Der Klimawandel macht Mutationen immer gefährlicher

Eine der Arten, die die Forscher im Detail untersuchten, ist das Schädlingsinsekt Callosobruchus maculatus. Das Weibchen auf dem Bild legt Eier auf eine Bohne, die dann Nahrung für die Larven wird. Foto: Mareike Koppik

Ein wärmeres globales Klima kann dazu führen, dass Mutationen schwerwiegendere Folgen für die Gesundheit von Organismen haben, da sie sich nachteilig auf die Proteinfunktion auswirken. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Fähigkeit von Organismen haben, sich an die veränderten Lebensräume der Zukunft anzupassen und in diesen zu überleben, wie Studie der Universität im schwedischen Uppsala zeigt. Natürliche Umgebungen verändern sich aufgrund des anhaltenden Klimawandels immer schneller. Dies bringt für viele Arten neue Lebensbedingungen mit sich.

Foto: Uni Uppsala

„Auf lange Sicht müssen sich Organismen genetisch an diese schnellen Umweltveränderungen anpassen. Andernfalls könnten sie aussterben. Diese Anpassung kann durch Mutationen erfolgen, die Veränderungen im Genom verursachen, die in der neuen Umgebung vorteilhaft sind. Aber sehr oft haben Mutationen negative Folgen für das Individuum, das sie trägt “, sagt David Berger vom Institut für Ökologie und Genetik der Universität Uppsala. In der Studie, die in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Lund durchgeführt wurde, wurden theoretische Modelle der Funktionsweise von Proteinen mit Ergebnissen aus Experimenten kombiniert, in denen die Auswirkungen von Mutationen auf verschiedene Lebensformen in verschiedenen Lebensräumen verglichen wurden.

Menschen mit und ohne Mutationen litten genauso unter der stressigen Umgebung

Die schwedischen Forscher experimentierten an Käfern mit neuen Mutationen, analysierten aber auch Ergebnisse früherer, ähnlicher Studien, in denen sowohl einzellige Mikroorganismen wie beispielsweise Hefen, Bakterien und Viren als auch mehrzellige Lebensformen wie Ackerschmalwand  und Fruchtfliege untersucht wurden. Durch die Kombination all dieser Informationen waren die Forscher in der Lage zu klären, wie es den Organismen in verschiedenen Umgebungen vor und nach der Entstehung der Mutationen erging. Ziel war es vor allem herauszufinden, ob Umweltbedingungen, die das Individuum in irgendeiner Weise belasteten, dazu führten, dass die schädlichen Auswirkungen der Mutationen mehr oder weniger zum Ausdruck kamen. Sie manipulierten die Temperatur, um herauszufinden, welchen Effekt dies hatte.

„Menschen mit und ohne Mutationen litten genauso unter der stressigen Umgebung. Als wir uns jedoch die Studien anschauten, in denen die Temperaturen manipuliert worden waren, stellten wir fest, dass bei höheren Temperaturen die Auswirkungen bei Personen mit neuen Mutationen schlimmer waren als bei Personen, denen diese fehlten “, sagt Berger.

Die Studie zeigt, dass, wenn Berechnungen des Internationalen Gremiums für Klimawandel (IPCC) der globalen Erwärmung um 2–4 ° C im kommenden Jahrhundert Realität werden, das Ergebnis eine Verdoppelung der schädlichen Auswirkungen neuer Mutationen in tropischen Arten sein kann.

„Da Mutationen vererbt werden und auch in jeder neuen Generation auftreten, hätte eine deutliche Zunahme ihrer schädlichen Auswirkungen erhebliche Auswirkungen sowohl auf die Anpassungsfähigkeit der Organismen als auch auf die Arten von Anpassungen, die wir bei weiter steigenden globalen Temperaturen erwarten können. Unsere Ergebnisse können daher wichtig sein, um zu verstehen, wie sich die zukünftige globale Erwärmung auf die biologische Vielfalt auswirken kann “, sagt Berger.