Artenschutz Rettung auf Eis

Jeden Monat stirbt weltweit eine Haustierrasse aus. Auf einer Farm in den USA werden deshalb die Embryonen gefährdeter Arten eingefroren

Chip grast friedlich auf den Weiden von Newport, Rhode Island. Er hat stattliche Hörner, seinen wohlgenährten Körper bedeckt lange, graue Wolle. Was man dem Tennessee Fainting Bock nicht ansieht: Als Embryo wurde er eingefroren und erst Monate später wieder aufgetaut. Denn Chip gehört zu einer aussterbenden Ziegenrasse.

Bedrohte Haustierrassen zu retten, das hat sich die private SVF Foundation in den USA zur Aufgabe gemacht. Ihr Konzept: Von 40 gefährdeten Nutztierrassen sollen je 300 Embryonen und 3000 Samenproben gesammelt und eingefroren werden.

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»Welcome to our Swiss village«, grüßt Geschäftsführer Peter Borden stolz. Bei der Anfahrt über eine kleine Allee noch hinter Weiden versteckt, erscheint wenig später ein mittelalterlich anmutendes Dörfchen, zwischen grüne Hügel geschmiegt. Die Farm wirkt friedlich. Und ordentlich. Auf 19 Hektar ist jeder Stein und jeder Baum am rechten Platz.

Als der gelernte Konstrukteur das erste Mal hierherkam, stand auf dem Gelände neben der 1916 erbauten Farm noch das verlassene Gemäuer einer Alkoholentzugsklinik. Die Eigentümerin, die Campbell’s-Soup-Erbin Dorrance Hill Hamilton, ließ es abreißen. »Ich wollte etwas Neues, Nachhaltiges schaffen, das den Charme von früher wiederherstellt«, sagt sie. Und da ihr Tiere immer am Herzen gelegen hätten, sei eine Farm nur logisch gewesen. Doch vom üblichen Betrieb auf einem Bauernhof sieht man hier nur wenig. Vereinzelt ertönt ein fernes Muhen oder Blöken. Das einstige Schlachthaus ist heute ein Wohnhaus, im Rinderstall entstand ein Operationsraum. Und das Herz der Farm befindet sich in den Pferdeställen – die Kryobank.

Kryokonservierung

Unter Kryokonservierung versteht man das Aufbewahren von Zellen durch Einfrieren, oft in flüssigem Stickstoff. Dabei hat jede Zelle und somit auch jeder Embryo ganz eigene Bedürfnisse.

Unterschiede

Unterschiede gibt es bereits beim Sammeln des Materials. Während Kühe nicht betäubt werden müssen, um die Embryonen zu entnehmen, werden Schafe und Ziegen unter Narkose einer Operation unterzogen, damit der Uterus ausgespült werden kann.

Swiss Village Farm

Unter dem Mikroskop wird anschließend nach Embryonen in der Lösung gesucht. Die Biochemikerin Dorothy Roof sucht für die Swiss Village Farm (SVF) gezielt nach Blastozysten – also fünf bis sieben Tage alten Embryonen. Hier hat die erste Differenzierung einiger Zellen bereits stattgefunden, und die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass sie sich nach dem Transfer weiterentwickeln.

Material

Das Material wird anhand einer Skala nach Entwicklungsgrad und Qualität sortiert: von eins (exzellent) bis vier (tot). Eingefroren werden lediglich jene der Kategorie eins und zwei. Nur in Ausnahmefällen, wenn wenig brauchbares Material vorliegt, wird auch solches der Kategorie drei eingefroren.

Verfahren

Damit die Zellen in der Kälte nicht sterben, werden sie zuvor mit einer Art Frostschutzmittel gespült. Ein Teil des Wassers in den Zellen wird dadurch entzogen und eine Kristallisation verhindert. Anschließend wird die Temperatur pro Minute um ein halbes Grad gesenkt bis auf minus 35 Grad Celsius. Erst dann kommen die Embryonen in flüssigen Stickstoff bei minus 197 Grad. Dort gelten sie als unbegrenzt haltbar.

Vier glänzende Metalltanks, gefüllt mit flüssigem Stickstoff, stehen in dem kargen Laborraum in einer Reihe. In ihnen ruhen bei minus 197 Grad Celsius rund 43.000 Spermaproben und 2500 Embryonen von 22 Nutztier-Züchtungen. Alle stehen auf der Liste gefährdeter Rassen der American Livestock Breeds Conservancy . Manche, wie das Canadienne-Rind, sind bereits als kritisch eingestuft. Das bedeutet, dass weniger als 200 Tiere dieser Züchtung in den USA jährlich registriert werden. Chip und seinesgleichen fallen in die dritte Kategorie (von insgesamt fünf): Weniger als 2500 von ihnen sind in den USA gemeldet.

Künftig sollen alle Zuchtrassen auf der Liste in der Bank konserviert werden. Sarah Bowley, eine Managerin des Projekts, sucht nach geeigneten Tieren: »Früher hörte ich nur über Umwege, wer noch seltene Züchtungen besitzt. Heute haben wir ein funktionierendes Netzwerk von Züchtern, die mit uns zusammenarbeiten.« Rinder werden an die SVF oft nur verliehen, Schafe und Ziegen kaufen Bowley und ihre Kollegen den Züchtern meist ab. Bevor die Tiere in die Ställe dürfen, kommen sie für 30 Tage in Quarantäne. Sie werden auf Krankheiten geprüft und geimpft. Sperma und Eizellen werden nur von gesunden Tieren entnommen und nur jene Embryonen, bei denen die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass sie sich nach dem Auftauen weiterentwickeln, kommen in die Tiefkühltanks. Die Proben für die Herden der Zukunft werden von verschiedenen Teilpopulationen, auch Linien genannt, genommen, sodass die Verfügbarkeit unverwandter Tiere gesichert und Inzucht weitestgehend vermieden werden kann. Geklont werden die bedrohten Tiere nicht. Sie sollen sich nach dem Auftauen auf natürliche Weise vermehren.

Die Kryokonservierung lebenden Gewebes ist eine Kunst. »Einfrieren lässt sich alles«, sagt Dorothy Roof, Biochemikerin der SVF-Stiftung. »Entscheidend ist, dass es sich auch lebensfähig wieder auftauen lässt.« Sie benutzt bewährte Techniken, um die Embryonen mindestens für die nächsten Jahrzehnte auf Eis zu legen (siehe Infobox). »Wir wollen kein Risiko eingehen«, sagt sie.

Jede Rasse hat besondere Eigenschaften – und könnte sich als nützlich erweisen

Spätestens wenn eine Zuchtpopulation komplett ist, wenn also 300 Embryonen und 3000 Samenproben von 30 weiblichen und bis zu 10 männlichen Tieren aus verschiedenen Linien vorliegen, wird ein Embryo aus der Sammlung in eine Leihmutter transferiert. Meist geschieht dies jedoch schon nebenbei. So wurde Chip nach sechs Monaten aufgetaut und eingepflanzt. »Besonders knifflig beim Transfer ist es, den richtigen Zeitpunkt zu erwischen«, sagt Tiermedizinerin Bowley. »Die Tiere müssen hormonell so eingestellt werden, dass sich der Embryo einnisten kann und zu wachsen beginnt.« Die Erfolgsquote beträgt nur 50 Prozent. Mit Spannung wurde Chip daher erwartet – mittlerweile ist er das Maskottchen der Farm und Symbol für seine bedrohte Sippe.

»Jede dieser Züchtungen hat Eigenschaften, die sie zu etwas ganz Besonderem machen«, sagt Bowley, während sie Chip auf den kräftigen Hals klopft. Von seiner Weide aus kann man einen Großteil der Farm überschauen. So fällt der Blick auf White-Park-Rinder (bekannt für ihr fettarmes Fleisch und ihre unkomplizierte Haltung), auf Tunis-Ziegen (können extreme Hitze ertragen) und Gulf-Coast-Schafe. »Sie sind resistent gegen Parasiten und Fußfäule. Damit könnten sie sich als nützlich erweisen«, sagt Bowley.

Beim Schutz der bedrohten Nutztiere geht es der SVF um Vorsorge für die Zukunft. Jeden Monat stirbt weltweit eine Haustierrasse aus. Hauptgrund für die schwindende Rassenvielfalt ist die industrielle Tierproduktion. Die amerikanische Milchwirtschaft beruht zu über 90 Prozent auf Holsteinkühen. »Falls diesen etwas Gravierendes zustößt – zum Beispiel eine neue Form der Maul- und Klauenseuche, eine hoch ansteckende Viruserkrankung bei Paarhufern – brauchen wir einen Notfallplan«, sagt Bowleys Kollege Peter Borden. Die Kryobank der SVF sei genau das.

Die Holsteiner sind ein klares Beispiel für das fragwürdige Konzept der Agrarwirtschaft und das hohe Risiko, das Züchter eingehen. »Heute wird nicht mehr auf die Gesundheit der Tiere geachtet, sondern allein auf ihre Effizienz«, kritisiert George Saperstein von der Tufts-Universität in Massachusetts . Der Gedanke, günstige Lebensmittel für jedermann zu produzieren, sei sicherlich richtig und absolut nachvollziehbar, sagt Bowley. »Aber die Massenproduktion hat uns auch geschwächt – wahrscheinlich mehr, als wir ahnen.«

In den vergangenen 50 Jahren hat sich die durchschnittliche Milchproduktion der Holsteinkühe verdoppelt. Mit fatalen Folgen: Die Fruchtbarkeit der Tiere ist seitdem stark gesunken. Genanalysen haben gezeigt, dass dieser Zusammenhang mittlerweile genetisch festgelegt ist. Dabei sind sowohl die Fruchtbarkeit als auch der hohe Milchertrag für Züchter von Bedeutung. Die Züchter sollten sich darüber im Klaren sein, dass unschöne Kompromisse eingegangen werden müssten, solange man die Züchtungsmethoden nicht optimiere, sagt Saperstein. »Die heutige Technik ermöglicht es uns, Tiere zu züchten, die sich nicht an ihre natürliche Umgebung anpassen müssen. Das übernimmt der Mensch für sie.«

Nicht nur in Deutschland ändern die Konsumenten ihre Einstellung zur Tierproduktion. Auch in den USA sei zurzeit ein Umschwung festzustellen, sagt Bowley. »Die Leute wollen wissen, wo das Fleisch herkommt, das sie im Supermarkt kaufen.« Dass sich manche Rassen nicht durchgesetzt haben, sei kein Grund, sich nicht mehr um sie zu kümmern, meint die Züchterin, während sie nach den Tieren in den Ställen sieht. »Sie haben uns dorthin gebracht, wo wir jetzt sind. Wir schulden es ihnen.« Sie liebt ihre Tiere, wünscht Rambo und Jimmy einen guten Tag und fragt sie nach ihrem Befinden. »Die Tiere sind meist für zwei Jahre hier auf der Farm. Danach geben wir sie an die Züchter zurück oder schlachten sie.« Ob ihr das schwerfällt? »Manchmal schon. Aber man muss sie essen, um sie zu erhalten.«

Die Auswahl der Embryonen erfolgt unter dem Mikroskop

Die Auswahl der Embryonen erfolgt unter dem Mikroskop

  Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie in München . Ähnlich sieht es Saperstein: »Bücher, die man gelesen hat, wirft man schließlich nicht einfach weg. Man bewahrt das Wissen für nachfolgende Generationen in einer Bibliothek auf.«

Auch wenn sich Experten einig sind, dass Haustierrassen geschützt werden müssen – über das »Wie« streiten sie sich. »Es macht Sinn, interessante Genvarianten zu konservieren. Man weiß nie, wofür man sie noch brauchen kann«, sagt Eckhard Wolf vom

Neben der Kryobank gibt es auf der Farm deshalb eine Datenbank. Sie enthält die Steckbriefe aller konservierten Rassen, Informationen über die Gesundheit der Tiere und ihren Stammbaum, ein Foto und die den Proben zugeordnete Nummer, damit die Embryonen wiedergefunden werden können. Deren spezifische Eigenschaften sind in einer weiteren Kartei namens Freezerworks gespeichert. Führt man beide Datenbanken zusammen, findet man in kürzester Zeit die Embryonen, die man braucht. »Das Tolle an unserem System ist, dass innerhalb einer Generation bereits 150 Tiere der einst bedrohten Züchtung wiederbelebt werden können und dann genügend Samen vorhanden ist, um die reine Art fortzupflanzen«, sagt Bowley. Wolf hingegen hält die Reproduktion einer Herde für logistisch ungünstig. Zudem sei es undenkbar, in kürzester Zeit genügend Tiere zu züchten, die den Bedarf an Fleisch, Milch oder Wolle decken. Insgesamt hält er es schlicht für unnötig: »Wenn man die Genvarianten identifiziert hat, dann lassen sie sich theoretisch in Zukunft auch synthetisch herstellen.«

Doch das ist vorläufig nur eine Hoffnung. Anstatt Tiere einzufrieren, plädieren viele dafür, sie lebend zu erhalten. Ein Vorzeigeprojekt auf diesem Gebiet ist Deutschlands größter Tierpark für seltene und vom Aussterben bedrohte Nutztierrassen: die Arche Warder . Mitten in Holstein im Naturpark Westensee leben auf 40 Hektar rund 800 Tiere 70 verschiedener Rassen, die auf Deutschlands Roter Liste der bedrohten Nutztierrassen stehen.

Einfrieren oder Zucht – immer bleibt nur ein genetisch verarmter Bestand

»Um eine genetische Variabilität zu garantieren, können die Rassen nur in Netzwerken erhalten werden«, sagt Kai Frölich, Direktor der Arche Warder. Zum Erhalt einer Rasse seien verschiedene Maßnahmen erforderlich – Kryokonservierung allein reiche nicht aus. Bei beiden Methoden ist der Genpool begrenzt, doch nehmen die Forscher Inzucht in Kauf, um einen geringen Bestand an Tieren für die Zukunft zu sichern.

Projekte wie jenes in den USA seien eine Ergänzung zur Lebenserhaltung und sicherlich nichts Falsches, wenn das nötige Geld vorhanden sei, sagt Antje Feldmann, Geschäftsführerin der Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen (GEH) . »Für die langfristige Zucht braucht man allerdings Tiere, die sich an die wechselnden Umweltbedingungen anpassen können.« Tierzucht sei etwas Dynamisches, Einfrieren von Embryonen hingegen statisch. Herden am Leben zu erhalten sei deshalb unverzichtbar.

Doch die Aussterberaten belegen: Nicht alle Tiere lassen sich in Herden bewahren. Bevor eine Rasse verschwindet, ist Einfrieren die letzte Rettung.

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