Maulwürfe Tunnelgräber mit "Superhämoglobin"

Maulwürfe müssen unter der Erde mit wenig Sauerstoff und einer hohen CO2-Konzentration zurechtkommen. Einigen hilft dabei ein besonderes Molekül.

Ein internationales Forscherteam aus den USA, Kanada und Dänemark hat herausgefunden, wieso Ostamerikanische Maulwürfe besonders lange in stickigen Tunneln unter der Erde überleben können.

Ostamerikanische Maulwürfe sind besonders gut an das Leben unter der Erde angepasst.

(Foto: Kenneth Catania, Vanderbilt University)

Die Tier verfügen über ein "Superhämoglobin". "Durch die Entwicklung dieses speziellen Hämoglobins ist die Transportkapazität von Kohlenstoffdioxid in ihrem Blut erhöht", erklärt Kevin Campbell von der kanadischen Universität Manitoba.

Hämoglobin ist ein Sauerstofftransportprotein. Seine Hauptaufgabe ist es, Sauerstoff von der Lunge aus im Körper zu verteilen und Kohlenstoffdioxid in die umgekehrte Richtung zu transportieren.

"Im Gegensatz zu Tieren, die an der Erdoberfläche leben, sind Maulwürfe ständig Umgebungen mit wenig Sauerstoff und einer hohen Kohlenstoffdioxidkonzentration ausgesetzt. Das Vergraben unter der Erde ist an sich schon schwer und es wird zusätzlich dadurch erschwert, dass die Tiere ihre verbrauchte Luft ständig nochmal einatmen müssen", sagt Campbell.

Bis jetzt wurde angenommen, dass das Molekül 2,3- Diphosphoglycerat, auch DPG genannt, für die Anpassung der Maulwürfe an diese Bedingungen verantwortlich sei. Es passt die Sauerstoffbindung des Hämoglobins innerhalb der Blutkörperchen an.

Im Hämoglobin der Ostamerikanischen Maulwürfe fehlen jedoch die entsprechenden DPG-Bindungsstellen. Dies erlaube es den Tieren, zusätzliche Kohlenstoffdioxid-Moleküle zu binden, schreiben die Forscher im Fachblatt BMC Evolutionary Biology. Somit können die Tiere verbrauchte Luft nochmals einatmen, ohne eine Kohlendioxid-Vergiftung zu erleiden.

Die Entdeckung des neuen Hämoglobins könnte auch für den Menschen von Bedeutung sein, vermuten die Wissenschaftler. "Niedrige Sauerstoffkonzentrationen und ein hoher Kohlenstoffdioxidgehalt sind lebensbedrohliche Symptome bei Patienten mit einer chronischen Lungenerkrankung wie Bronchitis. Unsere Forschung liefert wertvolle Informationen für die Entwicklung von neuem Hämoglobin durch Gen Therapien", meint Roy Weber von der Aarhus Universität in Dänemark.