3. März 2025, 14:05 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten
Von den acht heute noch lebenden Großbären lebt nur einer vegan. Warum der Panda sich an eine Diät aus Bambus gewöhnen konnte, obwohl sein Stoffwechsel doch für den Verzehr von Fleisch ausgelegt ist, zeigt eine Studie.
Bären sind eigentlich Allesfresser, die sich opportunistisch von dem ernähren, was sie umgibt. Bei Braunbären ist dies im Frühling zunächst Gras, später Beeren und Nüsse, doch gerade in Vorbereitung auf den Winter vor allem Fisch. Andere Bären machen auch vor Termiten (Malaienbär) oder gar Robben (Eisbär) keinen Halt. Der einzige der acht echten Bären, der überraschend zum Veganer geworden ist, ist der Große Panda. Eine Studie hat nun herausgefunden, wie ihr auf Fleischverdauung ausgelegter Stoffwechsel durch den Bambuskonsum verändert wurde.
Pandas haben ihre Ernährung voll an Bambus angepasst
Die Ernährung des Großen Pandas (Ailuropoda melanoleuca) ist ein biologisches Paradox. Obwohl er zu den Carnivora gehört – und dies an seinen relativ kurzen Stoffwechselorganen, die auf Proteinverwertung ausgelegt sind, auch erkennen lässt – ernährt er sich fast ausschließlich von Bambus. Dabei sollte diese energiearme, schwer verdauliche Pflanze bei ihm eigentlich zu einer schweren Mangelernährung führen.
Doch wissenschaftliche Arbeiten haben gezeigt, dass Pandas genetische Anpassungen an diese ungewöhnliche Ernährung entwickelt haben. Unter anderem durch die Ausbildung spezieller Darmbakterien, die bei der Verdauung der Pflanzenkost helfen und verschiedener Drüsen, die die optimale Verwertung der harten Fasern ermöglichen. Auch der Rezeptor für Umami-Geschmack ist bei Pandas inaktiv, sodass sie der neutrale Bambusgeschmack beim Essen nicht langweilt.
Außerdem verfügen Pandas über eine veränderte Schilddrüse, die so weniger Hormone produziert und einen geringeren Energieverbrauch für den ganzen Organismus garantiert. Doch jetzt offenbart eine neue Studie einen weiteren, bislang unbekannten Mechanismus: Mikro-Pflanzen-RNA (MiRNA) gelangt in den Blutkreislauf der Pandas und beeinflusst dort verschiedene Gene.
Die Studie basierte auf einer RNA-Sequenzierung der miRNAs aus dem Blut von insgesamt sieben Pandas sowie den drei untersuchten Bambusarten. Dazu analysierten Forscher das Blut von drei Panda-Gruppen (männlich, weiblich, nicht geschlechtsreife weibliche Jungtiere), welches bei tierärztlichen Routinekontrollen entnommen wurde. Aus diesen Proben isolierten die Forscher sogenannte Exosomen – kleine Vesikel, die miRNAs transportieren. Die enthaltenen miRNAs wurden anschließend mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung analysiert.
Panda ist als Veganer mit Bambus-Diät ziemlich glücklich
Gleichzeitig wurden verschiedene Bambusarten (Stängel, Blätter, Sprossen) untersucht, die von den Pandas gefressen wurden. Ziel war es, herauszufinden, ob sich Pflanzen-miRNAs im Blut der Pandas nachweisen lassen, ob sie aus dem Bambus stammen und welche Gene sie dort möglicherweise beeinflussen.
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Die Analyse ergab, dass 57 verschiedene Pflanzen-miRNAs aus Bambus im Kreislauf der Pandas nachgewiesen werden konnten. Besonders auffällig: Viele dieser miRNAs beeinflussen Gene, die mit dem Geschmackssinn, der Dopamin-Signalübertragung und der Nährstoffaufnahme in Verbindung stehen.
- Geschmackssinn: Einige miRNAs regulieren Gene des Bittergeschmacks (TAS2R3), was darauf hindeutet, dass Pandas Bitterstoffe in Bambus besonders gut wahrnehmen können – ein möglicher Schutzmechanismus gegen toxische Pflanzenbestandteile.
- Dopamin-Stoffwechsel: Mehrere miRNAs beeinflussen die dopaminerge Signalübertragung im Gehirn, darunter die Expression von Dopamin-Rezeptoren (DRD4). Dies könnte erklären, warum Pandas eine starke Vorliebe für Bambus entwickeln und einen „Belohnungseffekt“ sowie Glücksempfinden durch den Verzehr verspüren.
- Verdauung und Nährstoffaufnahme: Verschiedene miRNAs steuern Gene, die für die Verdauung und Energieverwertung von Bedeutung sind. Sie beeinflussen beispielsweise die Signalwege für Stärke- und Zuckerstoffwechsel sowie die Resorption von Nährstoffen aus dem Darm.
- Sexualhormone aus Bambus: Bei der Untersuchung zeigte sich auch, dass männliche und weibliche Pandas unterschiedliche miRNAs im Blut hatten. Weibchen verfügten über RNA, die mit der Bildung von Eizellen in Verbindung steht, Männchen über RNA für Kältetoleranz von Spermatozoen. Junge, noch nicht geschlechtsreife Bärinnen, verfügen dagegen über eine allgemeine Basis an miRNAs. Diese haben sie wahrscheinlich durch die Muttermilch aufgenommen.
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Du bist, was du isst
Die Studie zeigt erstmals, dass Pflanzen-miRNAs in den Organismus gelangen und dort aktiv an der Genregulation beitragen. So sind sie aktiv an der Entwicklung vom eigentlich fleischfressenden Panda zum Veganer beteiligt. Dies ist ein bedeutender Hinweis darauf, dass Ernährung nicht nur durch Makronährstoffe wie Proteine oder Kohlenhydrate beeinflusst wird, sondern auch auf molekularer Ebene durch nicht-codierende RNAs.
Für die Pandaforschung bedeutet dies, dass die Ernährungsanpassung nicht allein durch genetische Mutationen oder Darmbakterien erfolgte, sondern auch durch eine direkte Interaktion mit Nahrungsbestandteilen. Besonders spannend ist der Einfluss auf den Dopamin-Stoffwechsel. Denn wenn Bambus tatsächlich das Belohnungssystem der Pandas aktiviert, könnte dies eine evolutionäre Erklärung für ihre exklusive Vorliebe und Entwicklung zum Veganer liefern.
Die Erkenntnisse könnten außerdem für den Artenschutz relevant sein. Denn in vielen Zoos erhalten Pandas oft eine ergänzende Ernährung mit Weizen- und Maisprodukten. Die Studie fand tatsächlich auch miRNAs aus diesen Nahrungsmitteln im Blut der Tiere. Dies könnte darauf hindeuten, dass auch moderne Fütterungsstrategien die Genexpression beeinflussen können und zu einer Veränderung bei in Gefangenschaft lebenden Pandas führen könnte. Was dies genau bedeutet, müssen weitere Studien klären. 1