Schnabeltiere : Eierlegende Wollmilchente

Säugetier, Vogel, Reptil: Das Schnabeltier hat von allem etwas. Und das zeigt sich auch in seinem Erbgut.

Dagny Lüdemann

Es ist einen halben Meter lang, hat ein braunes Fell, kann schwimmen, legt Eier und säugt seine Jungen. Was ist das?

Als der Brite George Shaw im Jahr 1799 als erster Biologe vor dieser Frage stand, hielt er das Ganze für einen Scherz. An dem Schnabeltier, das man ihm zur Untersuchung aus Australien geschickt hatte, suchte er nach Nähten – er glaubte, jemand habe den Schnabel eines Vogels aus Spaß an irgendein Fell genäht.

Doch Schnabeltiere gibt es wirklich. Sie sind eine einzigartige Mischung aus Reptil, Vogel und Säugetier, was Forscher jetzt auch am Erbgut der Tiere zeigen konnten. Ein internationales Team, in dem auch Berliner Forscher mitarbeiteten, entzifferte das Schnabeltier-Genom und veröffentlichte das Ergebnis im Fachblatt „Nature“ (Band 453, Seite 175).

Ornithorhynchus anatinus, das nur im Osten Australiens lebt, zählt zu den Kloakentieren. Zu diesen eierlegenden Säugetieren gehört außerdem nur der Ameisenigel. Durch die Austrocknung ihres Lebensraums und eingeschleppte Feinde, wie Füchse, Hunde oder Katzen, sind Schnabeltiere bedroht. Sie ernähren sich von Krabben, Kaulquappen, Fischeiern und Insektenlarven, die sie mit Elektrosensoren am Schnabel orten können.

Die Ureinwohner Australiens glaubten, Schnabeltiere seien eine Kreuzung aus Ente und Ratte. Mit ihrem wasserabweisenden Fell und der stromlinienförmigen Figur sehen sie tatsächlich ein bisschen aus wie Bisamratten. Dass sie ihre Jungen mit Muttermilch versorgen, ist typisch für Säugetiere. Allerdings kommt bei Schnabeltierweibchen die Milch aus Drüsen an der Brust – Zitzen haben sie nicht. Auch die Backenzähne, die die Jungen bei der Geburt im Schnabel tragen, sind ein klassisches Säugermerkmal. Im Erwachsenenalter fallen sie aus.

Und noch etwas ist ungewöhnlich an diesen fleischfressenden Tieren: Die Männchen haben Sporen mit Gift an den Krallen, womit sie sich im Revierkampf verteidigen. Das kann außer ihnen kein anderes Säugetier. Und die Weibchen legen Eier, die mit ihrer pergamentartigen Schale denen von Reptilien ähneln.

Der Weg der Evolution, auf dem es zu dieser komischen Mischung kommen konnte, ließ sich bislang nur lückenhaft rekonstruieren. Immerhin beweist ein Unterkieferfossil aus Südost-Australien, dass Schnabeltiere schon in der Kreidezeit neben den Dinosauriern lebten. Die ersten Vertreter der heutigen Form tauchten erst vor rund 100000 Jahren auf.

Jetzt, da sein Ergbut weitgehend bekannt ist, lässt sich die Evolution des Schnabeltiers recht genau zurückverfolgen. „Sein Genom ist ein Schlüssel zu der Frage, wie wir und andere Säugetiere entstanden sind“, sagte Chris Ponting von der Oxford Universität, einer der Hauptautoren. Vor rund 166 Millionen Jahren gabelte sich der Weg von einem Lebewesen mit Reptilien- und Säugetiereigenschaften in eine erste unabhängige Linie, die zum Schnabeltier führte. Aus der anderen Linie gingen alle anderen Säugetiere und auch der Mensch hervor. Diese Verwandtschaft zeigt sich auch im Erbgut: So fanden die Forscher beim Schnabeltier dieselben Gene, die auch bei Säugetieren die Produktion von Muttermilch steuern. Zudem regulieren bei Schnabeltieren dieselben Gene die Dotterbildung in den Eiern wie bei Reptilien und Vögeln. Bei Säugern ging die Funktion dieser Gene aber im Laufe der Zeit verloren, wie Schweizer Forscher von der Uni Lausanne am 18. März im Online-Journal „Plos Biology“ berichteten. Nicht mehr aktive Überreste dieser Dotter-Gene sind auch im Genom des Menschen noch nachweisbar.

Beteiligt an der Erbgutanalyse des Schnabeltiers waren auch deutsche Forscher. „Wir haben die RNS untersucht, die entscheidend dafür ist, ob ein Gen seine Wirkung entfaltet oder stumm bleibt“, sagte Richard Reinhardt vom Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin-Dahlem. „Beim Schnabeltier haben wir sowohl RNS-Schnipsel gefunden, die sie nur mit Säugetieren teilen, als auch solche, die nur bei ihnen, Reptilien und Vögeln vorkommen“, sagte sein Kollege Jürgen Brosius von der Uni Münster dem Tagesspiegel. Die Gene, die für die Giftproduktion bei den Männchen zuständig sind, unterscheiden sich dagegen von denen bei Schlangen. „Das Gift von Schnabeltieren und Reptilien muss sich in der Evolution also konvergent, das heißt unabhängig voneinander entwickelt haben“, erklärte Brosius.

Eine weitere Besonderheit sind die zehn Geschlechtschromosomen im Erbgut der australischen Fluss- und Seebewohner. Die Weibchen verfügen über zehn X-Chromosomen, Männchen über je fünf X- und Y-Chromosomen. In diesem Punkt ähneln sie am ehesten Vögeln, denn Säugetiere haben nur je zwei Geschlechtschromosomen. Warum das bei Schnabeltieren anders ist, wissen die Forscher noch nicht. „Die Sequenzierung der 18500 Gene ist noch lange nicht abgeschlossen“, sagte der Berliner MPI-Forscher Reinhardt. „Vermutlich warten noch weitere Überraschungen auf uns.“

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