Grönlandhaie behalten Sehvermögen dank robuster DNA-Reparatur über Jahrhunderte

Neue wissenschaftliche Erkenntnisse widerlegen die lang gehegte Annahme, dass der Grönlandhai, das langlebigste Wirbeltier der Erde, im hohen Alter nahezu erblindet sei. Die Untersuchung, deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Communications dargelegt wurden, analysierte Augenmaterial von Exemplaren, deren Alter auf über hundert Jahre datiert wurde. Diese tief im arktischen und nordatlantischen Gewässer beheimateten Haie, deren Lebensspanne bis zu 500 Jahre geschätzt wird, besitzen demnach ein bemerkenswert funktionsfähiges visuelles System, selbst wenn sie über ein Jahrhundert alt sind.

Diese Forschung stellt einen Paradigmenwechsel dar, da viele dieser Tiere oft mit Hornhautparasiten, den Ruderfußkrebsen Ommatokoita elongata, befallen sind, was zu einer milchigen Erscheinung der Augen führt und zuvor auf funktionelle Blindheit hindeutete. Die visuelle Architektur des Grönlandhais ist eine Meisterleistung der Anpassung an die extremen Bedingungen der Tiefsee. Die Netzhaut ist vollständig auf Stäbchen-Photorezeptoren ausgerichtet, was eine optimale Erfassung des spärlichen blauen Lichts in der Tiefe ermöglicht. Das zentrale Sehprotein Rhodopsin ist präzise auf eine Wellenlänge von 458 Nanometern abgestimmt, um die Lichtabsorption zu maximieren.

Molekulare Analysen stellten keinerlei Anzeichen für eine altersbedingte Degeneration der Netzhaut oder für den Zelltod in den untersuchten, teils sehr alten Exemplaren fest. Diese Haie, die Geschlechtsreife oft erst mit etwa 150 Jahren erreichen, zeigen eine beispiellose zelluläre Stabilität. Die Forscher führen diese außergewöhnliche Erhaltung der Sehkraft auf hochwirksame Mechanismen zur DNA-Reparatur zurück, die über Jahrhunderte hinweg die Integrität der Netzhautzellen gewährleisten. Diese Reparaturprozesse sind essenziell, um kumulative Schäden durch metabolische Prozesse oder Umwelteinflüsse zu neutralisieren, welche bei anderen langlebigen Organismen oft zu Funktionsverlust führen.

Im Vergleich dazu besitzen beispielsweise Grönlandwale, die bis zu 200 Jahre alt werden, eine 100-fach erhöhte Konzentration eines DNA-Reparaturproteins, was ihre Langlebigkeit und Krebsresistenz stützt. Die Entschlüsselung des Genoms des Grönlandhais, das mit 6,5 Milliarden Basenpaaren doppelt so groß wie das menschliche Genom ist, liefert weitere Ansatzpunkte für das Verständnis dieser molekularen Langlebigkeitsstrategien. Die Tatsache, dass das Gehirn eines fast 250 Jahre alten Hais, der zu Goethes Lebzeiten geboren wurde, keine altersbedingten Ablagerungen oder abgestorbenen Nervenzellen aufwies, unterstreicht die allgemeine Langsamkeit des Alterungsprozesses dieser Spezies.

Diese tiefgreifenden biologischen Erkenntnisse, die das Geheimnis der Langlebigkeit im Wirbeltierreich beleuchten, haben weitreichende Implikationen für die Humanmedizin. Die robusten DNA-Reparaturmechanismen des Somniosus microcephalus könnten wertvolle Hinweise für die Entwicklung zukünftiger therapeutischer Ansätze gegen altersbedingte Augenerkrankungen beim Menschen liefern. Krankheiten wie das Glaukom, bei dem Nervenzellen im Auge absterben, könnten durch das Verständnis der zellulären Resilienz des Hais besser adressiert werden. Der Grönlandhai, auch Eishai genannt, ist ein extrem langsam wachsender Knorpelfisch, der nach einer Tragzeit von bis zu 18 Jahren lebend Junge zur Welt bringt und in Tiefen von bis zu 2000 Metern existiert, was einen extrem niedrigen Stoffwechsel erfordert.

Die Entdeckung, dass sein Sehsystem trotz der Parasitenlast und des extremen Alters intakt bleibt, lenkt den Fokus der Forschung von der bloßen Lebensdauer auf die Qualität des zellulären Erhalts über Äonen hinweg. Die wissenschaftliche Gemeinschaft, zu der auch Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) gehören, sieht in diesen Mechanismen einen Schlüssel zum Verständnis der allgemeinen Alterungsbiologie.