Die Natur ist voller Geheimnisse, die durch ihre Originalität immer wieder aufs Neue überraschen. Eines dieser Mysterien ist das Phänomen der Spitzmaus, eines winzigen Säugetiers, dessen Gehirn in der kalten Jahreszeit kleiner werden kann. Diese Eigenschaft wird als „Dehnel-Phänomen“ bezeichnet. Dadurch kann das Tier Ressourcen sparen und die harten Winterbedingungen überleben. Wie es diesem Tier gelingt, sich an die Umweltbedingungen anzupassen und warum dies überhaupt geschieht, war den Wissenschaftlern bis vor kurzem ein Rätsel. Die neuste Studie hat jedoch Licht in diesen Prozess gebracht.
Die Spitzmaus kann die Größe ihres Gehirns und ihrer Organe reduzieren. Quelle: tursar.ru
Inhalt
- 1 Die einzigartige Tierspitzmaus
- 2 Was ist das Dekhnel-Phänomen?
- 3 Warum lässt die Spitzmaus das Gehirn schrumpfen?
- 4 Wie das Dekhnel-Phänomen den Menschen hilft
Das einzigartige Tier der Spitzmaus
Die Spitzmaus, auch Kleine Spitzmaus (Sorex araneus) genannt, ist ein kleines insektenfressendes Tier aus der Familie der Spitzmäuse, das in Wäldern, Wiesen und Sümpfen Europas und Asiens lebt. Die Größe des Tieres überschreitet nicht 5–8 cm und sein Gewicht beträgt nur 5–16 Gramm, was es zu einem der kleinsten Säugetiere der Welt macht. Es ist auch dafür bekannt, dass es die stärksten Knochen aller Tiere hat.
Die Spitzmaus ist eines der kleinsten Säugetiere der Welt. Quelle: wikimedia.org
Das Leben einer Kleinspitzmaus ist kurz – im Durchschnitt wird sie etwa ein Jahr alt. Während dieser Zeit muss sie den harten Winter überleben und ihren Nachwuchs großziehen. Das Tier bleibt das ganze Jahr über aktiv, da sein schneller Stoffwechsel eine ständige Nahrungszufuhr erfordert. Die Spitzmaus muss alle paar Stunden fressen.
Das bedeutet, dass sich das Tier keine langen Ruhepausen oder Pausen bei der Futtersuche leisten kann. Seine Nahrung besteht aus Insekten, Würmern und anderen kleinen Wirbellosen, die im Winter nicht so leicht zu finden sind. Aber im Gegensatz zu vielen anderen Tieren, die im Winter Winterschlaf halten, bleibt die Spitzmaus aktiv.
Um im Winter zu überleben, ist sie daher gezwungen, nach nicht trivialen Möglichkeiten zum Energiesparen zu suchen, und eine davon ist Verkleinerung des Gehirns und einiger anderer Organe. Gleichzeitig behält das Tier die notwendigen Grundfunktionen zur Nahrungssuche und zum Schutz vor Fressfeinden.
Die Spitzmaus verfügt über einen hochentwickelten Geruchs- und Tastsinn, der es ihr ermöglicht, Beute auch unter schwierigsten Bedingungen zu finden. Ihr Sehvermögen ist jedoch schlecht entwickelt.
Die Spitzmaus verkleinert im Winter ihr Gehirn. Quelle: storage.yandexcloud.net
Was ist das Dekhnel-Phänomen?
Das Dehnel-Phänomen ist eine saisonale Abnahme des Körpergewichts der Spitzmaus, die sich auf Gehirn, Leber, Herz und andere Organe auswirkt. Das Phänomen ist nach dem polnischen Zoologen August Denel benannt. Sein Wesen liegt darin, dass die Spitzmaus im Winter bis zu 18 % ihrer Gesamtmasse verliert, davon mehr als ein Viertel im Gehirn, dem energieverbrauchendsten Organ des Körpers. Im Frühjahr wird die Größe der verlorenen Organe wiederhergestellt, was diesen Prozess unter Säugetieren einzigartig macht.
Aufgrund der Zellzerstörung kommt es zu einer Abnahme der Gehirnmasse. Das heißt, das Tier verliert tatsächlich einen Teil seines Gehirns, ähnlich wie es bei Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen der Fall ist. Beispielsweise kommt es bei der Alzheimer-Krankheit auch zum Verlust von Nervenzellen, was letztendlich zum Verlust der geistigen Fähigkeiten führt.
Warum lässt die Spitzmaus das Gehirn schrumpfen?
Wissenschaftler untersuchen weiterhin das Phänomen der Spitzmaus. Quelle: vokrugsveta.ru
Wissenschaftler aus den USA, Deutschland und Dänemark haben groß angelegte Studien zum Dehnel-Phänomen durchgeführt. Sie verglichen die Genexpression im Hypothalamus der Spitzmaus mit der Genexpression in 15 anderen Säugetierarten aus verschiedenen Ordnungen. Dadurch konnte herausgefunden werden, dass Veränderungen im Körper der Spitzmaus mit der Aktivität bestimmter Gene verbunden sind, die den Zelltod und Energieaustauschprozesse regulieren.
Der Hypothalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Stoffwechsels bei Tieren. Daher versuchten Wissenschaftler, Gene zu entdecken, die sich von denen anderer Tiere unterscheiden. Dieser Ansatz ermöglichte es, eine Reihe von Sequenzen zu identifizieren, deren Funktionsweise (Ausdruck) je nach Jahreszeit variiert. Darunter befanden sich mehrere Sequenzen, die die mit dem Kreislaufsystem und dem Gehirn verbundene Kalziumsignalisierung regulieren, was auf Anpassungen hindeutet, die Kanäle zum Hypothalamus öffnen und die Fähigkeit der Region verbessern, schnell auf Umweltveränderungen zu reagieren.
Das Gen BCL2L1 erregte die besondere Aufmerksamkeit der Wissenschaftler. Diese Sequenz steuert die Zerstörung der Gehirnzellen während des Winters. Darüber hinaus reguliert es die Verarbeitung von Membranproteinen abgestorbener Zellen, was eine effektive Reduzierung des Gewebevolumens ermöglicht.
Die Erforschung der kleinen Spitzmaus kann bei der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen hilfreich sein. Quelle: mospravda.ru
Wie das Dekhnel-Phänomen den Menschen helfen wird
Interessanterweise haben einige der von Wissenschaftlern entdeckten Gene, die an der Schrumpfung des Gehirns beteiligt sind, menschliche Gegenstücke und werden mit der Alzheimer-Krankheit sowie anderen neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Das berichten die Forscher in ihrer im Fachmagazin eLife veröffentlichten Arbeit. Es muss gesagt werden, dass Wissenschaftler in letzter Zeit zunehmend einen Zusammenhang zwischen Prozessen wie dem Stoffwechsel und neurodegenerativen Prozessen entdecken.
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Eine weitere Untersuchung der Fähigkeit von Spitzmäusen, ihre Gehirngröße absichtlich zu reduzieren, könnte daher bessere Einblicke in die Diagnose und Behandlung von kognitivem Verfall beim Menschen liefern. Vielleicht können Wissenschaftler durch das Verständnis der Mechanismen der Hirnzerstörung auch Methoden zur Behandlung solcher Krankheiten finden. Was die Spitzmaus selbst betrifft, ist sie ein einzigartiges Beispiel für ein Tier mit einer Lebenseinstellung nach dem Motto „Lebe schnell, stirb jung“.