Viele Tierarten haben sich im Laufe der Evolution Strategien angeeignet, um auch unter widrigen Bedingungen zu überleben. Wenn es hierzulande Winter wird und Nahrungsquellen knapp werden, fallen einige Tiere in einen tiefen Winterschlaf. Dabei stellen sie ihren Stoffwechsel auf eine Art Energiesparmodus um, damit sie die kalten Monate ohne Nahrung überstehen können.
Der australische Laubfrosch Cyclorana alboguttata hingegen hält fast das gesamte Jahr über "Sommerschlaf". Kaum ist die Regenzeit vorbei, vergraben sich die Tiere im Schlamm. In ihren Erdhöhlen können sie in einem energiesparenden Ruhezustand ausharren, bis die trockene Zeit vorüber ist. Cyclorana alboguttata ist dabei ein regelrechter Profi im Energiesparen. Für gewöhnlich bleiben die nur wenige Zentimeter kleinen Tiere etwa zehn Monate untertage - bis zur nächsten Regenzeit. Bleibt der Regen jedoch aus, kann es schon einmal vorkommen, dass die Laubfrösche sogar über mehrere Jahre ohne Nahrung im Boden vergraben bleiben. In dieser Zeit müssen sie extrem mit ihren Energiereserven haushalten.
Die Fähigkeit dieser Amphibien, sogar mehrere Jahre ohne Nahrung und Wasser auskommen zu können, interessiert Forscher schon seit langem. Wie kann der Stoffwechsel derart heruntergefahren werden, dass die gespeicherte Energie jahrelang ausreicht? Dieser Frage gingen Biologen von der Queensland Universität in Australien nach. Dazu verglichen sie die Stoffwechselvorgänge bei Fröschen im Ruhezustand mit denjenigen wacher Frösche. Um etwas über den Energieverbrauch zu erfahren, entnahmen sie den Tieren Mitochondrien aus dem Muskelgewebe. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen, sie setzen Nährstoffe, also Zucker und Fette, in für den Körper nutzbare Energie um. Die Untersuchungen lieferten erstaunliche Ergebnisse:
Entgegen aller Erwartungen arbeiten die Mitochondrien der ruhenden Frösche auf Hochtouren. Paradoxerweise können durch die hohe Aktivität der Mitochondrien die Nährstoffreserven äußerst effektiv genutzt werden.
Einzigartiger Energiesparer
Bislang wurde diese Energiespar-Strategie bei keiner anderen Tierart festgestellt. Wenn Cyclorana alboguttata jedoch auf diese Weise jahrelangen Dürreperioden trotzen kann, stellt sich die Frage, warum diese Methode im Tierreich nicht weiter verbreitet ist. Auch wenn dazu bislang nur spekuliert werden kann, vermuten die australischen Forscher einen Zusammenhang mit sogenanntem oxidativem Stress.
Durch die hohe Aktivität der Mitochondrien werden in den Froschzellen hochreaktive Sauerstoffmoleküle angehäuft. Diese Moleküle können im Körper Schäden anrichten und damit eine Vielzahl von Krankheiten auslösen. Die Untersuchungen zeigten, dass vor allem in den Aufwachphasen enormer oxidativer Stress verursacht wird. Daher vermuten die Forscher, dass sich diese Überdauerungsform nur dann auszahlt, wenn die Ruhephasen entsprechend lang sind.
Die neuen Ergebnisse bringen nun etwas mehr Licht in die Stoffwechselvorgänge in Zellen. Möglicherweise können die Erkenntnisse eines Tages auch dazu beitragen, Krankheiten beim Menschen, die den Stoffwechsel betreffen, zu behandeln. Ein denkbares Zukunftsszenario bestünde darin, die Stoffwechselrate übergewichtiger Menschen medizinisch so zu steigern, dass ihre Zellen vermehrt Fettreserven abbauen.
