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News: Uhr der Jahreszeiten

Sinnigerweise stoppt in der kalten Jahreszeit bei vielen Tieren der Fortpflanzungswille. Werden die Tage länger, erwachen die Frühlingsgefühle jedoch erneut. Welche genetische Steuerung dahinter verborgen liegt, haben nun Hamster verraten.
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Ist die Ernte im Herbst eingefahren, keine Beere hängt mehr am Strauch, und der Wind streicht kalt über den gefrorenen Boden, vergeht den meisten Tieren der Gedanke an Fortpflanzung. Und das ist auch gut so. Warum sollten fürsorgliche Eltern ihre hilfsbedürftigen Jungtiere dem rauen Wetter aussetzen und sie durch spärliches Nahrungsangebot möglicherweise nur unzureichend ernähren können? Und so stoppt der Vermehrungswille bis zum nächsten Frühling, wenn die Bedingungen wieder rosiger sind und die jungen Hüpfer bessere Überlebenschancen haben.

Hinter dieser cleveren Idee steckt wie immer ein genetisches Ränkespiel, bei dem die Aktivität bestimmter Gene zeitweise zum Erliegen kommt, während andere dann abgelesen werden. Welche Gene für die sinnvolle Unterbrechung der Reproduktion verantwortlich sind, haben nun Brian Prendergast und sein Team von der Ohio State University zumindest bei Hamstern herausgefunden.

Für ihr 32 Wochen dauerndes Experiment teilten sie die Hamster in drei Gruppen ein. Eine Gruppe konnte die ganze Zeit einen künstlichen Sommer genießen, mit langen Tagen und kurzen Nächten. Die weniger Glücklichen mussten in einem langen Winter kurze Tage und lange Nächte ertragen. Und die Hamster der dritten Gruppe lebten zuerst 20 Wochen im Sommer, um dann für die restlichen zwölf Wochen unter Winterbedingungen zu verbringen.

Auf der Suche nach einem frappierenden Unterschied zwischen den Hamstergruppen warfen die Forscher anschließend einen Blick ins Gehirn der pelzigen Nager. Hierbei interessierten sie sich besonders für den Teil des Hirns, der bei der Kontrolle der Reproduktion bei Hamstern eine wichtige Rolle spielt – den Hypothalamus. Von hier aus wird unter anderem der Hormonhaushalt gesteuert. Und Hormone sind bekanntermaßen maßgeblich am aufkeimenden Wunsch nach Vermehrung beteiligt.

In der Tat stießen Prendergast und seine Kollegen auf drei interessante Kandidaten: Die Gene für Albumin, das T4-bindende Globulin und Transthyretin waren in den drei Hamstergruppen unterschiedlich aktiv. Sowohl bei den Tieren im Dauerwinter als auch im Dauersommer waren alle drei Genprodukte reichlich vorhanden. Bei der dritten Gruppe jedoch, in deren künstlicher Welt gerade tiefster Winter herrschte, waren die Gene abgeschaltet.

Und dies hat einen direkten Einfluss auf die Hormonproduktion des Hamstergehirns. Denn die Genprodukte helfen dabei, die in der Schilddrüse produzierte Menge an Thyroidhormonen zu regulieren. Nur unter ihrer Anwesenheit werden Thyroidhormone bereitgestellt, welche die Hamster auf verzwickte Weise für zwei sich eigentlich widersprechende Prozesse brauchen. Einerseits benötigen sie diese zur heißen Jahreszeit, um ihre Jungen aufzuziehen, andererseits stoppen sie mit diesen Hormonen in der kalten Jahreszeit ihr Reproduktionssystem.

Um den winterlichen Stopp rückgängig zu machen, fahren die Nager mitten im Winter die Aktivität von Albumin, T4-bindendem Globulin und Transthyretin herunter. Daraufhin kommt die Produktion der Thyroidhormone zum Erliegen, und die Fortpflanzungsorgane bekommen den Befehl zum Neustart. Weil deren Bereitstellung ein bis zwei Monate benötigt, beginnen die Tiere vorausschauend damit bereits im Winter, wenn an Frühlingsgefühle noch gar nicht zu denken ist – und genau in dieser Phase befanden sich die Hamster der dritten Gruppe, die ja den Umschwung von Sommer auf Winter miterlebt hatten. Ihren Artgenossen hingegen fehlte der zeitliche Bezug zum Jahreszeitenwechsel.

Sprießt dann schließlich im Frühling wieder zartes Grün, sind die Hamster dank ihrer inneren Uhr bereits bestens für die Aufzucht einer neuen Generation ausgestattet. Ob der Hormonhaushalt anderer Tiere ebenso tickt, bleibt allerdings bislang noch ein Geheimnis.

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