In extremen Höhen ist die Natur für Säugetiere nicht gerade gnädig. Es gibt wenig Sauerstoff, die Temperatur steigt nie über den Gefrierpunkt, und es gibt kaum etwas zu fressen. Doch es gibt ein Säugetier, das in größeren Höhen als jedes andere überleben kann : die Anden-Blattöhrmaus (Phyllotis vaccarum). Dieses kleine, braune Nagetier lebt auf dem Gipfel des Vulkans Llullaillaco an der chilenisch-argentinischen Grenze in 6700 Metern Höhe über dem Meeresspiegel – mehrere hundert Meter höher als sein nächster Konkurrent.

Experten haben kürzlich herausgefunden, wie diese Nagetiere in einer derart unwirtlichen Umgebung überleben können. Und zur Überraschung der Forscher hat nicht nur der Sauerstoffmangel diese Mäuse geprägt : Es scheint, als hätten sie auch eine ungewöhnliche Methode entwickelt, um mit der giftigen Nahrung in der vulkanischen Umgebung der Anden fertig zu werden.

Jay Storz, Evolutionsbiologe an der Universität von Nebraska–Lincoln, und sein Team identifizierten 2020 erstmals die auf dem Gipfel des Llullaillaco herumlaufenden Blattöhrmäuse, nachdem Bergsteiger Berichte über die Sichtung der Nagetiere übermittelt hatten. Die Forscher waren überrascht, dass ein so winziges Tier in einer derart unvorstellbaren Umgebung leben kann, in der die Temperatur ständig unter dem Gefrierpunkt liegt und der Sauerstoffgehalt nur 44 % des Wertes auf Meereshöhe beträgt. Bislang hielt die Großohr-Pika ( , Ochotona macrotis) den Rekord als höchstlebendes Säugetier, da sie in einer Höhe von 6.130 Metern im Himalaya lebt.

In ihrer neuen Studie untersuchten Storz und seine Kollegen die spezifischen Anpassungsmechanismen, die es den Blattöhrmäusen ermöglichen könnten, in solch extremen Höhen zu überleben. Nicht alle Populationen dieser Mäuse leben in solchen Höhen: Tatsächlich haben die Anden-Blattöhrmäuse unter den Wirbeltieren das größte Verbreitungsgebiet, sagt Storz. Daher beschloss das Forschungsteam, die „Berg“-Mäuse – die im Rahmen von fünf Hochgebirgsexpeditionen zu den Vulkanen der Puna de Atacama gesammelt wurden – zu analysieren und sie mit den „Tiefland“-Mäusen zu vergleichen, die in den niedrigeren Lagen Nordchiles vorkommen. Das Forschungsteam sammelte insgesamt 167 Anden-Blattöhrmäuse ein.

Zunächst setzten die Experten die Mäuse im Labor kalten, sauerstoffarmen Bedingungen aus und beobachteten ihre physiologischen Reaktionen. Sie stellten fest, dass die Bergmäuse mehr Körperwärme produzierten, und mehr Sauerstoff in ihren Körper aufnahmen als ihre Artgenossen aus dem Flachland – dies sind entscheidende Anpassungen, um Unterkühlung zu vermeiden und den Tieren das Überleben unter kalten Bergbedingungen zu ermöglichen.

Es schien, als würden sich die Mechanismen, die diesen Anpassungen zugrunde liegen, erheblich von denen anderer in Höhenlagen lebender Nagetiere unterscheiden. Diese Tiere verbrennen in der Regel Kohlenhydrate zur Erzeugung von Körperwärme, da dies weniger Sauerstoff erfordert als die Verbrennung von Fetten und Sauerstoff in solchen Höhen eine wertvolle Ressource ist. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass die Berg-Blattmäuse Fette als Hauptenergiequelle nutzen.

Andere Hochgebirgs-Nagetiere können in der dünnen Luft überleben, weil das Hämoglobin in ihrem Blut Sauerstoff effizienter bindet, was dazu beiträgt, eine ausreichende Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes aufrechtzuerhalten. Bei den Anden-Blattöhrmäusen ist dies jedoch nicht der Fall: Als Alternative können die Nagetiere unter hypoxischen Bedingungen die arterielle Sauerstoffsättigung durch eine Beschleunigung der Atmung sicherstellen, was jedoch mit einer Störung des Säure-Basen-Gleichgewichts im Blut einhergeht. Laut Storz haben die Blattöhrmäuse dieses Gleichgewichtsproblem durch evolutionäre Veränderungen in den Enzymen der roten Blutkörperchen gelöst, wodurch sie die Kohlendioxidausscheidung verlangsamen.

Die Forscher sequenzierten das Genom der Anden-Blattöhrmäuse und identifizierten jene Gene, die bei den Bergmäusen einer Selektion unterlagen und ihnen bei der Anpassung an das Leben in den Bergen geholfen haben könnten. Es überrascht nicht, dass ein Teil der vom Forschungsteam identifizierten Gene mit dem Stoffwechsel und der Körperwärmeerzeugung in Verbindung stand. Es stellte sich jedoch auch heraus, dass die Bergmäuse über genetische Anpassungen verfügen, die es ihnen ermöglichen, ihre Nahrung zu entgiften.

Vulkane wie der Llullaillaco stoßen Schwermetalle und andere Giftstoffe aus, die von den Pflanzen, die die Blattöhrmäuse fressen, aufgenommen werden können. Obwohl es auch bei anderen Hochlandarten, beispielsweise bei Schmetterlingen, Hinweise auf genetische Anpassungen zur Entgiftung gibt, ist dies bei Mäusen überraschend, sagen die Experten.

Storz möchte nun herausfinden, welcher Teil der Anpassungen der Mäuse ausschließlich auf das Leben in großer Höhe zurückzuführen ist und welcher allgemein auf die bergige Umgebung. Gleichzeitig stelle die Erforschung dieser zähen Nagetiere eine einzigartige Herausforderung dar, sagt er: „Beim Einsammeln der Mäuse und bei der Feldarbeit setzen wir uns denselben Umweltbelastungen aus wie die Versuchstiere.“