Toxoplasma gondii: Manipuliert der Parasit wirklich das Verhalten?

Toxoplasma gondii geniesst einen ziemlich berüchtigten Ruf.

Der einzellige Parasit ist vor allem wegen seiner vermeintlichen Fähigkeit in Verruf geraten, das Verhalten seiner Wirte auf subtile Weise so zu beeinflussen, dass er letztlich zu den Katzen gelangt, die er für den Abschluss seines Lebenszyklus benötigt.

Von der unscheinbaren Maus bis zum komplexen Menschen haben zahlreiche Studien den Einfluss dieses Mikroorganismus auf seine Wirte beschrieben – und zugleich infrage gestellt.

So können mit T. gondii infizierte Ratten etwa ihre gewöhnliche Abneigung gegen Katzengeruch verlieren. In freier Wildbahn wurde eine Infektion bei Tieren von Schimpansen und Hyänen bis zu den Wölfen im Yellowstone-Nationalpark mit ungewöhnlich risikofreudigem Verhalten in Verbindung gebracht.

Hinter vielen dieser Untersuchungen könnte jedoch ein grundlegendes Henne-Ei-Problem stecken.

Toxoplasma gondii: Ursache oder Folge von Risikoverhalten?

Wie der Zoologe Andrew Davinack vom Wheaton College in Massachusetts in einem neuen Kommentar argumentiert, könnten Tiere T. gondii eher deshalb begegnen, weil sie von Natur aus risikofreudig sind – statt erst durch die Begegnung mit T. gondii risikofreudig zu werden.

Diese Unterscheidung ist wichtig. Sie könnte bedeuten, dass der gewaltige Ruf von T. gondii als manipulativer Strippenzieher durch Verhaltensweisen gestärkt wurde, für die der Parasit letztlich gar nicht verantwortlich ist.

„Eine Korrelation zwischen Infektion und Verhalten kann für sich allein keine Verhaltensmanipulation belegen“, schreibt Davinack in einer in Animal Behaviour veröffentlichten Arbeit.

Wer eine Katze hat – und vermutlich auch viele Menschen ohne Katze –, hat wahrscheinlich schon von T. gondii gehört. Der winzige Parasit ist zugleich ausgesprochen anpassungsfähig und stark eingeschränkt: Er kann sich in nahezu allen warmblütigen Wirbeltieren einnisten, muss aber zu einer Katze irgendeiner Art zurückgelangen, um sich zu paaren und fortzupflanzen.

Findet er keine Katze, kann er keine Nachkommen erzeugen. Forschende führen das vermehrte Risikoverhalten infizierter Tiere deshalb darauf zurück, dass es die Wahrscheinlichkeit einer Begegnung mit einer Katze erhöhen könnte.

Tiere wie Ratten können sich tödlich stark vom Geruch von Katzenurin angezogen fühlen. Bei grösseren Tieren, etwa Schimpansen, wurde eine Infektion mit T. gondii mit einem erhöhten Risiko verbunden, einem grösseren Vertreter der Katzen wie einem Leoparden zu begegnen. Auch mit T. gondii infizierte Hyänen werden häufiger von Löwen getötet.

Bei anderen Beutegreifern wie Wölfen, die nicht von Katzen gejagt werden, deren Reviere sich aber oft überschneiden, wurde die Infektion ebenfalls mit einer stärkeren Neigung verknüpft, weiter umherzustreifen und Rudelführer zu werden.

Verhalten, Toxoplasmose und die Frage der Kausalität

Einen Zusammenhang zwischen einer T. gondii-Infektion – der Toxoplasmose – und menschlichem Verhalten herzustellen, war historisch gesehen deutlich komplizierter.

Denn menschliches Verhalten wird von einer verwirrenden Vielzahl miteinander wechselwirkender biologischer, sozialer und umweltbedingter Einflüsse geprägt. Manche davon könnten auch beeinflussen, wie wahrscheinlich jemand überhaupt mit T. gondii in Kontakt kommt.

Davinack stützt sich auf veröffentlichte Forschung und vertritt die Auffassung, dass dieselbe Komplexität auch bei Tieren berücksichtigt werden sollte.

Die Wölfe liefern dafür ein besonders gutes Beispiel.

Eine Yellowstone-Studie aus dem Jahr 2022 stellte fest, dass Wölfe, deren Reviere sich stärker mit jenen von Pumas überschnitten, mit höherer Wahrscheinlichkeit mit T. gondii infiziert waren.

Infizierte Wölfe wiederum zerstreuten sich eher und wurden häufiger zu Rudelführern. Das könnte sie seinerseits öfter mit Pumas in Kontakt bringen – in einer Art T. gondii-Rückkopplungsschleife.

Allein die Existenz dieser Schleife bedeutet allerdings nicht, dass sie bei T. gondii beginnt.

Veränderte die T. gondii-Infektion das Verhalten der Wölfe und erhöhte damit die Wahrscheinlichkeit, dass sie in Puma-Gebiete streiften? Oder trafen Wölfe, die von sich aus dazu neigten, grössere Strecken zurückzulegen, den Parasiten schlicht häufiger?

Die ursprüngliche Studie berücksichtigte Faktoren wie Geschlecht, Alter, sozialen Status und die Überschneidung von Revieren. Doch Beobachtungsdaten können nach Davinacks Ansicht weiterhin nicht vollständig klären, ob die Infektion dem riskanten Verhalten vorausging oder ob das riskante Verhalten die Infektionswahrscheinlichkeit erhöhte.

Dasselbe Problem könnte für viele Merkmale gelten, die bei Wildtieren mit T. gondii assoziiert werden, darunter Kühnheit, Dominanz, Ausbreitung und Erkundungsverhalten.

Der Parasit könnte diese Verhaltensweisen zwar möglicherweise beeinflussen. Ebenso gut könnten sie aber bestimmen, welche Tiere ihm überhaupt am ehesten begegnen.

Davinack bezeichnet dies als „ökologische Sortierung“: Dieselben Verhaltensmerkmale, die dem Parasiten zugeschrieben werden, können auch die Exposition eines Tieres gegenüber ihm prägen.

Das heisst jedoch nicht, dass T. gondii völlig unschuldig ist.

In kontrollierten Laborversuchen gibt es überzeugende Hinweise darauf, dass die Infektion das Verhalten verändern kann.

T. gondii kann chronische Infektionen im zentralen Nervensystem etablieren. Forschende haben mehrere mögliche Wege identifiziert, über die der Parasit neuronale Funktionen stören könnte, darunter Immun-Signalwege und neuroendokrine Pfade.

Ausserdem ist es wichtig, zwischen „dieses Tier ist wirklich ausgesprochen wagemutig“ und „dieses Tier verhält sich gegenüber Beutegreifern, die es gerne zum Mittagessen hätten, anders“ zu unterscheiden.

Allgemeines Risikoverhalten wie Umherstreifen, Erkunden und Dominanz kann die Exposition eines Tieres gegenüber T. gondii ganz natürlich steigern. Eine auffallend spezifische Veränderung seiner Reaktion auf einen katzenartigen Beutegreifer lässt sich auf diese Weise schwerer erklären.

Davinack hält insbesondere die klassischen Nagetierexperimente für überzeugend. Infizierte Nagetiere werden nicht bloss wahllos leichtsinnig; Versuche haben gezielte Veränderungen in ihren Reaktionen auf Katzengerüche ergeben – also genau auf den Beutegreifer, dem T. gondii begegnen muss, um seinen Lebenszyklus abzuschliessen.

Spezifische Reaktionen auf Katzenartige

Einige Beobachtungen in freier Wildbahn weisen auf eine ähnliche Spezifität hin. Infizierte Schimpansen zeigten beispielsweise eine geringere Abneigung gegen Leopardenurin, den Geruch ihres natürlichen Beutegreifers, während ihre Reaktionen auf die Gerüche anderer Grosskatzen nicht dasselbe eindeutige Muster erkennen liessen.

Auch wurde beobachtet, dass infizierte Hyänenjunge sich Löwen stärker näherten und dadurch einem höheren Risiko ausgesetzt waren, von ihnen getötet zu werden.

Das lässt sich schwieriger dadurch erklären, dass ein natürliches Verhalten die Parasitenexposition steigert. Aufgrund des beobachtenden Charakters dieser Studien können Ursache und Wirkung dennoch nicht vollständig voneinander getrennt werden.

Das bedeutet aber nicht, dass wir im Ungewissen bleiben müssen. Die Lösung bestehe darin, die Anforderungen an die Evidenz anzuheben, damit die Schlussfolgerungen verlässlicher werden, so Davinack.

Künftige Studien könnten beispielsweise dieselben Individuen über längere Zeit verfolgen, statt nur infizierte mit nicht infizierten Tieren zu vergleichen. Würde ein zuvor vorsichtiges Tier nach einer Infektion deutlich abenteuerlustiger, wäre das ein wesentlich stärkerer Hinweis darauf, dass der Parasit die Veränderung verursacht hat.

GPS-Ortung und andere Bewegungsdaten könnten Forschenden zudem helfen, zu berücksichtigen, wo sich ein Tier vor seiner Infektion aufgehalten hat – und damit, welcher wahrscheinlichen Exposition gegenüber dem Parasiten es ausgesetzt war.

„Es geht um mehr als nur einen einzelnen Parasiten. Da sich die Verhaltensökologie zunehmend mit Krankheitssystemen, Invasionsbiologie und der Mikrobiomforschung befasst, werden ähnliche Verflechtungen von Exposition und Verhalten immer wieder auftreten“, schreibt er.

„Toxoplasma gondii liefert lediglich ein anschauliches und gut untersuchbares Beispiel für ein allgemeineres Problem: Wenn Organismen auf eine Weise mit ihrer Umwelt interagieren, die ihr eigenes Infektionsrisiko strukturiert, lässt sich Kausalität nicht direkt aus einer Korrelation ablesen.“

Die Forschung wurde in Animal Behaviour veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Rachel Garner auf Fakten geprüft und von Peter Dockrill redigiert. Wir legen zwar grossen Wert auf unseren Prozess, sind aber nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.