Überraschender Effekt auf ZellenBeeinflusst das Magnetfeld der Erde, wie Lebewesen altern?
Fruchtfliegen leben wie wir ständig im Magnetfeld der Erde. Was aber passiert aber, wenn man dieses Feld nahezu verschwinden lässt? Forschende der University of Nottingham haben genau das ausprobiert – und kommen zu einem überraschenden Ergebnis.
Das Magnetfeld der Erde ist unsichtbar, aber allgegenwärtig. Es durchdringt praktisch jeden Organismus auf dem Planeten. Doch was passiert, wenn dieses Magnetfeld nahezu vollständig verschwindet? Ein Forschungsteam der University of Nottingham hat das nun an Fruchtfliegen untersucht – und stieß auf weitreichende Veränderungen in den Zellen. Die im Fachjournal „Aging“ veröffentlichte Studie liefert damit Hinweise darauf, dass selbst ein vergleichsweise schwaches Magnetfeld grundlegende biologische Prozesse beeinflussen kann.
Für das Experiment schirmten die Forschenden Fruchtfliegen mit einem eigens entwickelten System fast vollständig vom Erdmagnetfeld ab. Dabei verglichen sie gesunde Tiere mit Fliegen, bei denen das Gen Pink1 gestört war. Veränderungen des menschlichen Pink1-Gens können unter anderem mit erblichen Formen einer früh beginnenden Parkinson-Erkrankung zusammenhängen.
Das Ergebnis: Bei den Pink1-mutierten Fliegen verlängerte sich die Lebensdauer unter dem nahezu ausgeschalteten Erdmagnetfeld um rund 20 Prozent. Dieser vermeintliche Vorteil hatte jedoch einen Haken: Gleichzeitig verschlechterte sich ihre körperliche Leistungsfähigkeit. Gesunde Fliegen reagierten anders. Für sie berichten die Forschenden keine entsprechende Verlängerung der Lebensdauer, dafür verbesserte sich ihre Bewegungsleistung.
Verantwortlich für den überraschenden Effekt sind laut Studie die Mitochondrien. Diese winzigen Zellorganellen werden auch als deren „Kraftwerke“ bezeichnet, weil sie einen großen Teil der benötigten Energie bereitstellen. Als die Forschenden das Magnetfeld reduzierten, veränderte sich der Energiestoffwechsel der Mitochondrien. Zugleich änderten sich die Mengen an Superoxid – einem sehr reaktionsfreudigen Molekül, das bei Stoffwechselprozessen in den Mitochondrien entsteht und Zellen bei zu hohen Konzentrationen schädigen kann. „Diese Ergebnisse zeigen, dass die magnetische Umgebung eines Organismus grundlegende biologische Prozesse beeinflussen kann, darunter die Energieproduktion, die körperliche Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer“, resümieren die Forschenden.
Eine kaum erforschte Kraft
„Wir verbringen unser gesamtes Leben im Magnetfeld der Erde“, sagt Studienleiterin Lisa Chakrabarti von der University of Nottingham laut Mitteilung. Trotzdem wisse man erstaunlich wenig darüber, ob und wie diese unsichtbare Kraft die Arbeit unserer Zellen beeinflusse. „Unsere Ergebnisse werfen die faszinierende Möglichkeit auf, dass das Erdmagnetfeld Teil jener biologischen Umwelt ist, an die sich das Leben im Laufe der Evolution angepasst hat“, so Chakrabarti. Wenn man verstehe, wie Zellen Magnetfelder wahrnehmen und darauf reagieren, könnten sich daraus langfristig sogar neue Möglichkeiten ergeben, die Funktion der Mitochondrien bei Alterungsprozessen und Krankheiten gezielt zu beeinflussen.
Besonders interessant sei, dass gesunde Fliegen und Artgenossen mit geschädigten Mitochondrien so unterschiedlich reagierten, heben Chakrabarti und ihr Team hervor. Offenbar entscheidet der Zustand des Stoffwechsels mit darüber, was eine Veränderung des Magnetfelds im Organismus bewirkt. Genau deshalb warnen die Forschenden vor einer simplen Interpretation der Ergebnisse nach dem Motto: weniger Magnetfeld bedeutet längeres Leben.
„Bislang konzentrierte sich die Forschung zu biologischen Magnetfeldeffekten vor allem darauf, wie wandernde Tiere das Erdmagnetfeld zur Orientierung nutzen oder welche Folgen schwache Magnetfelder bei längeren Aufenthalten im Weltraum haben könnten“, sagt Studienautor Jacob Reed. Weit weniger sei darüber bekannt, warum Organismen möglicherweise überhaupt ein Magnetfeld benötigen – oder eben nicht – um normal zu funktionieren. Die neue Arbeit öffne deshalb ein bislang wenig erforschtes Feld an der Schnittstelle von Physik, Zellbiologie und Medizin.
Zwar sind Fruchtfliegen ein etabliertes Modell für die Erforschung von Mitochondrien und neurodegenerativen Erkrankungen, Menschen unterscheiden sich biologisch jedoch erheblich von ihnen. Die Ergebnisse zeigen laut Forschenden dennoch: Entfernt man eine Umweltbedingung, der das Leben auf der Erde seit seiner Entstehung ausgesetzt ist, reagieren selbst die grundlegenden Prozesse der Energiegewinnung im Körper von Lebewesen. Warum das geschieht und ob der Effekt auch bei Säugetieren oder Menschen eine Rolle spielt, müssen nun weitere Studien klären.
