Während viele natürliche Elemente um uns herum unbemerkt vorbeiziehen, verbergen sie Antworten auf wichtige ökologische und genetische Rätsel. Genau diese unsichtbare, aber äußerst bedeutende Dimension der Natur wird von den Wissenschaftlerinnen des Ruđer Bošković Instituts – dr. sc. Katja Magdić Košiček und dr. sc. Eva Šatović Vukšić – erforscht. Ihre Projekte, finanziert von der Adris-Stiftung, bringen innovative Ansätze zur Untersuchung der Umwelt und genetischen Vielfalt, indem scheinbar gewöhnliche Organismen wie Bienen, Muscheln und Insekten genutzt werden.

Honig und Muscheln: natürliche Zeugen des Umweltzustandes

Auf Pelješac, einer der schönsten kroatischen Halbinseln und zugleich einem beliebten Ziel für Sommerunterkünfte, findet ein einzigartiges wissenschaftliches Experiment statt, das die terrestrische und die marine Welt miteinander verbindet. Im Rahmen eines Projekts mit dem Titel „Muscheln und Honig als Bioindikatoren der Radioaktivität der marinen und terrestrischen Umwelt“ verwendet dr. Magdić Košiček Bienen und Muscheln als Instrumente zur Datensammlung über das Vorkommen von Radionukliden in der Natur.

Während Bienen unermüdlich von Blüte zu Blüte fliegen und Nektar sammeln, bringen sie gleichzeitig mikroskopische Partikel mit, die sich im Honig ablagern – einem Produkt, das zu einer Art zeitlichem Protokoll des Umweltzustandes wird. Honig enthält Spuren natürlicher Radionuklide wie Polonium, kann aber auch das Vorkommen künstlicher Substanzen wie radioaktiven Cäsiums aufdecken, dessen Ursprung ausschließlich mit menschlicher Aktivität verbunden ist, einschließlich industrieller Unfälle wie Tschernobyl oder Fukushima.

Andererseits filtern Muscheln, die in sauberer oder verschmutzter Meeresumgebung leben, enorme Mengen Meerwasser, während sie gleichzeitig schädliche Substanzen zurückhalten. Ihre Rolle in dieser Forschung ist ebenso wertvoll, da sie den Wissenschaftlern Einblick in das Ausmaß der Meeresverschmutzung ermöglichen, einschließlich des Vorhandenseins von Schwermetallen und radioaktiven Elementen. Muscheln werden zu einer Art Hütern des Meeres, stille Zeugen der Qualität der Meeresumwelt.

Die von dem IRB-Team durchgeführte Forschung ermöglicht nicht nur einen lokalen Einblick in den ökologischen Zustand von Pelješac, sondern legt auch die Grundlage für eine breitere nationale Überwachung des Umweltzustandes. Das wissenschaftliche Team betont, dass die Überwachung sowohl natürlicher als auch künstlicher Radioaktivität äußerst wichtig ist, insbesondere im Kontext globaler geopolitischer Ereignisse, die das Risiko ökologischer Zwischenfälle erhöhen.

Gelber Mehlwurm: ein Insekt mit doppeltem Gesicht und genomischem Geheimnis

In den Laboratorien des IRB hat ein weiteres Forscherteam seine Aufmerksamkeit auf einen deutlich weniger sichtbaren, aber ebenso faszinierenden Organismus gerichtet – den gelben Mehlwurm (Tenebrio molitor). Obwohl er als Lagerinsekt bekannt ist, gewinnt dieses Insekt zunehmend an Bedeutung als Proteinquelle in der Ernährung von Tieren und sogar Menschen. Die Europäische Union hat im Jahr 2022 offiziell seine Verwendung zu Nahrungszwecken genehmigt, was den Wissenschaftlern eine neue Dimension der Forschung eröffnet.

Unter der Leitung von dr. Šatović Vukšić untersucht ein Projekt mit dem Titel „Aufklärung der Rollen der ‚dunklen Materie‘ bei der Funktion des Genoms des wirtschaftlich wichtigen Schädlings Tenebrio molitor“ unbekannte Teile des Genoms dieses Insekts. Es handelt sich um die sogenannte Satelliten-DNA (satDNA), Segmente des genetischen Materials, deren Rolle nicht vollständig aufgeklärt ist, von denen jedoch vermutet wird, dass sie eine Schlüsselrolle bei der Genomregulation spielen, insbesondere unter Stressbedingungen und während der Entwicklung des Organismus.

Das Genom des gelben Mehlwurms funktioniert wie eine gewaltige Bibliothek, in der die meisten Informationen eine bekannte Funktion haben, doch es existiert eine ganze Reihe von „versteckten Büchern“, die die Wissenschaftler noch zu entschlüsseln haben. Diese verborgenen genetischen Sequenzen könnten Antworten auf Fragen liefern, wie sich Organismen an Veränderungen in der Umwelt anpassen, wie sie evolutionär auf Stress reagieren und wie sie ihre Entwicklungsprozesse steuern.

Mehlwürmer lassen sich leicht züchten, vermehren sich schnell und haben einen kurzen Lebenszyklus, was sie zu idealen Modellen für genetische Forschungen macht. Zudem ist das Verständnis ihrer Biologie und genetischen Grundlagen aufgrund ihrer zunehmenden kommerziellen Bedeutung von entscheidender Wichtigkeit für eine nachhaltige Entwicklung in der Landwirtschaft, der Lebensmittelindustrie und der Ökologie.

Die Verbindung von Ökologie und Genetik: ein Blick in die Zukunft der Wissenschaft

Die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die aus diesen Projekten hervorgehen, bereichern nicht nur die akademische Gemeinschaft, sondern bringen auch konkrete Vorteile für die Gesellschaft. Ob es nun um eine präzisere Überwachung ökologischer Bedrohungen oder um die Verbesserung der Lebensmittelsicherheit geht, die Ergebnisse dieser Forschungen haben das Potenzial, langfristige Auswirkungen zu erzielen.

Die wachsende Zahl von Touristen, die sich im Frühling und Sommer für einen Aufenthalt auf Pelješac entscheiden, könnte unwissentlich in einem der am besten erforschten Naturlabore Kroatiens verweilen. Neben dem Genuss der Schönheiten der Natur und des klaren Meeres befinden sie sich in einem Gebiet, in dem die Wissenschaft täglich neue Geheimnisse der Natur aufdeckt.

Diese Projekte veranschaulichen, wie selbst die kleinsten Organismen – sei es in Form von Muscheln, Bienen oder winzigen Insekten – eine enorme Menge an Daten tragen können, die für das Verständnis der Welt um uns herum nützlich sind. Durch die Kombination von ökologischer und molekularer Wissenschaft bauen die IRB-Teams Brücken zu einer nachhaltigen Zukunft, in der Natur und Wissenschaft in Synergie wirken.