Eine chemische Verbindung, die der Glucose ähnelt, erlaubt einer Käferart aus Alaska auch bei minus 60 Grad zu überleben.

Eine Käferart aus Alaska übersteht mit Hilfe eines besonderen "Frostschutzmittels" Temperaturen bis minus 60 Grad Celsius. Das berichtet ein Team um Kent Walters von der University of Notre Dame (US-Staat Indiana). Die neu beschriebene Substanz namens beta-Mannopyranosyl ist zudem der erste biologische Frostschutz, der nicht aus einem Protein besteht, schreiben die Forscher in den "Proceedings" der US-Akademie der Wissenschaften.

Walters sammelte Käfer der Art Upis ceramboides und gewöhnte sie über mehrere Wochen hinweg an immer kältere Temperaturen, bis minus acht Grad Celsius erreicht wurden – um den Kälteschutz zu aktivieren. Danach wurden 40 Gramm der Tiere zermahlen, um in der Flüssigkeit jene Substanzen zu finden, die Grundlage der Kälteresistenz sind. Die Suche nach einem Protein half dabei nicht. Stattdessen fand sich schließlich Mannopyranosyl – eine chemische Verbindung, die der Glucose ähnelt. In einem Kontrollversuch zerstörten die Forscher diese Substanz – und damit auch den Frostschutz der Tiere.

Stopp des Kristallwachstums

Ein biologischer Kälteschutz wurde zunächst bei arktischen Fischen entdeckt, die damit in eisigen Gewässern überleben – ein Umstand, der viele Menschen staunen macht. Bisher waren nur Proteine bekannt, die diese Aufgabe übernehmen. Sie lagern sich an entstehende Eiskristalle an und verhindern deren Wachstum. Würden sich hingegen immer mehr Wassermoleküle an die kleinen Kristalle lagern, könnten die zu groß werden, Zellmembranen durchstoßen und schwere Schäden bis hin zum Tod anrichten.

Auch die neue Verbindung trägt vermutlich dazu bei, Eiskristalle so klein wie möglich zu halten. Dabei scheint das Mannopyranosyl eng an der Zellmembran zu liegen, jener dünnen Hülle, die die Zelle umgibt. Ein biologischer Frostschutz ist bei Tieren, Pflanzen, Pilzen und Bakterien bekannt, die jeweils verantwortlichen Moleküle sind bislang vielfach noch nicht gefunden. Mit Blick auf seine Resultate empfiehlt das US-Team, sich bei der Suche nicht auf Proteine zu beschränken.