Wie Giraffen ihren langen Hals bekamen: Erhöhter Blutdruck

Genomstudien konnten aufzeigen, wie sich bei Giraffen der lange Hals und das dafür besonders ausgelegte Herz-Kreislauf-System entwickelten.

Der lange Hals ist einzigartig in der Tierwelt   Foto: dpa

Berlin dpa/taz | Schon Charles Darwin fragte sich, wie Giraffen zu ihrem langen Hals kamen. Forscher aus Tansania, Kenia, Großbritannien und den USA haben jetzt die für diesen Evolutionsprozess zugrunde liegenden Veränderungen im Erbgut der Tiere untersucht. Das Team entzifferte dazu erstmals das Genom der Giraffe (Giraffa camelopardalis) und ihres nächsten Verwandten, des Okapis. Okapia johnstoni, so der wissenschaftliche Name, wird auch als Waldgiraffe bezeichnet.

Wesentliche Veränderungen des Skeletts und des Herz-Kreislauf-Systems entstanden bei den Steppengiraffen demnach im Verlauf der Evolution vermutlich zeitgleich, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Communications vor. Die langen Beine und vor allem der lange Hals lassen Giraffen bis zu sechs Meter in die Höhe ragen und machen sie zu den derzeit größten landlebenden Tieren der Erde.

Ihre einzigartige Statur bringt zahlreiche Herausforderungen für das Skelett sowie für das Nerven- und Herz-Kreislauf-System der Tiere mit sich. Um etwa das Blut vom Herzen zwei Meter in die Höhe Richtung Gehirn zu pumpen, haben sie ein besonders leistungsstarkes Herz. Ihr Blutdruck ist zudem etwa doppelt so hoch wie bei anderen Säugetieren. Die Blutgefäße sind so angelegt, dass sie die entstehenden Druckunterschiede abfangen können, wenn die Giraffe plötzlich ihren Kopf herunterbeugt – etwa zum Trinken. Welche genetischen Veränderungen diese und andere Anpassungen ermöglichten, untersuchten die Forscher um Morris Agaba vom African Institute of Science and Technology in Arusha, Tansania, über einen Vergleich von Giraffen- und Okapi-Genom.

Okapis haben anders als ihre Verwandten keinen derart langen Hals. Die Wissenschaftler sequenzierten das Genom zweier Massai-Giraffen (Giraffa camelopardalis tippelskirchi), einer Unterart, die im südlichen Kenia und Tansania beheimatet ist. Die Analyse der Genome zeigte zunächst, dass sich die Entwicklungswege von Giraffen und Okapis später trennten als bislang angenommen: vor etwa 11,5 Millionen Jahren anstatt vor etwa 16 Millionen Jahren. Die Wissenschaftler identifizierten insgesamt 70 Gene, die bei Giraffen im Vergleich zu Okapis und zahlreichen anderen höheren Säugetieren derart verändert waren, dass sie eine Anpassung an die spezielle Biologie der Giraffe ermöglichten.

So zeigte sich zum Beispiel die DNA-Sequenz in solchen Genen verändert, die unter anderem die Entwicklung der Halswirbel steuern. Giraffen haben trotz ihres langen Halses nicht mehr Wirbel als andere Säugetiere, diese sind aber extrem verlängert. Solche genetischen Abweichungen, die das Skelett der Tiere veränderten, traten gleichzeitig mit solchen auf, die das Herz-Kreislauf-System betrafen. Giraffen hätten wegen ihrer Größe einige physiologische und strukturelle Probleme zu bewältigen, schreiben die Forscher. Die Lösung dieser Probleme könnte vielleicht helfen bei der Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Menschen.