Naturschutzbemühungen durch Fortschritte in der Biotechnologie gestärkt – Weiße Nashörner profitieren zuletzt

Biotechnologie, um ganze Arten zu retten

Der Naturschutz gefährdeter Arten hat dank Biotechnologien. Das Wissenschaftler‑ und Naturschutzkonsortium ‘BioRescues’ hat kürzlich die weltweit erste Schwangerschaft eines Nashorns nach einer Embryotransfer erreicht.

Dies verändert die Landschaft des Artenschutzes grundlegend, insbesondere für Arten mit niedrigen Fortpflanzungsraten, wie sie bei großen Tieren wie Nashörnern üblich sind. BioRescue hat in Zusammenarbeit mit dem Leibniz‑Institut für Zoo‑ und Wildtierforschung über Jahrzehnte hinweg eine Methode zur Übertragung von Nashorn‑Embryonen entwickelt. Dieser Durchbruch wurde mit einem weiblichen südlichen weißen Nashorn erzielt. Während die Methode bei Nutztieren wie Pferden oder Kühen nicht ungewöhnlich ist, wurde sie erst kürzlich bei Nashörnern gemeistert.

Das Hauptziel sind jedoch die nördlichen weißen Nashörner, von denen heute nur noch 2 weibliche Individuen leben. Normalerweise hätte das das unausweichliche Aussterben der Art bedeutet, selbst wenn diese letzten beiden Exemplare Tag und Nacht in ihrem natürlichen Lebensraum in Kenia bewacht würden.

Quelle: BioRescue

BioRescue hat jedoch Zellen von 12 verschiedenen nördlichen weißen Nashörnern in flüssigem Stickstoff eingefroren und 30 nördliche Nashorn‑Embryonen erzeugt und konserviert. Nach dem Erfolg des Embryotransfers beim südlichen weißen Nashorn können diese 30 nördlichen Embryonen an südliche Leihmütter in Zoos übertragen werden.

Unglückliche Verzögerung & vielversprechender Ausblick

Die als Machbarkeitsnachweis eingesetzte Leihmutter wurde erfolgreich mit den übertragenen Embryonen schwanger und trug die Schwangerschaft bis zum 70. Tag. Unglücklicherweise führte ein Ausbruch von Clostridien‑Bakteriensporen infolge starker Regenfälle im Nashorngehege zum Tod des trächtigen Nashorns. Die postmortale Untersuchung zeigte jedoch, dass die Schwangerschaft mit 95 %iger Wahrscheinlichkeit ausgereift wäre und der unglückliche Tod nicht mit dem Embryotransfer zusammenhing.

Das bedeutet, dass BioRescue weiter daran arbeiten kann, ein neues nördliches weißes Nashorn‑Baby mindestens ein Jahr vor dem geplanten Termin zur Welt zu bringen. Das ist ebenfalls großartige Neuigkeiten, da die beiden überlebenden Mitglieder der Art noch in freier Wildbahn leben und die jüngeren Tiere unterrichten können.

“Wir möchten, dass das Jungtier jahrelang mit Najin und Fatu zusammenlebt, um das Sozialverhalten seiner Art zu erlernen.”

Obwohl der Tod der Leihmutter eine Tragödie war, sollte er die dringenden Bemühungen, die nördlichen weißen Nashörner vor dem Aussterben zu bewahren, nicht behindern.

Ausweitung der Naturschutzbemühungen

Fortschritte in der zellulären Biotechnologie haben den Aufbau von Biobanken für gefährdete Arten zu einem zentralen Bestandteil der Naturschutzbemühungen gemacht. Wie wir gesehen haben, kann dies genutzt werden, um Populationen vor dem Aussterben zu bewahren, wie im Fall der weißen Nashörner. Es kann jedoch auch zur Speicherung genetischer Vielfalt verwendet werden, wodurch das Risiko von Inzucht und Anfälligkeit für Krankheiten in zukünftigen Populationen reduziert wird.

Je nach Situation kann es so einfach sein wie eine große Biobank mit gefrorenem Sperma. Oder komplexere Biobanken mit Eiern, Embryonen und anderen Geweben. Je komplexer die Probe, desto komplexer wird auch der Prozess, wobei gefrorenes Sperma nur künstliche Befruchtung erfordert, während Eier und Embryonen ein Verständnis effizienter IVF‑ und Embryotransfer‑Protokolle für jede einzelne Art benötigen.

Fruchtbarkeitsbehandlungen können auch ein Schlüssel sein, um die bestehende Population schneller zu vermehren. Leider ist „zum Beispiel die Reproduktionsbiologie nur für etwa 0,25 % der weltweit 40 000 Wirbeltierarten gut verstanden“. Daher sollten Anstrengungen unternommen werden, unser Verständnis, insbesondere für besonders gefährdete Arten, zu verbessern.

(Sie können eine detaillierte Synthese dieser Technologien und ihrer Grenzen im Artikel “Biotechnologies for wildlife fertility preservation”).

Wiederbelebung von Arten

Wissenschaftler überlegen zudem, noch weiter zu gehen. Was wäre, wenn sie ausgestorbene Arten wieder zum Leben erwecken könnten?

BioRescue prüft genau das beim Sumatra‑Nashorn, einer Art, von der das letzte Exemplar 2019 starb. Im Jahr 2022 hat das Max‑Delbrück‑Zentrum in Berlin erfolgreich Stammzellen und Mini‑Gehirne aus dessen Hautzellen gezüchtet.

Das Ziel dieser Forschung ist es, die Proben in echte Stammzellen zu verwandeln. Diese könnten dann in Spermien‑ und Eizellen umgewandelt und für In‑Vitro‑Befruchtung verwendet werden. Die im Labor gezüchteten Embryonen könnten anschließend mit Leihmüttern anderer Nashornarten ausgetragen werden, sodass das Sumatra‑Nashorn „wiederbelebt“ werden könnte.

Dieser Ansatz könnte sogar über die kürzlich spannenden Arten hinaus erweitert werden.

Der Mensch ist seit der Vorgeschichte für das Aussterben zahlreicher Tierarten verantwortlich. Überjagung gilt als einer, wenn nicht sogar der entscheidende Faktor für das Aussterben von Arten wie dem Wollmammut. Diese Aussterben haben Ökosysteme wie die Tundra oder Australien dauerhaft geschädigt, wobei bislang keine Art die durch Überjagung entstandene ökologische Lücke füllen konnte.

Das Unternehmen Colossal will dieses Konzept der „De‑Extinktion“ dank einer Finanzierung von 225 Mio. $ realisieren. Mit DNA aus gefrorenen Mammutkörpern und CRISPR‑Gen-Editierungstechnologie hoffen sie, das Genom des Asiatischen Elefanten so zu verändern, dass es den historischen Mammuts nahekommt. Da die wissenschaftliche Initiative des Unternehmens von George Church geleitet wird, einem Pionier der Genomsequenzierung, chip‑basierten DNA‑Bibliotheken, Genom‑Editierung und Stammzell‑Engineering, mag dies nicht so unrealistisch erscheinen.

Quelle: Colossal

Obwohl ein Jurassic‑Park‑Szenario wahrscheinlich nie realisierbar ist (da wir keine Dinosaurier‑DNA besitzen und keinen nahen Verwandten haben, den wir wie bei Mammuts manipulieren könnten), könnte ein Mammut‑Park in den nächsten Jahrzehnten Realität werden. Und auch andere Arten, wobei Colossal De‑Extinktions‑Projekte für die Tasmanischen Tiger und die Dodo‑Vögel untersucht.

Investitionen in den Naturschutz

1. Rhino Bond

Auch als Wildlife Conservation Bond (WCB) bezeichnet, ist diese fünfjährige, 150 Millionen‑Dollar‑Nachhaltigkeitsanleihe durch die Weltbank‑International Bank for Reconstruction and Development (IBRD) gedeckt. Diese Anleihe zielt darauf ab, die Naturschutzbemühungen für das schwarze Nashorn in Südafrika zu stärken.

Die Renditen dieser Anleihen sind an den Erfolg oder Misserfolg der Naturschutzmaßnahmen gekoppelt. Bleibt die Nashornpopulation stabil oder sinkt, erhalten die Investoren bei Fälligkeit lediglich das Kapital zurück. Bei Erfolg (die Nashornpopulation wächst um mehr als 4 %) wird der Zins vom Global Environment Facility (GEF) gezahlt.

Quelle: World Bank

Die Unterstützung durch die Weltbank und das GEF, die Kontrolle durch internationale Institutionen sowie die Emission der Anleihe durch Credit Suisse und Citi machen den „Rhino Bond“ zu einem eher einzigartigen Finanzprodukt. Ein Produkt, bei dem Investoren sichere (und moderate) Renditen anstreben können, während sie gleichzeitig zum Schutz einer gefährdeten Art beitragen. Wir könnten uns eine ähnliche Methode für das weiße Nashorn vorstellen.

Weitere Arten von „Green Bonds“, die sich auf Ökosysteme und Naturschutz konzentrieren, existieren ebenfalls, wobei eine gute Auswahl davon vom Green Finance Institute aufgelistet wird.

Quelle: Green Finance Institute

Spekulativ könnten wir uns in Zukunft auch ein „gewinnorientiertes Eigentum“ an gefährdeten Arten oder einzelnen Tieren vorstellen, bei dem Einnahmen aus Tourismus und Naturschutzfonds in ein stabiles, an Anleihen erinnerndes Einkommen umgewandelt werden könnten.

Einige Unternehmen bewegen sich in diese Richtung. Zum Beispiel die Nature Investment Group (NIP), die in nachhaltige, landbasierte Wirtschaftsmodelle in Afrika investiert, um den Erhalt von Land und Wildtieren in benachbarten Gebieten zu verbessern und in gewinnorientierte Projekte in Tourismus, Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Kohlenstoffabscheidung und andere Vorhaben zu investieren, die Investment und Naturschutz verbinden.

2. Ginkgo Bioworks

Das Unternehmen produziert bedarfsgerechte Organismen für spezifische Anwendungen. Es hat seine Anwendungen breit diversifiziert mit vielen Forschungsprogrammen und Partnerschaften:

• Cannabinoide
• mRNA‑Impfstoffproduktion und Nukleinsäure‑Medizin
• Nahrungs‑Proteine
• Biologische Düngemittelproduktion in Partnerschaft mit Bayer
• Programmierbare Mikroben für Darmerkrankungen
• Bioremediation von Mikroplastik
• Biosecurity und Erkennung von Pathogenen
• Recycling von Abfällen und Kontaminanten

Es generiert Einnahmen, indem es zunächst für den Entwicklungsprozess im Voraus bezahlt wird und anschließend durch Lizenzgebühren auf das fertige Produkt.

Das Unternehmen steht an der Spitze der Innovation bei der Konstruktion neuer Organismen und der Entwicklung von Techniken für neue Tiere und Pflanzen. Dies versetzt es in eine starke Position, potenziell zu Naturschutzbemühungen beizutragen und neue Methoden zur Vermehrung gefährdeter Arten zu entwickeln, nicht nur großer Tiere, sondern auch Pflanzen und sogar Mikrobiome.

3. Zoetis

Zoetis ist ein ehemaliges Tochterunternehmen von Pfizer (PFE ), das ausgegliedert wurde und sich auf Tiergesundheit konzentriert. Dies verschafft ihnen tiefgehende Einblicke in die Fruchtbarkeit und Zucht mehrerer Tierarten, insbesondere von Nutztieren.

Die Erkenntnisse aus der Forschung zur Fruchtbarkeit von Nutztieren, wie sie von Unternehmen wie Zoetis stammen, werden nun von Naturschützern genutzt, um Wildtiere wie Nashörner künstlich zu züchten.

4. Elanco

Elanco ist ein Unternehmen für veterinärmedizinische Produkte, das ein breites Spektrum an Tieren abdeckt, einschließlich Haustiere, Nutztiere und Fische. Wie bei Zoetis macht dies Elanco zu einem guten Partner für Naturschutzbemühungen, wobei Produkte an gefährdete Arten angepasst werden können.

Andere Biotech-Unternehmen

Einige Biotech-Unternehmen innovieren schnell im Bereich der Fruchtbarkeit, meist mit Fokus auf die Frauengesundheit. Zum Beispiel Organon (OGN) oder INVO Biosciences (INVO).

Es gibt weitere relevante Unternehmen, die im Bereich Stammzellen- und/oder Gen-Editierungstechnologie aktiv sind, die, wie wir gesehen haben, bald dazu verwendet werden könnten, tote Arten wiederzubeleben oder zusätzliche genetische Vielfalt für kleine Populationen gefährdeter Arten bereitzustellen. Dazu gehören zum Beispiel Lineage Cell Therapeutics (LCTX )  (LCTX), Editas Medicine (EDIT )  (EDIT) oder CRISPR Therapeutics (CRSP )  (CRSP).