Mikroskopisch kleiner Manipulator

Bei einem akuten Krankheitsausbruch kommt es zur Toxoplasmose, die beim Menschen entweder symptomfrei verläuft oder zu leichten grippeartigen Symptomen führt. Bei schwangeren Frauen kann Toxoplasmose allerdings zu einer Schädigung des Fötus führen. Während die Krankheit oft unbemerkt vergeht, bleibt der Parasit ein Leben lang auch in den Gehirnen der Zwischenwirte und könnte damit weiterhin ihr Verhalten manipulieren, auch ohne akute Toxoplasmose.

Im Zwischenwirt vermehrt sich der Parasit zwar asexuell, kann aber nicht den gesamten Lebenszyklus durchlaufen. Um die sexuelle Vermehrung zu ermöglichen und den Lebenszyklus zu vervollständigen, muss der Parasit daher wieder in einen Endwirt gelangen, also ein Exemplar der Katzenartigen. Bereits seit Jahren beobachten Wissenschaftler, wie dies dem Einzeller genau gelingt. Lange nutzten sie dafür vorrangig Laborversuche, vor allem mit Mäusen, die nach einer Infektion ihre Angst vor Katzen verloren. Wurden sie dann gefressen, war es dem Parasiten gelungen, in den Endwirt zurückzukommen. Doch nun belegen Forscher wie Meyer den Einfluss von Toxoplasma gondii auch in freier Wildbahn, wie bei den Wölfen von Yellowstone.

Obwohl weder Menschen noch die Wölfe von Yellowstone normalerweise von Katzenartigen gefressen werden, hilft es nach Einschätzung Meyers dem Parasiten dennoch, das Verhalten solcher Zwischenwirte zu manipulieren: „Es ist für den Parasiten keine schlechte Strategie, alle Zwischenwirte risikofreudiger zu machen, denn auch wenn sie dadurch nur manchmal von einer Katzenart gefressen werden, reicht das schon. Da die Infektion chronisch ist, besteht keine Eile“, so Meyer. Wenn alle Zwischenwirte sich stärker in einem Ökosystem verteilen, Risiken eingehen und früher sterben, kann sich der Parasit schlicht einfacher verbreiten, um dann irgendwann im Endwirt zu landen.

In Yellowstone zeigte Meyer mit seinen Kollegen eine besonders hohe Infektionsrate von Wölfen, deren Territorien sich mit denen der katzenartigen Pumas des Nationalparks überschnitten. Wölfe, die mindestens 42,1 Prozent Überschneidung mit dichten Pumapopulationen hatten, waren stärker infiziert als jene Wölfe, die weniger Kontakt hatten. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Wölfe sich entweder durch den Verzehr von infiziertem Muskelgewebe oder durch direkten Kontakt mit infektiösen Oozysten aus Pumakot anstecken“, berichtet Meyer. Besonders die Oozysten könnten bis zu einem Jahr und länger infektiös bleiben. „Sie sind in der Lage, Wasserquellen zu kontaminieren und sich durch Schnee- und Regenabfluss in der Landschaft auszubreiten“, so der Forscher. Auch das erkläre die starke Verbreitung des Parasiten in Yellowstone. Besucher des Yellowstone-Nationalparks werden jedenfalls auf der Website des National Park Service darauf hingewiesen, dass Wildtiere auf den Menschen übertragbare Krankheiten transportieren.

Große Zahl an Blutproben

Die Situation der Wölfe im Nationalpark ist für die Erforschung von Toxoplasma gondii ein besonderer Glücksfall. Die Tiere sind in Yellowstone 1995 wieder eingeführt und seitdem intensiv beobachtet und studiert worden. Sie waren dort zwischen 1872 und 1926 ausgerottet worden, besonders von Ranchern, die sich um ihre Rinder sorgten. Die ersten acht Wölfe kamen 1995 aus dem Jasper National Park in Alberta, Kanada. Meyer gehört einem Team von Nordamerikas prominentesten Wolfsforschern an, die auf Testdaten von rund 27 Jahren und 229 Tieren zurückgreifen können. Die Experten suchten in den Blutproben der Wölfe nach Antikörpern gegen Toxoplasma gondii, dem Nachweis auf eine vorausgegangene Infektion. Solche sogenannten seropositiven Ergebnisse wurden zum Beispiel unter 256 Proben, die zwischen 2000 und 2020 entnommen wurden, bei rund 27 Prozent der Tests nachgewiesen. „Dann wollten wir wissen, welche Faktoren eine Toxoplasma-Infektion bei Wölfen beeinflussen, zum Beispiel Geschlecht, Alter, sozialer Status und Aufenthalt in Pumagebieten. Von dort aus rechneten wir hoch, ob Wölfe, die seropositiv waren, eher dazu neigten, sich auszubreiten, zu Rudelführern zu werden oder sich schneller an neue Situationen anzupassen“, so Meyer. Bei seropositiven Wölfen bestand eine 11-mal so hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie ihr Rudel verlassen würden, und eine sogar 46-mal so hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie schließlich Anführer würden. Diese Korrelation ist ein weiteres Indiz dafür, dass der Parasit bei zahlreichen Warmblütern eine größere Kühnheit verursachen könnte.

Eine solche gesteigerte Waghalsigkeit kann dabei das gesamte Ökosystem des Parks beeinflussen, mit direkten und indirekten Auswirkungen auf die gesamte Nahrungskette. Durch ihre Rolle als Top-Raubtiere beeinflussen Wölfe das Gleichgewicht zwischen Beutetieren und Pflanzenwachstum, von den großen Pflanzenfressern wie Hirschen und Elchen bis hin zu kleineren Tieren und Pflanzen. Allerdings betont Meyer auch, dass die höhere Risikobereitschaft die infizierten Wölfe nicht notwendigerweise erfolgreicher oder zu guten Anführern macht – jedenfalls fehlen dazu noch Daten. „Wir haben noch nicht untersucht, wie erfolgreich diese Tiere bei ihrer Ausbreitung waren, wie lange sie Anführer blieben oder wie gut sie sich fortpflanzen. Das werden unsere nächsten Projekte zeigen“, so der Experte.

Zahlreiche Forscher, die sich mit Toxoplasma gondii beschäftigen, begrüßen, dass neue Studien sich stärker mit Beobachtungen in der freien Wildbahn beschäftigen als mit Experimenten in Labors. Gerade die oft in Labors nachgewiesene Waghalsigkeit, zum Beispiel bei Mäusen, konnte zuvor nicht in komplexeren Situationen in der Natur bestätigt werden.

Beobachtungen in freier Wildbahn

Schon 2021 hatte sich eine Studie über Tüpfelhyänen im Masai Mara Park in Kenia mit ähnlichen Fragen im Hinblick auf den manipulativen Parasiten in freier Wildbahn beschäftigt. Ähnlich wie in Yellowstone konnten auch hier die Forscher auf Daten zurückgreifen, die über mehrere Jahrzehnte hinweg gesammelt wurden. „Wir hatten Zugang zu den Resultaten einer Langzeitstudie an diesen Tüpfelhyänen, die bereits seit 1988 läuft“, sagt Zach Laubach, Evolutionsbiologe an der University of Colorado in Boulder und einer der Hauptautoren des Papiers. „Wir fuhren zweimal täglich zu den Hyänen hinaus. In einem Clan gibt es bis zu etwa 120 einzelne Hyänen, die wir anhand ihrer einzigartigen Fleckenmuster identifizieren können“, fährt Laubach fort. Da die Hyänen an die Fahrzeuge gewöhnt seien, konnten die Forscher ihr Verhalten aus kürzester Distanz beobachten. Dann wurden die Ergebnisse von Bluttests mit dem Verhalten der einzelnen Tiere verglichen. Ein Drittel der Welpen der Klans waren seropositiv, außerdem 71 Prozent der Jungtiere und 80 Prozent der ausgewachsenen Hyänen. Seronegative Welpen hielten sich durchschnittlich 90 Meter von Löwen entfernt auf, die in ihrem natürlichen Jagdverhalten junge Hyänen reißen. Seropositive Welpen hingegen hielten sich im Schnitt nur 43 Meter von Löwen entfernt. „Die infizierten Welpen hielten sich also näher bei den Löwen auf als nicht infizierte Welpen, Jungtiere oder Erwachsene. Das legt nahe, dass der Parasit das Verhalten junger Hyänen verändert“, so Laubach.

Auch wenn die Beobachtungen keinen kausalen Zusammenhang nachweisen können, diskutiert das Forschungspapier drei mögliche Szenarien mit Hinblick darauf, wie Toxoplasma gondii dabei agieren könnte: Erstens könnte der Parasit Eigenschaften haben, mit denen er gezielt von Zwischenwirten zu Endwirten gelangen kann. Dies könnte durch natürliche Auslese geschehen sein – erfolgreiche Parasiten vermehrten sich stärker als weniger erfolgreiche. Zweitens könnte die Manipulation der Hyänen kollateral sein: Was für Beutetiere wie Mäuse gedacht war, beeinflusst Hyänen in ähnlicher Weise. Drittens verändert die Infektion durch Parasiten das Verhalten der Hyänen in einer eher zufälligen Weise. Dies wurde demnach aber nicht durch die Evolution des Parasiten erreicht.

„Ich denke nicht, dass es genügend Beweise gibt, die belegen, dass Zwischenwirte nur in der Gegenwart von katzenartigen Endwirten größere Kühnheit zeigen“, fasst Laubach zusammen. Damit tritt er dem besonders nach Laborstudien mit Mäusen oft zitierten Konzept von einer sehr spezifischen, durch den Parasiten verursachten „fatalen Anziehung“ zu Katzenartigen entgegen. Der Biologe sieht durchaus zunehmende Beweise für eine artenübergreifende Risikobereitschaft: „Neue Forschung mit Wölfen, Menschen oder auch Schimpansen zeigt das immer wieder. Das ist ein guter Ausgangspunkt, um noch genauer zu ermitteln, wie der Parasit diese Verhaltensänderungen kausal verursacht und auch, was die genauen Konsequenzen für Gesundheit und Sterblichkeit von Tier und Mensch sind.“

Geruchs-Experiment im Labor

Besonders eine Studie aus dem Jahre 2020 stellte erstmals die Spezifität des Konzepts der fatalen Anziehung infrage. Madlaina Boillat, eine Expertin für Neurogenetik an der Universität Genf, setzte mit ihren Kollegen in einem Laborexperiment mit Toxoplasma gondii infizierte Mäuse verschiedenen Gerüchen aus. Ein Geruch stammte von einem katzenartigen Rotluchs, ein anderer von einem mausjagenden, aber nicht katzenartigen Fuchs und ein weiterer von einem ungefährlichen Meerschweinchen. Die seropositiven Mäuse hätten nach der vorherrschenden Meinung, sie wären fatal von Katzenaromen angezogen, der Luchsprobe folgen müssen. Tatsächlich verbrachten infizierte Mäuse die meiste Zeit damit, die Gerüche von Meerschweinchen und Füchsen zu untersuchen. Sie waren auch bereit, eine Kammer zu betreten, in der eine lebende, narkotisierte Ratte lag, für die die Mäuse ebenfalls eine Beute darstellen. Seronegative Mäuse aus einer Kontrollgruppe blieben der Kammer fast immer fern. „Ursprünglich wollten wir untersuchen, wie eine solch hochgradig spezifische Verhaltensmanipulation hin zum Verlust der Angst vor Katzen funktioniert. Dann bemerkten wir aber bald, dass es keine spezifischen Veränderungen im Verhalten gegenüber Katzenartigen gab. Die infizierten Mäuse hatten vielmehr ihre Angst vor allen Raubtieren verloren“, berichtet Boillat.

Weitere Tests zeigten, dass infizierte Mäuse generell weniger ängstlich waren und mehr Interesse hatten, ihre Umwelt zu erkunden. „Dies legt nahe, dass die Art und Weise, wie infizierte Mäuse Informationen verarbeiten und mit ihrer Umgebung interagieren, stark beeinflusst wird“, so die Forscherin. Da die Veränderungen aber sehr allgemein seien, werde es nach Boillats Einschätzung wohl recht schwierig, einen spezifischen Mechanismus im Gehirn zu identifizieren, der durch den Parasiten zu diesem Zwecke manipuliert wurde. „Wir bemerkten aber, dass diese Mäuse Anzeichen einer anhaltenden Entzündung in ihrem zentralen Nervensystem zeigten. Die starke Korrelation zwischen dem Grad dieser Neuroinflammation und den Verhaltensveränderungen legt nahe, dass letztere als Nebenwirkungen dieser Entzündung auftreten“, sagt Boillat. Eine ähnliche Wirkung hält auch Zach Laubach bei den Tüpfelhyänen für möglich.

Boillat denkt, dass die Manipulation durch den Parasiten adaptiv ist und daher seine Vermehrung begünstigt. Er mutiere per Zufall – und wenn die neue Form dann Eigenschaften aufweise, die seine Chance auf Reproduktion erhöhen, wird die neue erfolgreichere Form die alte ersetzen. So könnte der Manipulator in seiner jetzigen Form entstanden sein. „Es ist sehr wahrscheinlich, dass der ganz umfassende Verlust der Angst und ein verstärktes Erkundungsverhalten Mäuse nicht nur zur einfacheren Beute für Katzen machen, sondern generell die Übertragung auf Zwischenwirte erhöhen“, so die Genetikerin. Boillat vermutet, dass auch in anderen Arten durch den Parasiten verursachte Entzündungen im Nervensystem deren Verhalten verändern: „Wahrscheinlich ist Neuroinflammation auch bei den Wölfen in Yellowstone am Werk.“

Studien beim Menschen

Das könnte ebenso auf den Menschen zutreffen. Zwar gebe es Unterschiede in den Abwehrmechanismen, besonders bei Entzündungen, aber laut Boillat zeigten bereits zahlreiche Studien, dass auch im Gehirn des Menschen solch eine Neuroinflammation Einfluss nehmen könnte: „Diese Untersuchungen stellen Verbindungen her zwischen Infektionen mit Toxoplasma gondii beim Menschen und spezifischen Verhaltensänderungen, inklusive hoher Risikobereitschaft und neuropsychiatrischer Störungen.”

Einige dieser Gesellschaftsstudien beschäftigen sich vor allem mit der Frage, ob es in der Geschäftswelt einen messbaren Zusammenhang zwischen einer Toxoplasma-gondii-Infektion und unternehmerischer Aktivität gibt. Dabei hat ein Forscherteam um Markus Fitza von der Frankfurt School of Finance and Management und Stefanie Johnson, US-amerikanische Wirtschaftspsychologin, in den vergangenen Jahren insgesamt fünf solcher Erhebungen analysiert. Auch wenn sich Nationalitäten, Hintergrund der Versuchspersonen oder die Methoden zum Teil unterscheiden, so kommen die Experten in den grundlegenden Resultaten immer wieder zu ähnlichen Aussagen: Statistisch gesehen neigen Menschen mit Toxoplasma gondii eher dazu, Unternehmer zu werden, starten eine größere Zahl von Wirtschaftsprojekten, agieren dabei häufiger allein und gehen höhere finanzielle Risiken ein.

„Besonders die 2021 veröffentlichte Studie aus Dänemark konnte dabei auf so viele Daten zurückgreifen, dass sie präziser und aussagekräftiger ist als vieles, was zuvor veröffentlicht wurde“, betont Fitza. Da der Parasit dem Fötus schaden kann, sind Toxoplasma-gondii-Tests in Dänemark für schwangere Frauen verbindlich vorgeschrieben. Die Studie untersuchte rund 11.000 Wirtschaftsprojekte, die von mehr als 16.000 Unternehmerinnen in einem Zeitraum von 15 Jahren initiiert worden waren. Außerdem wurden Daten einer Kontrollgruppe von mehr als 58.000 Frauen betrachtet, die nicht als Unternehmerinnen tätig waren. Darüber hinaus verwendeten die Forscher verschiedene Kontrollvariablen, um Verzerrungen auszuschließen: Eine zusätzliche Kontrollgruppe bestand etwa aus Personen, die positiv diagnostiziert wurden, ohne schwanger gewesen zu sein.

„Wir können explizit belegen, dass eine Infektion die Wahrscheinlichkeit, eine Wirtschaftsaktivität zu beginnen, signifikant erhöht“, heißt es in der Studie. Seropositive Frauen wurden demnach mit einer 29 Prozent höheren Wahrscheinlichkeit zu Unternehmerinnen als Nicht-Infizierte. „Diese Frauen waren auch häufiger mehrfach selbstständig, gründeten öfter Solo-Projekte und hatten stärkere Schwankungen in ihren Finanzen, was auf eine höhere Risikobereitschaft hindeutet“, ergänzt Fitza.

Schon zuvor hatte das Team um den deutschen Experten internationale Daten ausgewertet, die mit den Erkenntnissen aus Dänemark im Einklang stehen. Eine Untersuchung in den USA zeigte zum Beispiel zuvor, dass dort Infizierte 1,8-mal so häufig ein Unternehmen gründeten wie Nicht-Infizierte. „Man wird nicht wegen Toxoplasma gondii allein zum Unternehmer. Aber es findet wegen des Parasiten vielleicht ein gewisser Anstoß in diese Richtung statt“, sagt Fitza, der sowohl Wirtschaftsmanagement als auch Molekularbiologie studiert hat.

Als Fitza die Wolfsstudie von Yellowstone las, fühlte er sich bei manchen Formulierungen durchaus an seine eigenen Untersuchungen erinnert: „Das gleicht durchaus dem, was wir erzählen, nur geht es da um Wölfe. Unsere Unternehmer agierten auch allein, wurden zu Anführern und gingen Risiken ein. Das klingt nach ähnlichen Mechanismen im Kopf.”

Der Einfluss, den Toxoplasma gondii auf die Emotionen des Menschen haben könnte, geht nach übereinstimmender Meinung der Forscher allerdings weit über die Wirtschaft hinaus. Die Dänemark-Studie verweist darauf, dass Parasiten, Krankheiten und Mikroorganismen einen gewaltigen Einfluss auf psychologische Faktoren wie Impulsivität, Dominanz, Empathie und sogar psychische Erkrankungen haben können. Eine 2019 veröffentlichte Auswertung von 55 Studien, welche die Rolle von Toxoplasma gondii bei Verkehrsunfällen und Selbstmordversuchen untersuchten, stellte zumindest eine Korrelation von höheren Zahlen und seropositiven Beteiligten fest.

„Es gibt im Moment einen Trend, sich die Mitbewohner in unserem Körper anzusehen und zu prüfen, welche Auswirkungen diese auf unser Handeln haben“, sagt Fitza. Er ist überzeugt, dass ein solcher Einfluss stärker ist, „als man sich das bislang vorgestellt hat“. Das gilt für Mensch und Tier – von den Wäldern des Yellowstone-Nationalparks über die Savannen Kenias bis hin zum Straßenverkehr in Großstädten und zu den Chefetagen von Unternehmen.