Jennifer Zaspel kann nicht erklären, warum sie beschlossen hat, ihren Daumen in die Mottenflasche zu stecken. Nur gewollt. In einer Julinacht im russischen Fernen Osten fing sie Motten und in einer Plastiksammelflasche einen Calyptra mit braunen Locken an den Flügeln, die getrockneten Blättern ähneln. Von den 17 tropischen Calipra-Arten waren acht Vampire. Männer weichen manchmal von ihrer fruchtigen Ernährung ab und versenken ihre robusten Mundkiefer in Säugetiere wie Rinder, Tapire und sogar Elefanten und Menschen, um frisches Blut zu trinken.
Aber Zaspel glaubte, dass sie sich außerhalb des Territoriums befand, in dem sie den Vampirarten begegnen konnte. Sie fing C. thalictri, der in der Schweiz, in Frankreich und bis nach Japan als striktes Obstessen bekannt ist.
Bevor ich die Mottenflasche aufrollte, „stecke ich einfach meinen Daumen hinein, um zu sehen, was sie getan hat“, sagt Zaspel. "Sie hat meinen Daumen durchbohrt und angefangen mich zu essen."
Soviel zu acht Vampiren. Zaspell, Entomologin am Milwaukee Public Museum, ist immer noch verwirrt über die Genetik von Motten an zwei russischen Orten, die sie 2006 besuchte. Männer beißen dem Forscher in den Finger, wenn sie angeboten werden, aber genetische Studien zeigen, dass diese Motten auf der Liste der freundlichen Arten stehen. Zumindest sollten sie.
Die Rüssel von Calyptra thalictri extrahieren einem Wissenschaftler Blut. Lange Zeit glaubte man, dass sich diese Motte ausschließlich von Früchten ernährt, da ihre Rüssel besser zum Stanzen von Pflaumen geeignet sind als ihr Daumen.
"Ich würde es mit einem Bienenstich vergleichen", sagt Zaspel. Zum Wohle der Wissenschaft dokumentierte einer von Zaspels Kollegen freiwillig die Erfahrung und stellte fest, dass die Motte 20 Minuten lang aß. Diese Bisse bleiben definitiv nicht unbemerkt. Diese Motten und andere Vampire riskieren beim Füttern ihr Leben.
Gelegentliche rote Frühstücke zu unterbrechen oder zu versuchen, nur mit Blut zu überleben, ist viel schwieriger als in den Filmen gezeigt. Relativ wenige Tiere führen einen ähnlichen Lebensstil: einige Insekten und andere Arthropoden, einige Weichtiere, einige Fische, manchmal Vögel und natürlich drei Fledermausarten.
Werbevideo:
Blut ist nicht das am einfachsten zu essende Lebensmittel. Das Tier versucht normalerweise, so viel Futter wie möglich gleichzeitig aufzunehmen. Aber bei solch heldenhaften Mengen kann Blut giftig sein. Das heißt, blutiges Essen allein reicht nicht aus, da es einige der Grundnährstoffe fehlt. Mit diesem Lebensstil hat der Darm eine besondere Physiologie. Moderne Werkzeuge der Genetik und Molekularbiologie enthüllen die verborgene Spezialisierung, die für die Bluternährung erforderlich ist, sowie brutale Praktiken, die manchmal bis zum Äußersten gehen, wie die Übertragung von Blut von Motte zu Motte. Während viele dieser biologischen Anpassungen niemals mit der Kraft unsterblicher Vampire übereinstimmen werden, können sie in gewisser Weise als Superkräfte betrachtet werden.
Großer Teller
Um die Risiken zu verstehen, die echte Vampire eingehen, stellen Sie sich ein Tier vor, das 35 Millionen Mal so schwer ist wie Sie. Versuchen Sie jetzt, ihn zu beißen. Stark genug, um zu bluten.
Offensichtlich wird es wahnsinnig werden. "Sie können leicht von einem Wirt getötet werden", sagt der molekulare Insektenphysiologe Pedro Oliveira von der Bundesuniversität von Rio de Janeiro. Ein Multiplikator von 35 Millionen wird auf eine 2-Milligramm-Mücke angewendet, die eine 70-Kilogramm-Person angreift.
Es ist nicht einfach, eine so große Blutquelle zu finden. „Wenn wir in den Wald gehen, werden zwischen den Wirbeltierwirten Hunderte von Metern Abstand sein, und Hunderte von Metern werden für uns wie Kilometer sein“, sagt Oliveira. Der winzige Vampir muss dann eine Kapillare finden, durch die er nur wenige Millimeter unter der Hautoberfläche beißen kann. Beim Menschen sind nur etwa 10% der Haut geeignet.
Der blutsaugende Profi, der Rhodnius prolixus Käfer, hat Enzyme im Darm, die verhindern, dass das Tyrosin in Lebensmitteln Gewebe kristallisiert und durchsticht.
Angesichts der Gefahren und Herausforderungen, denen sich Blutspender gegenübersehen, „versuchen die meisten von ihnen, die Anzahl der Besuche zu minimieren“, sagt Oliveira. Sie trinken schnell und viel. Ein junger blutsaugender Käfer, der die schwächende Chagas-Krankheit verbreiten kann, trinkt in wenigen Minuten das Zehnfache seines Gewichts an Blut.
Um es an die menschliche Physiologie zu binden? Vergiss es. Es gibt Menschen, die absichtlich Blut trinken, und das ist eine andere Geschichte, aber selbst kleine Mengen nach Vampir-Maßstäben - wie Blut, das durch Nasenbluten verschluckt wird - können Magenverstimmung verursachen, was Durchfall bedeutet, sagt Thomas Gantz von der David Geffen School of Medicine of Universität von California, Los Angeles. Frisches Blut ist für den menschlichen Darm schwer verdaulich und es wird sehr wenig Wasser aus dem Blut entnommen und in die Nieren geleitet. Gantz vergleicht Blut mit Lösungen, die Menschen trinken, um das Verdauungssystem schnell und unangenehm für die Koloskopie zu reinigen.
Inhaltsstoffe, die in großen Mengen harmlos wären, können bei hoher Blutaufnahme toxisch sein. "Die Dosis bestimmt das Gift", sagt Oliveira.
Entfernen Sie Wasser aus dem Blut und erhalten Sie 90% Protein. Oliveira sah sich der Gefahr dieses Proteins gegenüber, als er in seinem Labor die Genetik eines der amerikanischen Käfer, Rhodnius prolixus, untersuchte. Dieser tropfenförmige Käfer mit einem zum Kopf hin verjüngenden Körper versteckt sich in Spalten drinnen oder draußen. Nachts suchen männliche und weibliche Käfer Menschen, ihre Haustiere oder andere Säugetiere für eine Blutmahlzeit. Dieser Käfer ist äußerst geheimnisvoll und weckt im Gegensatz zu den Vampirmotten seine Beute nicht, wenn er gebissen wird. Im Gegensatz zu Mücken, deren Bisse Krankheitserreger über den Speichel übertragen, überträgt dieser Käfer Parasiten der Chagas-Krankheit durch Exkremente, die er auf dem Wirt hinterlässt.
Von allen Aminosäuren, die in dieser großen Portion des Getränks enthalten sind, enthält Tyrosin allein eine große Anzahl von Enzymen, die bereit sind, es im Magen eines Käfers abzubauen, wie Wissenschaftler 2014 zeigten. Enzyme zu finden, die Tyrosin im Darm abbauen, ist "ein bisschen komisch", sagt Oliveira. Bei Säugetieren sind Leber und Nieren die einzigen Organe mit Tyrosin abbauenden Enzymen. Auch hier überfluten die meisten Säugetiere ihren Darm nicht allein mit Protein.
Als die Forscher die Tyrosinbrechfähigkeit des Käfers entweder genetisch oder durch chemische Blockierung von Enzymen ausschalteten, starben die Käfer nach dem Mittagessen. Oliveira und Kollegen haben 2016 in Current Biology darüber geschrieben. Einige der toten Käfer zeigten, dass Tyrosinkristalle den Darm durchbohrten und seinen Inhalt in die Körperhöhle spritzten. Diese Entdeckung, so stellten die Wissenschaftler fest, könnte Molekularbiologen eines Tages ihre eigene Medizin geben, die dazu dienen würde, Vampire zu töten.
Das Blutsaugen bei Arthropoden hat sich mehrmals unabhängig voneinander entwickelt (bis zu 21), aber meistens mussten Vampire dieselben Probleme mit verschiedenen Macken der Biochemie lösen. Die Entgiftung von Tyrosin könnte jedoch ein Problem sein, das viele Blutlinien auf ungewöhnlich ähnliche Weise angegangen sind, sagte Oliveira.
Die ersten Waffenschläge, die die allgemeine Chemie ausschalten, sind Verbindungen, die das HPPD-Enzym hemmen. Das Enzym stoppt den Abbau von Tyrosin und nicht nur bei den oben genannten Käfern. Beim Testen war die Methode für Milchkäfer und mehlige Würmer sicher.
Schlechtes Blut
Tyrosin ist nur einer der Nährstoffe, die durch das Volumen giftig werden. In der realen Welt ist die Fähigkeit von Vampiren, Abfall auszuscheiden, viel wichtiger als irgendeine fiktive Kraft zum Heben von Lastwagen.
Der Nephrologe Jonas Axelsson vom Karolinska-Institut in Stockholm und seine Kollegen untersuchen die Nierenfunktion bei Vampirfledermäusen im Vergleich zu ihren Geschwisterarten, die von Früchten oder Nektar leben. Eine menschliche Ernährung enthält typischerweise 50 bis 120 Gramm Protein pro Tag, aber wenn sie wie eine Vampirfledermaus gefüttert wird, würde das menschliche Äquivalent 6.000 Gramm Protein pro Tag für einen 70-Pfund-Körper betragen. Diese Proteinüberdosierung bedeutet, dass diese Fledermäuse eine Proteinkonzentration in proteinstoffwechselbedingten Abfallprodukten wie Harnstoff aufweisen, die beim Menschen sofort zu Nierenversagen führt.
Aber den Vampirmäusen geht es gut. Ihre Nieren sind genauso groß wie die anderer Fledermäuse. Vampirmäuse widmen den langen Tubuli mehr Platz, die Nährstoffe aus frisch zubereitetem Urin wieder aufnehmen, stellt er fest.
Das meiste Protein im Blut ist Hämoglobin, ein eisenhaltiges Wundermolekül, das Sauerstoff durch den Körper transportiert und Wirbeltieren hilft, groß und fett zu werden. Die schnelle Verdauung dieser Menge Hämoglobin kann jedoch eine potenziell toxische Eisendosis in den Blutkreislauf abgeben. Ein gesunder Mensch kann seinen Arzt mit einer Eisenkonzentration im Blut in der Größenordnung von 127 Mikrogramm pro 100 Milliliter glücklich machen. 200-mal höhere Konzentrationen scheinen jedoch die Larvenarten der Neunauge nicht zu schädigen. Die Larven nehmen Eisen auf, während sie essen, was sie finden. Wenn die Neunaugen (Petromyzon marinus) reifen, entwickeln sie erbarmungslose Zahnreihen, in die sie graben und Blut von anderen Fischen saugen. Gleichzeitig sinkt die Eisenkonzentration im Blut - auf etwa das Zehnfache des für den Menschen gesunden Niveaus.
Aber noch schlimmer als blutsaugende Neunaugen ist das Sekret, das die Blutgerinnung des Opfers verhindert.
Neunaugen haften zuerst an der Haut, die einem "feuchten Saugnapf im Gesicht" ähnelt, sagt die Neunauge-Spezialistin und Biologin Margaret Docker von der Universität von Manitoba in Winnipeg, Kanada. Im Rahmen eines Experiments ließ sie eine blutsaugende silberne Neunauge (Ichthyomyzon unicuspis) auf ihren Wangenknochen beißen. Sie kommen in Seen und Bächen Nordamerikas vor. Nur die Hälfte der 38 Neunaugenarten der Welt saugt Blut.
Neunaugen fangen Beute gut ein. Einige lösen sich nicht, selbst wenn sie Wasserfälle oder Dämme hinauffahren. Es ist äußerst selten, dass ein Fisch Zeit hat, ein Neunauge abzuwerfen, bevor er seine Zähne auf der Zunge oder der Mundscheibe packt und seine Antikoagulanzien freisetzt.
Neunaugen könnten zu Beginn der Wirbeltiergeschichte zu Parasiten geworden sein, und deshalb mussten sie ihre vampirischen Tendenzen für eine lange Zeit entwickeln. Etwa 360 Millionen Jahre alte devonische Fossilien, die lange vor der Blütezeit der Dinosaurier entstanden sind, weisen eine Mundscheibe mit 14 gleichmäßig verteilten Zähnen auf, die scheinbar bereit sind, Blut zu saugen.
Die Untersuchung der Physiologie moderner Blutsauger erhielt 2013 eine starke Quelle neuer Daten, als ein internationales Wissenschaftlerteam ein Buch mit genetischen Anweisungen für Neunauge entschlüsselte. Docker hofft, weitere Entgiftungstricks bei Neunaugen wie Superoxiddismutase aufzudecken, die mit steigendem Lebereisenspiegel bei erwachsenen Neunaugen ansteigen. In diesem Stadium ähneln Leberzellen menschlichen Zellen, wenn sie an Hämochromatose leiden. Ein weiterer Grund, echte Vampire zu untersuchen, wenn es nicht genug davon gibt, besteht darin, neue Geheimnisse menschlicher Stoffwechselerkrankungen aufzudecken.
Nicht genug
Im Blut können viele Dinge katastrophal und einige andere katastrophal sein. "Für Vampire ist es nicht einfach, damit umzugehen", sagt die Mikrobiologin Rita Rio von der West Virginia University in Morgantown.
Sie erklärt, dass das Blut nicht genügend B-Vitamine enthält. Tiere benötigen diese Substanzen als Nährstoffe für eine Vielzahl grundlegender Körperprozesse wie Genregulation, Zellsignalisierung und Aminosäureabbau. Tiere können jedoch keine eigenen Vorräte herstellen. Alle Ryo-Vampirfliegen umgehen dieses Problem sehr geschickt.
"Ich habe Tsetsefliegen geliebt, seit ich zum ersten Mal davon erfahren habe", sagt sie. In Afrika südlich der Sahara haben Fliegen eine „wirklich coole Biologie“, sagt sie, und es ist nicht ihre Fähigkeit, Parasiten zu verbreiten, die Menschen töten.
Tsetsefliegen ähneln normalen fetten Stubenfliegen, sind aber sehr unterschiedlich. Anstatt wie ein normales Insekt viele kleine Eier zu legen und zu hoffen, dass einige der Nachkommen Glück haben, trägt eine weibliche Tsetsefliege jeweils einen Nachkommen. Ein Ei erscheint darin und zieht beim Wachsen Nahrung aus den "Brustdrüsen" der Mutter. Sie können sehen, wie es immer gefräßiger wird. Manchmal gibt die Mutter Nachkommen, die größer sind als sie. Und dann haben die Nachkommen zu diesem Zeitpunkt nur noch ein Puppenstadium, das sie von der Reife trennt. "Als ob ich einen 12-Jährigen zur Welt gebracht hätte", sagt Rio.
Wenn eine Fliegenmutter ihrem Baby einen Vorsprung im Leben verschafft, gibt sie ihm auch die Infektion, die erforderlich ist, um die blutige Ernährung in seine Ernährung aufzunehmen. Jede Larve entsteht mit ihren eigenen stäbchenförmigen Bakterien, Wigglesworthia. Diese Bakterien verbrauchen B-Vitamine und gedeihen in einem speziellen Organ, das in der Fliege wächst. Die Version dieses Organs der Tsetsefliege - ein Bakteriom - ist wie "ein kleiner Donut um den Verdauungstrakt", sagt Rio.
Die Wechselwirkung zwischen der Fliege und den Mikroben hat Evolutionsbiologen angezogen, da sich die Gene der Bakterien und des Wirts über Generationen hinweg verändern und manchmal seltsame Funktionen zerstören oder erzeugen, abhängig von den Handlungen eines der Partner.
Fettarme Fledermäuse
Ein weiterer Nachteil von Blut ist sein geringer Fettgehalt, zumindest aus Sicht der Vampirfledermaus. Ein kleines fliegendes Säugetier kann nur 20 bis 30% seines Eigengewichts als Last tragen, sodass ein kleiner, fettfreier Snack eine Maus lange Zeit nicht sättigen kann. Eine typische Vampirfledermaus (Desmodusrotundus) kann drei Tage nicht überleben, ohne Blut zu trinken, sagt der Evolutionsbiologe Gerald Wilkinson von der University of Maryland im College Park. Dies ist eine der Kräfte, die diese Mäuse dazu drängen, soziale Kreislaufnetzwerke aufzubauen.
Diese scharfzahnigen Säugetiere gehören zu einer von drei Arten von blutsaugenden Fledermäusen, die alle in den warmen Breiten der westlichen Hemisphäre vorkommen. Wilkinson begegnete dem ersten wilden D. rotundus, den er auf einer Ranch in Costa Rica studierte, wo er "oft auf der Kruppe eines Pferdes startete und landete", sagt er. Die Maus hatte eine fleischige kleine Nase, "wie ein Schwein", die Wärme wahrnehmen konnte - dies hilft festzustellen, wo warmes Blut am nächsten an der Oberfläche des Körpers fließt. Im Allgemeinen war Blut "für Mäuse nicht das Trivialste". Normalerweise verbringt die Maus eine halbe Stunde damit, nach einem Fleck zu suchen, das Haar des Pferdes zu kämmen, ein kleines Stück Fleisch abzubeißen und die Wunde zu lecken, während sie uriniert. Das Pferd wacht nicht einmal auf. In der nächsten Nacht zur Wunde zurückzukehren ist viel einfacher als einen neuen Ort zu finden. Wilkinson erkannte, dass die Fledermaus sich von demselben Pferd ernährt.trotz der Tatsache, dass das Pferd auf eine andere Weide zieht.
Laut Wilkinson hat Fledermausspeichel beeindruckende gerinnungshemmende Eigenschaften. "Ich wurde mehrmals gebissen und das Blut war schwer zu stoppen", sagt er. "Menschen, die gebissen wurden, sind in einer Blutlache aufgewacht - und oft fließt das Blut lange, nachdem die Fledermaus gegangen ist."
Im Vergleich zu anderen Fledermausarten hat die gewöhnliche Vampirfledermaus fast Superkräfte: Anstatt zu fliegen, läuft sie nur auf dem Boden.
Wenn eine hungrige Fledermaus kein Futter für die Nacht findet, kann ein erfahrener Blutsauger einem erfolgreicheren Jäger etwas Blut abnehmen. Sie positionieren ihre Gesichter gegeneinander und "während ein Tier stationär ist, leckt das andere", sagt Wilkinson.
In seinen ersten Experimenten mit in Gefangenschaft gehaltenen Fledermäusen fand er Tiere, die bereit waren, regelmäßig Blut mit hungrigen Mäusen zu teilen, ohne irgendeine Beziehung zu haben. Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler, ob es fair ist, Vampirfledermäuse als Beispiele für natürliche Altruisten zu betrachten. Selbst in Gefangenschaft hilft der Vampir einem hungernden Verwandten.
Ja, ein Vampir zu sein ist schwierig. Deshalb helfen sich Vampire gegenseitig.
Ilya Khel
