Arbeiten im ewigen Eis

Arbeiten im Ewigen Eis


An der Stelle, von der aus 1911 der Abenteurer Robert Scott auf den Weg zum Südpol aufgebrochen ist, steht heute die McMurdo-Station. Die im Süden der Ross-Insel in der Antarktis gelegene Einrichtung wurde 1955 erbaut und bietet rund 1100 Wissenschaftlern Platz, um im Ewigen Eis zu forschen. Auch Karin Römisch, Professorin für Mikrobiologie an der Saar-Uni, zählt zu den wenigen Menschen, die dort arbeiten konnten. Bei zwei Aufenthalten untersuchte die Biologin unter anderem Fische, Krabben und Mikroorganismen. Sie erforschte aber auch ein »Frostschutzmittel«, das bei Fischen im antarktischen Meer dafür sorgt, dass die Tiere nicht erfrieren.



Bei klirrender Kälte mit 35 Pfund schwerer Kleidung und einer 20KilogrammschwerenKiste – voll gepackt mit Ausrüstung für die Expedition – in der Hand durch knietiefen Schnee stapfen, um die Tierwelt zu erforschen: Ein Aufenthalt in der Antarktis ist wahrlich kein Zuckerschlecken und zerrt an den physischen, aber auch an den psychischen Kräften. Das weiß auch Professorin Karin Römisch: »Das ist nur etwas für Leute, die sich selber sehr gut kennen und die weitermachen, auch wenn es weh tut.« Die Forscherin der Saar-Uni war bereits zweimal für einen einmonatigen Aufenthalt in der McMurdo-Station und kennt die extremen Bedingungen dort.

Römisch hatte zufällig eine Anzeige der National Science Foundation, die die Station betreibt, in einem Fachjournal gelesen. Da sie zum damaligen Zeitpunkt Lust darauf hatte, einmal aus dem Labor herauszukommen und Feldforschung zu betreiben, hat sich die Biologin zunächst für einen praktischen Biologiekurs beworben, der zwei Jahre später zu einer Zusammenarbeit und einem weiteren Aufenthalt in der Antarktis führte. Nachdem jede Menge Papierkram erledigt und ein gründlicher Gesundheitscheck überstanden war, ging es für Römisch über Christchurch in Neuseeland, von wo aus das amerikanische Militär die McMurdo-Station anfliegt, in die Antarktis.

»Für Wissenschaftler, die nur im Labor arbeiten, ist das eine große Umstellung«, erinnert sie sich. »In der Antarktis kann man die Dinge nicht kontrollieren wie im Labor.« Vor allem das Wetter könne einem schnell einen Strich durch die Rechnung machen. »In einem Moment scheint noch die Sonne, und im nächsten Augenblick sieht man vor Eisnebel die eigene Hand vor den Augen nicht«,erklärt die Biologin. Die schnellen Wetterwechsel und die extremen Temperaturen sind eine enorme Belastung für den menschlichen Körper. »Ich musste erst lernen, genug zu essen, um nicht ständig zu frieren«, erklärt die Biologin. »Der Körper benötigt bei diesen Bedingungen etwa 4.000 bis 5.000KalorienproTag.«Da in der Antarktis ein ähnlich trockenes Klima wie in der Wüste herrsche, müsse man zudem darauf achten, viel zu trinken. Darüber hinaus müssen die Forscher auch Abstriche im Komfort hinnehmen, wie Römisch erzählt: »Die Station ähnelt einer Öl-Pumpstation in Alaska. Raum für Privatsphäre ist nicht vorhanden. Geschlafen wird in Zwei-Bett-Zimmern und gegessen wird in einer großen Kantine.« Handwerkliches Geschick und ein gewisses Maß an Kreativität sind außerdem von Vorteil. »Geht zum Beispiel ein Gerät kaputt, kann man nicht einfach einen Service anrufen, sondern muss es reparieren«, weiß die 49-Jährige.

Auf der anderen Seite bieten Expetitionen im antarktischen Eis immer wieder die Gelegenheit, die einzigartige Landschaft zu genießen. »Wir sind am Eisrand entlang gefahren, haben Wale beobachtet und sind an Pinguinkolonien vorbeigekommen«,erinnert sie sich. Zudem haben die Piloten, die die Forscherinnen und Forscher gelegentlich zu ihren Erkundungsorten geflogen haben, auch kleine Umwege gemacht, um ihnen beispielsweise das Ross-Schelfeis von oben zu zeigen. Diese Eisplatte ist das größte Stück Schelfeis des Kontinents, also direkt mit einem Gletscher verbundenes Eis auf dem Meer. Es ist etwa so groß wie Frankreich.»Die Landschaft ist schonsehrbeeindruckend«, erzählt Römisch weiter. »In der Nähe der Forschungsstation liegen die so genannten Dry Valleys, die mich stark an eine Kraterlandschaft auf dem Mond erinnert haben.«Hier liegen weder Eis noch Schnee. In den zahlreichen Tümpeln, die es dort gibt, haben sich Mikroorganismen angesiedelt, die an die extremen Bedingungen bestens angepasst sind. Interessant war es für Römisch, auch Forschern aus anderen Bereichen bei ihrer Arbeit über die Schulter zu schauen, da in der Station nicht nur Biologen, sondern unter anderem auch Astrophysiker, Geologen und Geophysiker arbeiten. Römisch hat sich mit einem Glaziologen, also einem»Eis-Forscher«, das Labor geteilt und so nebenbei einiges über das Schelfeis gelernt.

Bei ihrem ersten Aufenthalt, im Rahmen eines Biologiekurses, untersuchte Römisch, wie sich die Kälte auf Fische oder Mikroorganismen auswirkt. Zudem erforschen Biologen, die in die Antarktis kommen, den Einfluss der UV Strahlen auf die Lebewesen und die Evolution der Flora und Fauna. »Populationen leben hier relativ isoliert und können sich nicht mit anderen mischen«, erklärt die Wissenschaftlerin. »Sie eignen sich daher besonders gut, um die Evolution genauer zu studieren.«

Nachdenklich wird Römisch, wenn sie vom antarktischen Ökosystem erzählt: »Die meisten Organismen, die dort leben, tolerieren nur kleine oder gar keine Temperaturschwankungen. «Viele Meerestiere, die zum Beispiel bei Temperaturen um –2 Grad Celsius leben, ertragen keine Temperaturen, die wesentlich über die Null-Grad-Marke hinausgehen. »Das Ökosystem der Antarktis wird wohl eines der ersten sein, das in den nächsten Jahren verschwinden wird«, gibt sie zu bedenken.

Während ihres zweiten Aufenthalts im Ewigen Eis hat sich Römisch unter anderem mit Gefrierschutzproteinen von Fischen befasst. Die Proteine kommen im Blut der Tiere vor und verhindern das Wachsen von Eiskristallen. Auf diese Weise können die Minustemperaturen des antarktischen Meeres den Fischen nichts anhaben. Um ins Blut zu gelangen, müssen die Proteine Kanäle in den Zellmembranen passieren. Diese Kanäle sind von der Temperatur abhängig und bei Fischen und Säugetieren eigentlich gleich aufgebaut. »Wir haben die Gene der Kanalproteine bei verschiedenen Fischarten verglichen und kleine Abweichungen in der Sequenz bei den antarktischen Fischarten gefunden.« Diese Unterschiede in der DNA haben Einfluss auf die Struktur der Proteine und sorgen so bei den antarktischen Fischarten wahrscheinlich dafür, dass die Kanäle auch bei niedrigen Temperaturen ihre Funktion aufrecht erhalten.

In wie weit nutzen ihr eigentlich die Erfahrungen, die sie in der Antarktis sammeln konnte, in ihrem Berufsalltag? »Ich habe vor allem viel über die Prozesse der Evolution gelernt«, sagt Römisch, die vor ihrer Professur an der Saar-Uni unter anderem in Berkeley, Cambridge und London geforscht hat. »Das Wissen kommt mir immer wieder zugute.« So arbeitet Römisch zum Beispiel mit Hefezellen, überträgt die zellulären Prozesse aber auf menschliche Zellen, bei denen die Schritte wesentlich komplexer sind. Die Mikrobiologin forscht im Saarland zwar nicht mehr an Gefrierschutzproteinen, Proteine sind aber nach wie vor ihr Forschungsschwerpunkt. Die Professorin und ihre Arbeitsgruppe nehmen die Qualitätskontrolle sekretorischer Proteine genauer unter die Lupe. Diese Moleküle werden von den Zellen über die Membran nach außen abgegeben und vermitteln so die Kommunikation der Zellen untereinander. Kommt es hierbei zu Fehlern, können Autoimmun- oder Krebserkrankungen die Folge sein. »Wir untersuchen die Müllabfuhr der Zellen«, fasst Römisch ihre Arbeit grob zusammen. In jeder Säugetierzelle gibt es rund 20.000 Proteine. Bei der Synthese der Proteine kommt es immer wieder zu Fehlern. Hier schaltet sich die Qualitätskontrolle der Zellen ein und sorgt dafür, dass fehlerhafte Proteine abgebaut werden. Allerdings ist auch dieser Kontrollmechanismus anfällig für Fehler, die etwa bei Mukoviszidose und anderen Erkrankungen eine Rolle spielen. Römisch und ihr Team möchten die grundlegenden Prozesse dieser Kontrollmechanismen der Zelle verstehen, um zu lernen, warum manche fehlerhafte sekretorische Proteine von der Zelle zurückgehalten, andere wieder um nach außen abgegeben werden. Die Erkenntnisse könnten künftig dazu beitragen, Therapien für eine Reihe von Krankheiten zu entwickeln.

_Melanie Löw

 

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