er tat genau das Gleiche. "Die unterschiedliche Wirkung von Östrogen auf das Verhalten nach Kurztags- oder Langtagsbedingungen kann also nicht damit erklärt werden, dass das Hormon je nach Jahreszeit an unterschiedliche Rezeptoren bindet", meint Trainor.

Die Forscher starteten einen neuen Ansatz und nahmen die Genaktivität ihrer Mäuse per DNA-Chips unter die Lupe. Hierbei konnten sie elf Gene ausmachen, deren Aktivität von der Lichtdauer abhing; neun davon regten sich in bestimmten Hirnregionen unter Langtagsbedingungen verstärkt. Ein Gen namens XRCC1 – dessen Wirkung auf das Verhalten zwar nicht bekannt ist – sollte nun seine Reaktion auf Hormone unter Beweis stellen. Tatsächlich konnte der Östrogenblocker Fadrozol die Genaktivierung nach langen Tagen wieder aufheben. Unter Kurztagsbedingungen geschah – nichts.

Im nächsten Schritt verabreichten die Wissenschaftler ihren Testmäusen Östradiol, das wirksamste natürlich vorkommende Östrogen. Hier zeigte sich nun der umgekehrte Effekt: Kurztagsmäuse zeigten sich binnen 15 Minuten als besonders gewalttätig; Langtagsmäuse reagierten zunächst gar nicht.

Offensichtlich steuert die Tageslänge das Verhalten der Mäuse über zwei verschiedene Wege: Im Sommer regen sich Gene, die unter Östrogeneinfluss aggressive Verhaltensweisen dämpfen. Im Winter wirken dagegen die Hormone unmittelbar und fördern die Aggression. Der Schalter, der diese entgegengesetzten Verhaltensweisen kippen lässt, ist schlicht das Licht.

Gibt es diesen Lichtschalter nur bei exotisch anmutenden Weißfußmäusen, oder deuten sich hier auch weiter gehende Konsequenzen an?
"Wie steuern Umweltfaktoren wie die Ernährung die Östrogenwirkung beim Menschen?"
(Brian Trainor)
Die sieht Trainor durchaus und fragt sich: "Wenn so etwas einfaches wie die Tageslänge die Östrogenwirkung im Körper zumindest bei einigen Arten beeinflussen kann, wie steuern dann andere Umweltfaktoren wie die Ernährung die Östrogenwirkung beim Menschen?"

Hier könnten sich also durchaus noch Überraschungen verbergen. Schließlich merkt jeder, wie das Licht uns beeinflusst – wenn die Tage wieder länger werden.

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