Das Florida Museum of Natural History berichtet über ein Verfahren, das eine zentrale Lücke in der Haiforschung schließen könnte: eine neue Studie in Molecular Ecology nutzt chemische Markierungen auf der DNA, um das Alter eines Hais zu schätzen. Für den Zebrahai (Stegostoma tigrinum) erreicht die sogenannte epigenetische Uhr bei Tieren bekannten Alters eine Genauigkeit von ungefähr zwei Jahren.
Das Alter einzelner Tiere ist mehr als eine biologische Randnotiz. Die Altersstruktur einer Population zeigt, ob ausreichend Jungtiere nachkommen, wie viele fortpflanzungsfähige Tiere vorhanden sind und ob der Fischereidruck langfristig tragbar sein kann. Gerade bei bedrohten Haien fehlen dafür jedoch oft zuverlässige und zugleich schonende Methoden.
Warum sich das Alter von Haien schwer bestimmen lässt
Die Körpergröße liefert nur eine grobe Annäherung. Junge Haie wachsen meist schneller, während das Wachstum später stark nachlassen kann. Zwei gleich große Tiere müssen deshalb nicht gleich alt sein. Auch Wachstumszonen in Wirbeln, die ähnlich wie Jahresringe gezählt werden, entstehen nicht bei allen Arten gleich regelmäßig.
Hinzu kommt ein praktisches Problem: Für eine Untersuchung der Wirbel muss das Tier tot sein. Forschende sind damit auf Beifang, Strandfunde oder bereits verstorbene Tiere angewiesen. Eine Altersbestimmung aus Blut kann dagegen an lebenden Haien erfolgen und dieselben Individuen im Verlauf weiterer Studien erneut erfassbar machen.
Chemische Spuren der Zeit im Erbgut
Eine epigenetische Uhr liest nicht die Reihenfolge der DNA-Bausteine, sondern chemische Markierungen auf dem Erbgut. Besonders wichtig ist die Methylierung: Methylgruppen heften sich an bestimmte Cytosin-Stellen der DNA und beeinflussen, welche Gene aktiv oder inaktiv sind, ohne die genetische Grundsequenz zu verändern.
Diese Markierungen verschieben sich im Laufe des Lebens nach wiederkehrenden Mustern. Über große Teile des Genoms gehen Methylgruppen mit zunehmendem Alter verloren, während einzelne Regionen zusätzliche Markierungen ansammeln. Ein statistisches Modell kann aus ausgewählten Stellen eine Altersschätzung ableiten. Solche Uhren existieren bereits für zahlreiche Säugetiere und einige andere Wirbeltiere, Haie und Rochen waren bislang jedoch kaum vertreten.
51 Zebrahaie liefern den Zeitmesser
Für die Kalibrierung nutzte das Team Blutproben von 51 in Aquarien geborenen Zebrahaien. Ihr Alter war durch dokumentierte Geburtsdaten bekannt. Die Gruppe reichte von weniger als einem Jahr alten Jungtieren bis zu Haien von mehr als 28 Jahren und deckte damit fast die gesamte bekannte Lebensspanne der Art ab.
Das Genom des Zebrahais umfasst rund 3,7 Milliarden Basenpaare. Statt jede Stelle für spätere Tests auszuwerten, suchten die Forschenden gezielt nach Cytosin-Stellen, deren Methylierung besonders eng mit dem Alter zusammenhing. Weniger als 100 dieser Stellen genügten für die genauesten Modelle. Selbst eine stark vereinfachte Variante mit nur zehn Stellen verlor vergleichsweise wenig Genauigkeit.
Je nach Modell lag der mittlere absolute Fehler bei den Tieren bekannten Alters zwischen 1,03 und 1,99 Jahren. Bei jüngeren Haien funktionierte die Schätzung besonders gut. In höheren Altersklassen flachten die Veränderungen der Methylierung ab, wodurch die Abweichungen größer wurden.
Der Härtetest mit ursprünglich wilden Haien
Ein Modell aus Aquarientieren lässt sich nicht automatisch auf frei lebende Populationen übertragen. Ernährung, Stress, Krankheiten und Umweltbedingungen können den biologischen Alterungsprozess beeinflussen. Ein Tier kann auf Zellebene daher älter oder jünger wirken, als es nach seinem Geburtsdatum ist.
Das Team untersuchte zusätzlich 19 Zebrahaie, die ursprünglich aus der Wildnis stammten und später in Aquarien lebten. Weil ihr Geburtsdatum unbekannt war, berechneten die Forschenden aus Körpergröße und Aufenthaltsdauer ein Mindestalter. Im Vergleich mit diesem Näherungswert lag die Schätzung der epigenetischen Uhr meist innerhalb von drei bis vier Jahren.
Das Ergebnis ist ermutigend, aber noch keine endgültige Validierung für wilde Bestände. Die Abweichung kann sowohl aus dem Modell als auch aus dem nur grob bekannten tatsächlichen Alter stammen. Künftige Studien müssen deshalb Proben frei lebender Tiere, zusätzliche Altersklassen und möglichst wiederholte Messungen einbeziehen.
Neue Daten für Fischereimanagement und Artenschutz
Eine praxistaugliche Altersbestimmung könnte zeigen, ob in einem Gebiet vor allem junge, ausgewachsene oder alte Haie leben. Verschiebt sich diese Verteilung durch Fischerei, werden Warnsignale früher sichtbar als bei einer reinen Zählung von Beobachtungen. Für den stark gefährdeten Zebrahai wären solche Daten besonders wertvoll, weil viele Bestände durch Fischerei und den Verlust von Rifflebensräumen unter Druck stehen.
Noch ist die Methode kein Schnelltest für den Feldeinsatz. Eine Blutprobe muss genommen, aufbereitet und an den ausgewählten DNA-Stellen analysiert werden. Die Beschränkung auf wenige zuverlässige Marker soll die Untersuchung jedoch so bezahlbar machen, dass sie auch bei größeren Stichproben eingesetzt werden kann.
Auf der Suche nach einer gemeinsamen Hai-Uhr
Als Nächstes wollen Forschende prüfen, ob dieselben Alterssignaturen auch bei anderen Haiarten auftreten. Stimmen bestimmte Marker über mehrere Arten hinweg überein, könnte daraus langfristig eine allgemeinere epigenetische Uhr für Haie entstehen. Aquarien mit dokumentierten Lebensgeschichten spielen dabei eine wichtige Rolle als Kalibrierungsarchive.
Die Arbeit reicht zugleich über den Artenschutz hinaus. Haie trennten sich evolutionär vor rund 400 Millionen Jahren von den übrigen Wirbeltierlinien. Ähnliche epigenetische Alterungsmuster bei Haien, Säugetieren und anderen Wirbeltieren würden deshalb auf sehr alte, gemeinsam erhaltene Prozesse hindeuten. Die DNA-Uhr könnte damit nicht nur verraten, wie alt ein Hai ist, sondern auch, wie tief die biologischen Grundlagen des Alterns reichen.
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