Weltweit einzigartiges Labor 

Polardorsch in der Röhre

+
Mit Hilfe des neuen Kernspintomographen kann Christian Bock am AWI in Bremerhaven beobachten, wie der Stoffwechsel von Meereslebewesen auf Umweltveränderungen reagiert. Die Tiere werden in kleinen Behälter in den NMR geschoben. 

Bremerhaven - Von Wolfgang Heumer. Der Klimawandel bereitet Lebewesen in Flüssen, Seen und Ozeanen Stress. Jetzt können Bremerhavener Wissenschaftler bis tief in die Körperzellen hinein fast live beobachten, wie Plankton, Krebse, Muscheln und sogar Fische auf veränderte Umweltbedingungen reagieren.

Obwohl der 20 Zentimeter lange Polardorsch in einer mit Wasser gefüllten Röhre steckt, scheint er keine Aufregung zu verspüren. Das Herz schlägt gleichmäßig, die Atmung ist ruhig. Doch als Dr. Christian Bock die Wassertemperatur in der Röhre in kleinen Schritten erhöht, beschleunigt sich der Stoffwechsel des Fisches.

Für Bock, Bio-Physiker am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven, ist das deutlich anhand der Bilder eines neuen Kernspintomographen (nuclear magnetic resonance, kurz: NMR) zu erkennen – ein Gerät, das in der Humanmedizin als MRT Alltag ist. Für Fische aber ist es besonders.

Noch immer stehen viele Fragezeichen hinter den Mechanismen des Klimawandels. Mit der Zunahme des Kohlendioxid-Gehaltes in der Atmosphäre versauern die Ozeane. Gleichzeitig steigt wegen der Erderwärmung auch die Wassertemperatur. Naheliegend ist, dass dies auch Folgen für die Lebewesen in Gewässern vom Bachlauf bis zum Ozean hat. „Bislang waren die Möglichkeiten, die direkten Auswirkungen auf Meerestiere zu verfolgen, für Biologen recht begrenzt“, erläutert Bock. „Die Lebewesen mussten für eine Untersuchung getötet werden.“ Das weltweit einzigartige NMR-Labor in Bremerhaven erlaubt nun erstmals die Beobachtung biologischer Vorgänge an lebenden Objekten im Wasser.

Nicht nur in der Human-, sondern auch in der Tiermedizin werden die Tomographen eingesetzt. Im Wasser lebende Tiere können aber für eine Untersuchung nicht einfach in Narkose gelegt werden. Zudem ist für die Biologen entscheidend, die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf Fische, Muscheln oder Krebse unter naturnahen Bedingungen beobachten zu können.

Signale aus den Körperzellen

Das 2,5 Millionen Euro teure Glanzstück im NMR-Labor macht es möglich: „Dank seiner hohen Feldstärke von 9,5 Tesla liefert es nicht nur eine hohe Auflösung, sondern auch Bewegtbilder“, betont Bock. Zum Vergleich: Ein Standard-MRT in der klinischen Diagnostik hat eine Feldstärke von ein bis zwei Tesla. Auf den ersten Blick wirkt der Zylinder des Tomographen eher unscheinbar und erinnert mit seinem „Guckloch“ an der Vorderseite an den Brennofen einer Töpferei. Doch der 10,5 Tonnen schwere Tomograph hat es in sich. Eine supraleitende Magnetspule im Inneren, die mit flüssigem Helium auf minus 269 Grad Celsius gekühlt wird, erzeugt ein extrem starkes Magnetfeld.

Das wiederum bringt – laienhaft ausgedrückt – die Kerne bestimmter Atome wie Kompassnadeln in eine definierte Ausrichtung, die durch ein Störfeld in Resonanz gebracht werden. Die so erzeugten Signale können in Bilder verwandelt werden.

Im Vergleich zu dieser Hochtechnologie wirkt der Versuchsaufbau geradezu einfach. Der Polardorsch befindet sich in einem kleinen Strömungskanal, durch den Wasser aus einem Tank neben dem Tomographen gepumpt wird. An den Aufenthalt in der Röhre wurde der Fisch behutsam gewöhnt; durch die ständige Strömung ist seine Versorgung mit Sauerstoff sichergestellt.

Tierschutz hat bei der Arbeit im NMR-Labor höchste Priorität: „Jede einzelne Untersuchung muss weit im Vorfeld angemeldet, exakt beschrieben und von einer unabhängigen wissenschaftlichen Ethik-Kommission begutachtet und freigegeben werden“, so Bock. „Das gilt nicht nur für Fische, sondern für alle Tiere, die wir hier untersuchen.“ Die Röhre lässt dem Polardorsch genügend Spielraum, sich zu bewegen.

Mehr zum Thema:

BVB holt mit starkem 2:2 bei Real den Gruppensieg

BVB holt mit starkem 2:2 bei Real den Gruppensieg

Bayer holt sich mit 3:0 gegen Monaco Selbstvertrauen

Bayer holt sich mit 3:0 gegen Monaco Selbstvertrauen

Widerstand der Rebellen in Aleppo bricht immer mehr zusammen

Widerstand der Rebellen in Aleppo bricht immer mehr zusammen

Kruse mit Turban: Werder-Training am Mittwoch

Kruse mit Turban: Werder-Training am Mittwoch

Meistgelesene Artikel

Junger Bremer stellt Edelpralinen von Hand her

Junger Bremer stellt Edelpralinen von Hand her

Reaktionen auf geplanten Sparkassen-Umzug

Reaktionen auf geplanten Sparkassen-Umzug

Vermieter: „Wollte Eulenbruch nie loswerden“

Vermieter: „Wollte Eulenbruch nie loswerden“

Sparkasse Am Brill: Käufer gesucht

Sparkasse Am Brill: Käufer gesucht

Kommentare