Vampirfledermäuse: Was die Blutsauger sozialer macht als andere Fledermausarten

Die Graf Draculas der Tierwelt: Vampirfledermäuse sind die einzigen Säugetiere der Welt, die sich ausschließlich vom Blut anderer Wirbeltiere ernähren. Dazu landen sie nachts auf ihren Opfern und fügen ihnen mithilfe ihrer spitzen Zähne blutende Wunden zu. Das ist nicht nur eine einzigartige Ernährungsweise – sondern auch eine recht einseitige. Denn Blut enthält Unmengen an Protein und Eisen und kaum Kohlenhydrate und Fette.

Forschende haben nun unter der Leitung von Michael Hiller, Professor für Vergleichende Genomik am LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik in Frankfurt, die DNA der Gemeinen Vampirfledermaus (Desmodus rotundus) sequenziert und mit 26 weiteren Fledermausarten verglichen. D. rotundus ist die einzige der drei Vampirfledermaus-Arten, deren Opfer ausschließlich Säugetiere sind.

Das Ergebnis der Studie, die in der Fachzeitschrift Science Advances erschien: Die Gemeine Vampirfledermaus hat 13 defekte Gene, die bei anderen Fledermausarten intakt sind. Diese Genverluste spielen nicht nur eine Rolle bei Anpassungen an die einzigartige Ernährungsweise der Vampirfledermaus. Sie haben auch einen Einfluss auf ihre außergewöhnlichen kognitiven Fähigkeiten – unter anderem auf ihr Sozialverhalten: Sie teilt Blut mit ihren Artgenossen.

Das Genom der Vampirfledermaus

Wichtig ist: Die 13 defekten Gene haben ihre Funktion erst im Laufe der Evolution verloren. Denn Überbleibsel dieser Gene sind noch immer im Genom zu finden, erklärt Studienleiter Michael Hiller: „Die Gene sind bei der Vampirfledermaus im Endeffekt inaktiviert. Das können wir aufgrund von Mutationen, die wir in diesen Genombereichen finden, feststellen.“ Doch warum kam es in der Evolution der Gemeinen Vampirfledermaus zu solchen Gendefekten?

Laut Hiller kann man einen Teil der defekten Gene mit dem Prinzip use it or lose it – nutze es oder verliere es – erklären. „Gene, die wichtige Funktionen haben, werden durch Selektion erhalten”, sagt er. „Wenn nun in einigen Tieren die Funktion eines Gens aber nicht mehr benötigt wird, geht das Gen irgendwann verloren.“ Bei D. rotundus ist dieses Prinzip im Zusammenhang mit der Insulinverarbeitung zu beobachten. So sind zwei der defekten Gene ­im Genom – FFAR1 und SLC30A8 – bei anderen Tieren für die Ausschüttung des blutzuckerregulierenden Hormons verantwortlich. Durch ihre besondere, zuckerarme Ernährung brauchen Vampirfledermäuse aber nur sehr wenig Insulin. Die Funktion der Gene wurde obsolet.

Im Genom der Vampirfledermaus kann man aber auch einen zweiten, spannenderen Prozess beobachten. Hiller sagt: „Wenn wir von Genverlust sprechen, hat das meistens einen negativen Touch, da Mutationen in Genen Krankheiten verursachen können. Im Laufe der Evolution kann es aber passieren, dass Gene verloren gehen und das für gewisse Arten, die sich an gewisse Lebensbedingungen gewöhnt haben, sogar von Vorteil ist.“ Ganz nach dem Motto less is more. Bei der Vampirfledermaus ist dieses Prinzip beim Gen REP15, das die Ausscheidung von Eisen aus dem Körper hemmt, zu beobachten.

Da die Vampirfledermaus täglich große Mengen an Eisen zu sich nimmt – etwa 800-mal so viel wie der Mensch – muss sie es im Gegensatz zu anderen Lebewesen möglichst effizient ausscheiden. Durch die Inaktivierung von REP15 ist genau das möglich: Überschüssiges Eisen reichert sich in den sehr kurzlebigen Darmzellen an und diese werden schnell aus dem Körper ausgeschieden. So kann die Vampirfledermaus ihren Eisenhaushalt selber – quasi durch einen eigenen Eisenausscheidungsmechanismus  – regulieren.

Erhöhte soziale und kognitive Fähigkeiten

Dieses Prinzip der positiven Auswirkung eines Gendefekts ist bei der Vampirfledermaus vor allem auch im sozialen Miteinander zu beobachten. Auslöser ist hier das defekte Gen CYP39A1. Jenes kodiert normalerweise ein Enzym, das im Gehirn ein Stoffwechselprodukt abbaut, welches wichtig für Gedächtnis, Lernfähigkeit und Sozialverhalten ist. Wenn durch das Fehlen des Gens also eine höhere Konzentration dieses Stoffwechselprodukts vorliegt, werden auch diese Fähigkeiten gesteigert. 

Bei der Vampirfledermaus lässt sich diese Steigerung der kognitiven Fähigkeiten vor allem beim Fressverhalten beobachten: „Vampirfledermäuse sind außergewöhnlich soziale Tiere, die sogar ihre Nahrung teilen“, so Hiller. Dabei würden die Entscheidungen, wem sie ihr Essen anböten, primär damit zusammenhängen, wer auch vorher mit ihnen Essen geteilt hat oder sich ihnen gegenüber positiv verhalten hat. „Das heißt, sie merken sich Individuen in ihrer Gruppe und was diese Individuen in der Vergangenheit gemacht haben. Das fordert ein gewisses soziales Gedächtnis und auch längerfristige Merkfähigkeit“, sagt Hiller. „Das ist bei anderen Fledermäusen nicht der Fall.”

Laut Hiller ist der Genverlust nicht der einzige Faktor, der die erhöhte kognitive Fähigkeit der Vampirfledermaus beeinflusst – aber sicherlich einer der spannendsten. So hat die Vampirfledermaus beispielsweise von allen Fledermäusen, deren Gehirn bereits untersucht wurde, das größte Gehirnvolumen in Relation zu der eigenen Körpergröße. 

Für die Forschenden ist der nächste Schritt aber zunächst die Sequenzierung der DNA beiden Vampirfledermaus-Arten neben der Gemeinen Vampirfledermaus: „Da gibt es noch viel zu lernen.”