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Bei minus 75 Grad quicklebendig!

Manche Tierarten in arktischen Regionen greifen zu einem ausgefallenen Trick, um sich vor bitterer Kälte zu schützen: Sie produzieren ihr körpereigenes Frostschutzmittel! Einen völlig neuen Antigefrierstoff haben Forscher bei der Käferart Upis ceramboides (Foto: Wikimedia Commons) in Alaska entdeckt: Dank eines speziellen Moleküls überstehen die kleinen schwarzen Krabbler Temperaturen von bis zu minus 75 Grad Celsius.

Das wiesen Wissenschaftler der Universität Fairbanks im Laborversuch nach. Damit handelt es sich um das stärkste Frostschutzmittel, das bislang bei einer Insektenart gefunden wurde. Bei den meisten Lebewesen gefrieren die körpereigenen Flüssigkeiten ab minus 28 Grad Celsius.

Die US-Forscher machten eine weitere überraschende Feststellung. Der kälteresistente Stoff, den sie Xylomannan nannten, besteht nur aus Zucker und einer Fettsäure. Alle anderen tierischen Frostschutzmittel enthalten überwiegend Proteine.

Bei großer Kälte entstehen innerhalb eines Organismus Eiskristalle. Sie entziehen den Zellen die Wassermoleküle, sodass sie irgendwann absterben. Xylomannan verhindert das Wachstum von Eis in den Zellen, indem es sich in die Eiskristallgitter einlagert. Außerdem hält es neues Eis von den Zellen fern.

Die Forscher stellten weiterhin fest, dass die Fettsäure in Xylomannan die gleiche Struktur wie die in der Zellmembran besitzt. Vermutlich kann das Molekül dadurch ein Teil der Zellmembran werden und dort das Eindringen neuer Eiskristalle verhindern. Bewiesen ist das allerdings noch nicht.

“Es liegen viele schwierige Studien vor uns, um herauszufinden, wie verbreitet dieses biologische Frostschutzmittel ist, wie es das Gefrieren verhindert und wo es genau wirkt“, so Brian Barnes, der Leiter des Instituts für arktische Biologie in Fairbanks.

Gefrierschutz-Proteine wurden erstmals vor rund 60 Jahren bei den Familien der Krokodileisfische und der Antarktisdorsche gefunden. Beide sind in den Gewässern rund um den südlichen Kältepol heimisch. Inzwischen sind zahlreiche weitere Arten von Fischen, Pflanzen und Insekten mit hauseigenem Frostschutz bekannt, darunter auch der in den Alpen beheimatete Gletscherfloh.
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Hyperlinks zu diesem Thema:

Institute of Arctic Biology: Brian Barnes




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