Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blaues Blut im Eis – Wie ein antarktischer Krake in der Kälte überlebt

12.03.2015

Eine antarktische Kraken-Art nutzt eine einmalige Strategie, um im eiskalten Wasser zu überleben. Dies zeigt eine aktuelle Studie von Forschern des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), die jetzt im Open Access Fachmagazin „Frontiers in Zoology“ erscheint.

Die spezialisierten Blutpigmente des Kraken helfen laut der Studie dabei, dass die Art widerstandsfähiger gegenüber dem Klimawandel ist als antarktische Fische oder andere antarktische Kraken.


Pareledone

Antarktischer Krake Pareledone sp.

Das Foto muss zitiert werden als "Tomas Lundälv" nach Nutzungsfreigabe durch den Urheber (tomas.lundalv@loven.gu.se - Anfragen bitte auf Englisch: request for permission of use in the newspaper/on the website )

Im Antarktischen Ozean gibt es trotz unwirtlicher Temperaturen eine artenreiche und diverse Tierwelt. Die kalte Umgebung führt zwar dazu, dass Sauerstoff aufgrund langsamer Diffusion nur schwer in die Gewebe transportiert werden kann, allerdings enthält eiskaltes Wasser große Mengen physikalisch gelösten Sauerstoffs.

Antarktische Fische haben daher einen geringen Bedarf an aktiven, Sauerstoff transportierenden Pigmenten wie Hämoglobin. Bisher war jedoch wenig darüber bekannt, wie blaublütige Kraken ihre Sauerstoffversorgung der kalten Umgebung angepasst haben.

Der Erstautor Michael Oellermann vom AWI sagt: „Dies ist die erste Studie, die klare Hinweise darauf liefert, dass funktionelle Änderungen des blauen Blutpigments der Kraken (Hämocyanin) für eine bessere Sauerstoffversorgung der Gewebe bei Temperaturen unter 0 °C sorgen.

Dies ist wichtig, weil es eine ganz andere Antwort auf die kalte Umgebung des Südozeans im Vergleich zu antarktischen Fischen offenbart. Unsere Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass die untersuchten Kraken mittels einer besseren Sauerstoffversorgung durch Hämocyanin bei höheren Temperaturen besser ausgestattet sind als die antarktischen Fische, um sich an eine Klimaerwärmung anzupassen.

Kraken haben drei Herzen und kontraktile Gefäße, die die Hämolymphe durch den Körper pumpen. Diese Blutflüssigkeit enthält das blaue Hämocyanin, das dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin der Wirbeltiere entspricht.

Um herauszufinden, wodurch das Hämocyanin der antarktischen Krake so gut an kaltes Wasser angepasst ist, sammelten und untersuchten die Forscher Hämolymphe der in der Antarktis verbreiteten Art Pareledone charcoti sowie die zweier Krakenarten aus wärmeren Gewässern: des südostaustralischen Octopus pallidus und von Eledone moschata aus dem Mittelmeer.

Die antarktische Krake Pareledone charcoti hatte die höchste Konzentration von Hämocyanin im Blut. Mit mindestens 40 % mehr als die beiden Vergleichsarten bedeutet dies eine der höchsten je bei Kraken gefundenen Konzentration. Die hohe Konzentration an Blutpigmenten kompensiert die geringe Fähigkeit des Hämocyanins, bei geringen Temperaturen Sauerstoff abzugeben, berichten die Autoren. So werden die Gewebe ausreichend mit Sauerstoff versorgt.

Außerdem funktionierte der Sauerstoffaustausch zwischen Kiemen und Gewebe über das Hämocyanin der antarktischen Krake bei 10 °C viel besser als bei 0 °C. Das Hämocyanin dieser Tiere hatte bei 10 °C das Potential, mit 76,7 % viel mehr Sauerstoff abzugeben, als die Blutpigmente der Warmwasserarten Octopus pallidus mit 33,0 % und Eledone moschata mit 29,8 %.

Zusätzlich zur Kälteanpassung könnte dieser Mechanismus dafür nützlich sein, dass Pareledone charcoti höhere Temperaturen tolerieren kann – ein möglicher Link zur Lebensweise dieser Art, die auch in wärmerem Flachwasser und Gezeitentümpeln vorkommt.

In Anbetracht der starken Erwärmung rund um die Antarktische Halbinsel könnte Pareledone charcoti von der Kapazität profitieren, die Sauerstoffversorgung im Blut besser an variierende Temperarturbedingen anpassen zu können als andere Arten wie antarktische Fische.

Diese neuen Ergebnisse zeigen, wie das Blutpigment Hämocyanin die Sauerstoffversorgung sowohl in warmer als auch in eiskalter Umgebung gewährleistet. Diese Fähigkeit könnte ein Grund dafür sein, warum Kraken ein so weites Spektrum von Lebensräumen besiedeln.

Hinweise für Redaktionen:

Original-Studie:

Michael Oellermann, Bernhard Lieb, Hans O. Pörtner, Jayson M. Semmens and Felix C. Mark
Blue blood on ice: Modulated blood oxygen transport facilitates cold compensation and eurythermy in an Antarctic octopod. Frontiers in Zoology 2015 - abrufbar unter: http://www.frontiersinzoology.com/content/12/1/6/abstract


Druckbare Bilder finden Sie unter http://www.awi.de. Ihr Ansprechpartner ist Michael Oellermann (E-Mail: michael.oellermann(at)awi.de). In der Pressestelle des Alfred-Wegener-Instituts steht Ihnen Folke Mehrtens für Rückfragen gern zur Verfügung (Tel.: 0471 4831-2007; E-Mail: Folke.Mehrtens(at)awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

http://www.awi.de

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE