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Großes Gehirn bringt angeborenes Immunsystem ins Wanken
Ein großes Gehirn macht den Guppy zwar schlauer, aber auch anfälliger für Krankheiten. (Foto: Paul Bentzen)

Ein großes Gehirn mag die Aquarienfischart Guppy zwar schlauer, aber möglicherweise auch leichter krank machen. Ein Forschungsteam vom Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni Vienna fand heraus, dass großhirnige Fische weniger widerstandsfähig als kleinhirnige sind. Der erhöhte Energiebedarf größerer Denkorgane scheint dem angeborenen Immunsystem kaum Energie für Abwehrreaktionen übrig zu lassen. Die Studie dazu wurde im Journal "Proceedings of the Royal Society B" veröffentlicht.

Die Effizienz des Immunsystems wurde bei Guppys mit großen und kleinen Hirnen verglichen. Dazu transplantierten die Forscher den beliebten Aquarienfischen gegenseitig Schuppen mit der dazugehörigen Schleimschicht und Pigmentzellen und beobachteten die Abstoßungsreaktionen.

Sowohl Hirn als auch Immunsystem haben einen hohen Energiebedarf. „Der hohe Verbrauch eines verhältnismäßig großen Hirns könnte dazu führen, dass das Immunsystem auf Sparflamme laufen muss“, so die Forscher des Konrad Lorenz Instituts für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni Vienna.
Kleines Hirn, große Reaktion

Das angeborene Immunsystem reagiert bereits beim ersten Aufeinandertreffen mit Eindringlingen und Fremdkörpern wie Transplantaten. Bei Guppys mit kleinem Hirn war die Abstoßungsreaktion des angeborenen Immunsystems nach der Schuppentransplantation stärker als bei „großhirnigen“ Fischen. "Der Abstoßungsprozess verlief so, dass das Gewebe um die transplantierten Schuppen erst ein wenig anschwoll, dann die dortige Schleimschicht trüb wurde und schließlich die fremden Pigmentzellen vom Immunsystem des Empfängers abgebaut wurden", erklären Kotrschal und Penn. Nach etwas mehr als einer Woche war alles Fremdmaterial bis auf die eigentliche Schuppe abgebaut und mit Eigenmaterial überwachsen. Einzig die fremde Schuppe bleibt permanent ein Teil des Empfängers.
Erworbenes Immunsystem nicht beeinflusst

Nach drei Wochen führte das Forschungsteam eine weitere Schuppentransplantation bei denselben Tieren durch. Damit konnte auch die Antwort des spezifischen, also des erworbenen, Immunsystems beobachtet werden. Das erworbene Immunsystem merkt sich Fremdkörper und kann sie so beim nächsten Aufeinandertreffen rascher und effektiver bekämpfen. „Wir erwarteten bei Fischen mit kleinen und großen Gehirnen ebenso eine unterschiedlich heftige Reaktion. Dem war aber nicht so“, führt Kotrschal an.

Die Resultate zeigen demnach, dass die Entwicklung eines größeren Hirns zu Lasten des angeborenen, aber nicht des erworbenen Immunsystems geht. "Schlaue Fische zahlen also für ihre Klugheit mit einer minderwertigeren Antwort des Immunsystems bei erstmaligem Kontakt mit Fremdkörpern", schließen Kotrschal und Penn.


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Alexander Kotrschal, Niclas Kolm, Dustin J. Penn: Selection for brain size impairs innate, but not adaptive immune responses, "Proceedings of the Royal Society B" 2016, doi: 10.1098/rspb.2015.2857
Veterinärmedizinische Universität Wien
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/283/1826/20152857

10.03.2016

 

 
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