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Galápagos: der Archipel im Pazifischen Ozean zieht jedes Jahr Scharen von Naturinteressierten an, die die einzigartige Tier- und Pflanzenwelt des Nationalparks erleben möchten. Bekannt wurden die Inseln durch die Forschungsreisen von Charles Darwin zwischen 1831 und 1836. Während seines Besuchs auf dem Archipel bemerkte Darwin, dass die Spottdrosseln auf den verschiedenen Inseln unterschiedlich aussahen, was ihn zu seiner berühmten Theorie der natürlichen Selektion inspirierte.
Darwins Spottdrosseln gefährdet
Für diese Spottdrosseln – 170 Jahre nach Darwin – interessiert sich Paquita Hoeck. Ihr besonderes Augenmerk richtet sie dabei auf Nesomimus trifasciatus, eine der vier Spottdrosselarten der Gattung Nesomimus auf Galápagos. «Als Darwin seine Reise durch den Archipel unternahm, konnte er Nesomimus trifasciatus noch auf drei Inseln beobachten. Heute findet man auf Floreana keine Spottdrosseln mehr. Es gibt nur noch zwei kleine Restpopulationen auf zwei Satelliteninseln vor Floreana. Deshalb wird Nesomimus trifasciatus heute auf der IUCN-Liste der gefährdeten Arten geführt», erklärt Hoeck. «Die menschliche Besiedlung von Floreana und die damit einhergehende Einfuhr von Katzen und Ratten sind wahrscheinlich die Ursachen für das Aussterben der Vögel auf dieser Insel vor zirka 120 Jahren.»
Wenig Resistenz gegenüber eingeschleppten Krankheiten
In den kleinen Restpopulationen von Nesomimus trifasciatus besteht die Gefahr, dass nahe verwandte Individuen Nachkommen zeugen und somit Inzucht entsteht. Wenn dann in den nachfolgenden Generationen gesundheitliche Probleme auftreten, spricht man von Inzuchtdepression. Die biologische Erklärung besagt, dass Nachkommen von nahen Verwandten identische Genvarianten von beiden Elternteilen erhalten. Dadurch kommen einerseits krankmachende Genvarianten häufiger zur Ausprägung und andererseits wird die genetische Vielfalt eingeschränkt. Gerade diese Vielfalt aber erlaubt es Individuen, auf wechselnde Umweltbedingungen oder Krankheiten zu reagieren und damit zu überleben.
«Im Rahmen einer Pilotstudie haben wir genetische Analysen von Spottdrosseln verschiedener Inseln durchgeführt. Wir haben Grund zu der Annahme, dass die beiden Nesomimus-trifasciatus-Populationen im Vergleich zu anderen, grösseren Spottdrosselpopulationen eine sehr geringe genetische Vielfalt und damit einen hohen Inzuchtgrad aufweisen», erläutert Hoeck. «Wenn Inzucht zu einer erhöhten Krankheitsanfälligkeit führt, könnte das für Nesomimus trifasciatus dramatische Folgen haben, sollten Krankheiten wie Vogelmalaria oder das Westnilvirus durch menschliche Zuwanderung und Tourismus auf den Archipel verschleppt werden.»
Zwischen Feld und Labor
Ziel der Studie ist es daher, den Inzuchtgrad und die Krankheitsanfälligkeit der verschiedenen Spottdrosselpopulationen zu bestimmen. Dazu untersucht Paquita Hoeck Spottdrosselpopulationen von zwölf Inseln des Archipels. Sie analysiert einerseits die genetische Vielfalt der Populationen und schätzt andererseits die Immunfähigkeit der Tiere. «Meine Arbeit findet sowohl im Feld auf den Galápagos-Inseln als auch im Labor statt. Es sind drei Forschungsaufenthalte auf dem Archipel geplant, die restliche Zeit werde ich im Labor in Zürich verbringen», sagt Hoeck.
Im Frühjahr 2006 geht sie ein erstes Mal «ins Feld». Sie möchte dann pro Insel mit Futterfallen je 20 bis 30 Spottdrosseln fangen. «Meine Feldsaison liegt im Frühjahr, am Ende der Trockenzeit, wenn die Nahrungsressourcen klein sind und deshalb die Spottdrosseln eher in die Futterfallen gehen», erläutert sie. Von den gefangenen Vögeln nimmt sie Blutproben, anschliessend lässt sie die Vögel wieder frei. Die Blutproben sind das A und O der weiteren Untersuchungen. An ihnen werden die genetische Vielfalt und die Immunfähigkeit analysiert.
Genetische Vielfalt und Immunfähigkeit untersuchen
Die Arbeit im Feld ohne Infrastruktur und Elektrizität bringt einige Schwierigkeiten mit sich: «Ich muss die Blutproben für die Immuntests intakt nach Zürich bringen. Direkt nach der Entnahme werde ich sie in flüssigem Stickstoff auf –195°C einfrieren. In diesem Zustand müssen sie bleiben, bis sie im Labor sind. Da darf weder im Feld noch beim Zoll eine Panne passieren.»
Sind die Blutproben erst einmal im Labor der Abteilung von Prof. Lukas Keller des Zoologischen Museums, können die Analysen beginnen. «Die genetische Vielfalt untersuche ich mit Mikrosatelliten. Diese identifizieren DNA-Abschnitte, die sehr variabel sind. Dadurch erhalte ich die besten Anhaltspunkte über die genetische Vielfalt», erklärt Hoeck. Die Immunfähigkeit beschreibt das Vermögen, mit Parasiten und anderen Krankheiten fertig zu werden. «Dafür analysiere ich verschiedene Komponenten des Immunsystems im Blut. Natürlich werde ich hierfür mit Forschenden der Immunologie und der Parasitologie zusammen arbeiten.»
Nicht ohne den Forschungskredit
Paquita Hoeck wollte nach ihrer verhaltensbiologischen Diplomarbeit im Bereich der Populationsgenetik und der Naturschutzbiologie weiter forschen und erhielt von Prof. Keller den Zuspruch für das Galápagos-Projekt. Sie bewarb sich um eine Förderung aus dem Forschungskredit der Universität Zürich, der jetzt ihre Anstellung für zwei Jahre finanziert. «Ohne diese Unterstützung könnte ich das Projekt nicht verwirklichen», freut sich die Biologin. «Da das Projekt insgesamt auf drei Jahre ausgelegt ist, suche ich für das dritte Jahr noch eine Finanzierung.»
Mittel für die Feldarbeit erhält sie vom Ehepaar Peter Grant und Rosemarie Grant, beides Professoren an der Universität Princeton in den USA. «Sie haben letztes Jahr den Balzan-Preis für ihre jahrzehntelange Erforschung der Darwin-Finken auf Galápagos gewonnen. Mit einem Teil des Preisgeldes sollen Nachwuchsforschende unterstützt werden, und ich habe das Glück, eine davon zu sein», erzählt Paquita Hoeck. Zur Deckung der Laborkosten wird sie Privatstiftungen um Beiträge ersuchen.
Wie der Vater, so die Tochter
Auf die Frage, wann sie zum ersten Mal auf die Galápagos-Inseln gereist sei, muss Hoeck lachen: «Ich habe die ersten drei Jahre meines Lebens auf Galápagos verbracht. Mein Vater war damals Leiter der Charles Darwin Research Station. Mit diesem Forschungsprojekt komme ich sozusagen zu meinen Wurzeln zurück.»
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