Kann das Genom eines Oktopus Wissenschaftlern helfen, Veränderungen im antarktischen Eis aufzuzeichnen?

Ein Oktopus (Quelle: Tennessee Aquarium)

Autor des Beitrags - Ellis Nolan

Kraken sind faszinierende Lebewesen mit vielfältigen Eigenschaften und Fähigkeiten. Sie können beispielsweise Gläser öffnen, Labyrinthe lösen und sogar ihre Form und Farbe verändern. Einer Forschergruppe könnten diese erstaunlichen Tiere jedoch ein neues Verständnis eines Schlüsselereignisses in der geologischen Geschichte der Antarktis ermöglichen.

Vor etwas mehr als 100.000 Jahren erlebte die Erde während einer ansonsten eisigen, Millionen Jahre dauernden Reihe von Eiszeiten eine kurze Warmzeit. Diese Periode, die als Letzte Zwischeneiszeit bekannt ist, führte dazu, dass der Meeresspiegel der Erde um fünf bis zehn Meter höher stieg als heute, und die globale Durchschnittstemperatur stieg um 0,5 Grad Celsius. Wissenschaftler gingen lange davon aus, dass der riesige westliche Eisschild der Antarktis während dieser Zeit zusammenbrach und so zum Anstieg des Meeresspiegels beitrug. Diese Hypothese ließ sich jedoch allein mit geologischen Beweisen nur schwer belegen.

Bis eine Gruppe von Biologen auf eine kreative Lösung kam. Die Wissenschaftler untersuchten mehrere Exemplare des Turquet-Oktopus, eines Organismus, dessen Vorfahren vor der Bildung des westlichen Eisschildes in mehreren sich kreuzenden Populationen in der Antarktis gelebt haben sollen. Mit der Bildung des Eisschildes war ihnen der Weg versperrt, und die Populationen konnten sich nicht kreuzen, was zu einer Divergenz ihrer genetischen Informationen führte. Die Forscher stellten folgende Hypothese auf: Wenn der westliche Eisschild während der letzten Zwischeneiszeit zusammenbrach, müsste es zu einer entsprechenden Konvergenz im Genom des Turquet-Oktopus kommen, da sich die verschiedenen Populationen erneut kreuzen könnten.

Westantarktis

Für dieses Experiment wurden fast 100 Proben von Kraken entnommen. Bei der Analyse ihres Genoms gruppierten die Genetiker die Tiere zunächst anhand von Mustern, sogenannten SNPs (Einzelnukleotid-Polymorphismen), in Populationen. Anschließend führten sie eine Computersimulation durch, die die durchschnittlichen Mutationsraten der Kraken in drei Szenarien untersuchte: bei vollständigem Kollaps der Eisdecke und damit möglicher Kreuzung aller Populationen, bei teilweisem Kollaps und möglicher Kreuzung nur einiger Populationen und schließlich bei keinem Kollaps. Das Genom der Kraken, so berichten die Forscher, entsprach am ehesten dem ersten Szenario und datierte den Beginn der Kreuzung der Populationen auf etwa 100.000 Jahre vor heute.

Dass die westliche Eisdecke wahrscheinlich vollständig zusammengebrochen ist, hat weitreichende Auswirkungen auf die heutige Zeit. Da die globale Erwärmung die durchschnittliche Planetentemperatur rapide auf das Niveau der letzten Zwischeneiszeit anhebt, könnte ein weiterer Zusammenbruch einen erneuten Anstieg des Meeresspiegels um fünf bis zehn Meter bedeuten und den Lebensraum antarktischer Wildtiere, wie zum Beispiel des Turquet-Oktopus, drastisch verändern. Eines ist so gut wie sicher: Dies wird nicht das Letzte sein, was die Menschheit von Oktopussen lernt.