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Viele Arten sind die Anpassung an extreme Umweltbedingungen gewohnt. Die rasanten, menschgemachten Änderungen im Anthropozän stellen Tiere und damit auch die Menschen aber nun vor ganz neue Herausforderungen. Davon sind auch Prozesse auf Zellebene bis hin zum gesamten Organismus betroffen, wie eine aktuelle europäische, von der Veterinärmedizinischen Universität Wien geleitete, Studie zeigt. Die Autor:innen identifizieren sieben Hauptfaktoren und plädieren für einen ganzheitlichen Zugang im Sinne des One-Health-Konzepts von Mensch und Tier.
Die herkömmliche physiologische Forschung konzentriert sich auf die Erforschung der endogenen Mechanismen, die den Anpassungen der Arten an das Leben in extremen Lebensräumen wie Polargebieten oder Wüsten zugrunde liegen. Die Forscher:innen argumentieren nun in ihrer aktuellen Studie, dass heutzutage aber selbst Lebensräume, die nicht als extrem gelten, unvorhersehbaren, schnellen und starken (Klima-)Veränderungen durch menschliche Aktivitäten (und auch unabhängig davon) ausgesetzt sind – was alle Tiere und damit auch den Menschen mit neuartigen extremen Bedingungen konfrontiert.
Vielfältige Umwelteinflüsse stellen das Bio-Exposom unter Druck
Die physiologische Forschung an betroffenen Tieren kann laut den Wissenschafter:innen Aufschluss darüber geben, welchen Effekt deren physiologische Plastizität auf ihre Resilienz und Anpassungsfähigkeit hat. Zu diesem Zweck untersuchte das Forschungsteam aus Österreich, Belgien und Italien bereits veröffentlichte Forschungsarbeiten. „Wir interessierten uns dabei insbesondere für die Stressphysiologie mit dem Schwerpunkt auf oxidativem Stress und damit verbundenen hormonellen Stressreaktionen. Diese durch Stressoren aus der Umgebung hervorgerufenen Reaktionen spielen eine zentrale Rolle bei der Interaktion zwischen dem Exposom, also dem Maß für alle Umwelteinflüsse, denen ein Individuum im Laufe seines Lebens ausgesetzt ist, und dem Bio-Exposom, also zellulären Prozessen im Zusammenhang mit relevanten extremen anthropogenen Veränderungen der Lebensraumbedingungen“, berichtet Valeria Marasco vom Institut für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Vetmeduni.
Sieben Hauptfaktoren für oxidativen Stress und dessen negative Wirkung auf das Bio-Exposom
Als verantwortliche Einflussfaktoren sehen die Forscher:innen immer stärkere und sich gleichzeitig beschleunigende Veränderungen in den sieben Bereichen Hitzewellen, Wassermangel, Lichtverschmutzung, Lärm, Landnutzung, chemische Verunreinigung und verminderte Nahrungsmittelqualität. Um dem daraus resultierenden oxidativen Stress, der durch Umweltbelastungen und erhöhte Glukokortikoidhormone entsteht, entgegenzuwirken, werden enzymatische und nicht-enzymatische Antioxidantien angekurbelt, was wiederum die phänotypische Plastizität, physiologische Veränderungen und die Anpassungsfähigkeit beeinflusst. Wie neuere Forschungen zeigen, kann dies jedoch zu einer erhöhten Konzentration gefährlicher reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) im Organismus führen, was schädliche Folgen haben kann: Beispielsweise der Rückgang von Populationen und Arten durch verringerte darwinistische Fitness, erhöhte Morbidität und schließlich den Tod.
Ganzheitliches One-Health-Verständnis nötig: Globale Veränderungen betreffen Mensch und Tier
Die Erforschung der Beziehung zwischen oxidativem Stress und dem Bio-Exposom kann laut den Forscher:innen auch für die Gesundheit der Bevölkerung relevant sein, denn „auch der Mensch ist eine Tierart“, betont Marasco. Deshalb schlagen die Wissenschafter:innen vor, das Bio-Exposom und den One-Health-Rahmen in künftige Forschungsarbeiten zu integrieren. Dazu Marasco weiter: „Dies würde ein ganzheitliches, integratives Verständnis der Mechanismen ermöglichen, die den individuellen Reaktionen auf extreme Veränderungen auf der Erde zugrunde liegen.“
Ass.-Prof. Valeria Marasco PhD
Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI)
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni)
Valeria.Marasco@vetmeduni.ac.at
Der Artikel „Life at new extremes: Integrating stress physiology and the bio-exposome in the Anthropocene“ von David Costantini, Simone Messina, Manrico Sebastiano und Valeria Marasco wurde in „Annals of the New York Academy of Sciences“ veröffentlicht. https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nyas.15355
https://www.vetmeduni.ac.at/universitaet/infoservice/presseinformationen/presse/...
Criteria of this press release:
Journalists, all interested persons
Biology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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