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Gesundheit+Medizin

Warum die Top-Giftspinne so toxisch ist

Der Biss einer australischen Trichternetzspinne kann tödlich enden. (Bild: Dr David Wilson)

Tödlichem Potenzial auf der Spur: Forscher haben aufgeklärt, warum die gefährlichen Trichternetzspinnen Australiens ein für uns so bedrohliches Gift entwickelt haben und wieso es vor allem die Männchen hervorbringen. Der tödlichste Bestandteil des Gifts richtet sich demnach nicht primär gegen Beuteinsekten, sondern entstand als Waffe gegen räuberische Wirbeltiere. Diesen Feinden sind die Männchen bei ihrer Suche nach Weibchen offenbar eher ausgesetzt. Dass der Mensch so besonders empfindlich auf das Gift reagiert, ist somit letztlich ein evolutionärer Zufall, sagen die Forscher.

Die Bedrohung wird oft überschätzt – nur wenige Spinnenarten haben einen tatsächlich für den Menschen gefährlichen oder gar tödlichen Biss. Es gibt allerdings Ausnahmen: Neben den Brasilianischen Wanderspinnen gelten die australischen Trichternetzspinnen als die gefährlichsten Vertreterinnen der achtbeinigen Giftmischerinnen. Es handelt sich um eine Gruppe aus 35 Arten, die am Boden leben und Insekten auflauern. Besonders berüchtigt ist die Sydney-Trichternetzspinne (Atrax robustus), die mit ihren kräftigen Kieferklauen sogar durch Schuhoberflächen beißen kann. Ohne Behandlung kann das Nervengift innerhalb weniger Stunden zum Tod durch Atem- und Kreislaufversagen führen. Glücklicherweise steht allerdings ein Gegengift zur Verfügung, sodass seit einigen Jahrzehnten kaum mehr Todesfälle zu verzeichnen sind.

Warum so tödlich?

Durch Untersuchungen ist bereits bekannt, dass das tödliche Potenzial des Gifts auf speziellen Bestandteilen seiner komplexen Mischung beruht: Die sogenannten δ-Hexatoxine entfalten die fatale Wirkung auf unser Nervensystem. Dass sie Menschen besonders intensiv schädigen, erscheint allerdings überraschend. Denn wir können kaum eine Rolle als Beute oder Feinde in der Evolutionsgeschichte dieser australischen Spinnen gespielt haben. Zudem ist bisher unklar, warum besonders die deutlich kleineren männlichen Spinnen die besonders potenten Toxine im Gift hervorbringen. Sie sind für die meisten problematischen Beißattacken auf Menschen verantwortlich – vor allem wenn sie während der Paarungszeit auf der Suche nach Weibchen sind.

Der genaueren Untersuchung des Trichternetzspinnen-Gifts und dessen entwicklungsgeschichtlichen Hintergründen haben sich nun die Forscher um Bryan Fry von der University of Queensland in Brisbane gewidmet. Sie haben sich dazu die Merkmale der δ-Hexatoxine der unterschiedlichen Trichternetzspinnen-Arten genauer angesehen. Bisher wurden nur neun δ-Hexatoxine von vier Arten charakterisiert. Im Rahmen der Studie haben die Forscher nun 22 zusätzliche Versionen dieser Giftsubstanzen von zehn weiteren Spezies untersucht. Sie erfassten dabei auch die Gene, die für deren Herstellung verantwortlich sind. Aus den Merkmalen der Toxine und ihren genetischen Bauplänen waren Rückschlüsse auf die Funktionen und auch auf deren Entwicklungsgeschichte möglich, erklären die Wissenschaftler. „Die Tatsache, dass wir nun viel mehr Daten hatten, trug dazu bei, ein viel klareres Bild dieser Substanzen zu zeichnen und ihre interessante Evolutionsgeschichte zu beleuchten“, sagt Fry.

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Eine männliche Waffe

Aus den Untersuchungsergebnissen und sequenziellen Vergleichen geht hervor, dass sich die δ-Hexatoxine aus Vorläuferformen entwickelt haben, die dem Beutefang dienten. Auch heute zeigen sie noch eine lähmende Wirkung auf Insekten wie Kakerlaken, bestätigten Tests. Doch den Forschern zufolge wird aus den Untersuchungsergebnissen deutlich, dass die δ-Hexatoxine systematisch modifiziert wurden, um sich gezielt gegen Wirbeltiere zu richten. Durch Versuche konnten die Forscher in diesem Zusammenhang bestätigen, dass sie bei Mäusen besonders starke Schmerzreaktionen hervorrufen. Somit zeichnet sich nun ab, dass die δ-Hexatoxine im Gift-Cocktail der Trichternetzspinnen eher weniger dem Beutefang dienen, sondern eine Waffe gegen Räuber darstellen.

Diese Funktion erscheint im Fall der Männchen besonders wichtig, erklären die Forscher: „Wenn sie geschlechtsreif werden, verlassen sie die Sicherheit ihres Baues und überwinden auf der Suche nach Weibchen erhebliche Distanzen. Diese Wanderschaft ist allerdings gefährlich, denn einige Wirbeltiere verspeisen bekanntlich gerne Spinnen“, sagt Fry. Als typische Fressfeinde kommen etwa mausartige Beuteltiere wie die Schmalfuß-Beutelmäuse in Frage. Es scheint somit plausibel, dass sich die speziellen Giftsubstanzen bei den männlichen Spinnen etabliert haben, um diese Räuber abzuschrecken.

Das Problem: Wir sind auch Wirbeltiere

„Aus unseren Daten geht hervor, dass die natürliche Selektion den notwendigen Druck ausübte, um ein insektenspezifisches Gift in ein wirbeltierspezifisches Abwehrgift umzuwandeln“, fasst Fry zusammen. Damit ist auch die intensive Wirkung auf den Menschen zu erklären: „Unser Pech ist, dass wir ebenfalls Wirbeltiere sind“, so Fry. Unsere große Empfindlichkeit gegenüber diesen Substanzen ist letztlich ein Zufall, der sich aus der Evolutionsgeschichte dieser Spinnen und ihrer Gifte ergibt, resümieren die Wissenschaftler.

Neben den Einblicken in die Geschichte dieser interessanten Toxine mit Gruselfaktor könnten sich die Studienergebnisse nun auch medizinisch nutzen lassen, sagen die Wissenschaftler: „Wir hoffen, dass diese Forschung uns ein besseres Verständnis davon geben wird, was genau das Trichternetzspinnen-Gift im menschlichen Körper anrichtet. Dies könnte der Entwicklung von Behandlungsstrategien für Bissopfer zugutekommen“, sagt Fry.

Quelle: University of Queensland, Fachartikel: PNAS, doi: 10.1073/pnas.2004516117

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