Colossal Biosciences BioVaults: Letztes Backup gegen das Artensterben

Ein Biotech-Start-up aus den USA verfolgt einen Plan, der nach Science-Fiction klingt – und für tausende Tierarten zur letzten Absicherung werden könnte.

Seit Jahren warnen Forschende vor dem Zusammenbruch der Biodiversität. Ein Unternehmen setzt nun auf einen weitreichenden Ansatz: Das Erbgut gefährdeter Tiere soll in grossem Umfang tiefgekühlt und für spätere Generationen bewahrt werden. Die Idee dahinter: Falls Lebensräume nicht mehr geschützt werden können, soll zumindest die genetische Basis zahlreicher Arten erhalten bleiben – vielleicht sogar mit der Möglichkeit, sie eines Tages zurückzuholen.

Artensterben beschleunigt sich – Forschende warnen

Die Daten zum Zustand der Natur lesen sich wie ein Katastrophenszenario. Laut WWF sind die weltweiten Bestände von Wirbeltieren – darunter Säugetiere, Vögel, Reptilien und Amphibien – innerhalb weniger Jahrzehnte durchschnittlich um mehr als zwei Drittel zurückgegangen. Zugleich übersteigt die gegenwärtige Aussterberate das in den vergangenen Millionen Jahren übliche Niveau um ein Vielfaches.

Schätzungen zufolge könnte bis zur Mitte dieses Jahrhunderts etwa die Hälfte aller heute bekannten Tierarten stark bedroht oder bereits verschwunden sein. Zu den wichtigsten Ursachen zählen:

• die Zerstörung von Lebensräumen durch Landwirtschaft, Verkehr und Städtebau,
• die Klimakrise mit Hitzewellen, Dürren und Extremwetterereignissen,
• Überfischung und Wilderei,
• Schadstoffe sowie invasive Arten.

Dadurch nähern sich Ökosysteme kritischen Kipppunkten. Fallen entscheidende Arten weg, reisst häufig eine ganze Kette wechselseitiger Abhängigkeiten ab – von der Bestäubung durch Insekten bis zur natürlichen Schädlingsbekämpfung durch Vögel und Fledermäuse.

Colossal Biosciences: Tiefkühlarchive für das Leben

An diesem Punkt setzt das US-Unternehmen Colossal Biosciences an. Bekannt wurde die Firma vor allem durch weitreichende Vorhaben, ausgestorbene Arten wie das Wollhaarmammut mithilfe von Genetik und moderner Reproduktionstechnologie zumindest teilweise wiederzubringen. Mit dem neuen Plan geht Colossal noch weiter: Nicht nur einzelne Spezies, sondern ein grosser Anteil der bedrohten Tierwelt soll in einem genetischen Archiv gesichert werden.

Vorgesehen ist ein globales Netzwerk sogenannter BioVaults: besonders gesicherte Tiefkühllager für das Erbgut von Tieren. Forschende möchten dort schrittweise Proben von mehr als 10.000 gefährdeten Arten einlagern. Zunächst sollen jene 100 Arten berücksichtigt werden, die Biologinnen und Biologen als besonders verwundbar einstufen.

Die geplanten BioVaults sollen wie eine „Lebensversicherung“ für das Erbgut bedrohter Tiere funktionieren – unabhängig davon, was mit ihren Lebensräumen passiert.

Im Mittelpunkt stehen Gewebeproben, Zelllinien und vollständige Genome. Gelagert werden sie bei extrem tiefen Temperaturen, häufig in flüssigem Stickstoff bei rund minus 196 Grad Celsius. Auf diese Weise sollen die Zellen über Jahrzehnte, möglicherweise sogar über Jahrhunderte, intakt bleiben.

Was cryokonserviertes Leben heisst

Die zugrunde liegende Methode wird Kryokonservierung genannt. Sie ist bereits in mehreren Bereichen gebräuchlich, etwa in der Reproduktionsmedizin, bei Samen- und Eizellspenden sowie bei der Lagerung von Pflanzensamen in Saatgutbanken.

Für Tiere läuft das Verfahren grundsätzlich folgendermassen ab:

• Forschende entnehmen einem Tier möglichst schonend Gewebe oder einzelne Zellen.
• Im Labor werden die Proben aufbereitet und teils zu stabilen Zelllinien vermehrt.
• Mithilfe spezieller Schutzlösungen und einer kontrollierten Abkühlung werden die Zellen eingefroren, ohne sie zu beschädigen.
• Anschliessend kommen die Proben in Langzeitbehälter, wo sie katalogisiert und digital dokumentiert werden.

Mit „fortgeschrittener Kryokonservierung“ bezeichnet Colossal Biosciences die Sicherung nicht nur einzelner Zellen, sondern auch vollständiger Genomdatensätze, Stammzelllinien und idealerweise von Zellen, die sich später zur Fortpflanzung nutzen lassen. Das Unternehmen betrachtet dies als Basis für künftige Vorhaben zur „Rückholung“ bereits verschwundener Arten oder zur Unterstützung extrem kleiner Restbestände.

Genetische Notreserve statt Ersatz für Naturschutz

Entscheidend ist dabei: Die BioVaults sollen keine Erlaubnis zur weiteren Umweltzerstörung sein. Colossal unterstreicht, dass das Projekt die klassische Naturschutzarbeit vor Ort ergänzen soll. Schutzgebiete, Programme gegen Wilderei und der Erhalt von Korallenriffen bleiben unverzichtbar, denn nur lebende Populationen können Ökosysteme stabil halten.

Die Tiefkühllager sind vielmehr als Reserve gedacht, falls einzelne Arten trotz aller Bemühungen vollständig verschwinden. Dann wäre zumindest ihr genetischer Bauplan verfügbar, um mit späteren Technologien arbeiten zu können.

Weltweit verteilte BioVaults als Sicherheitsnetz

Colossal Biosciences will die Lagerstätten nicht an einem einzigen Standort bündeln, sondern ein Netzwerk in mehreren Ländern errichten. Damit sollen politische Risiken, Naturkatastrophen und technische Störungen besser abgefangen werden.

Die Proben sollen später Forschenden auf der ganzen Welt zugänglich sein. Damit könnten sie beispielsweise erforschen, wie sich die genetische Vielfalt im Zeitverlauf verändert oder welche Eigenschaften bestimmten Arten beim Überleben helfen. Auch Strategien für Wiederansiedlungen liessen sich dadurch gezielter entwickeln.

De-Extinction: Können verlorene Tiere zurückkehren?

Mit „De-Extinction“ beschreibt das Unternehmen den Versuch, ausgestorbene oder nahezu verschwundene Arten mithilfe moderner Biotechnologie wieder anzusiedeln. Dies kann unterschiedliche Formen annehmen: In manchen Fällen entstehen eher „Ersatzarten“, die dem Original genetisch sehr ähnlich sind. In anderen Fällen erfolgt eine schrittweise Annäherung durch Zucht und Geneditierung.

Die kryokonservierten Proben könnten dafür als Ausgangsmaterial dienen. Theoretisch lassen sich aus tiefgefrorenen Zellen Stammzellen gewinnen, aus denen später Keimzellen oder sogar vollständige Organismen entstehen könnten. Diese Verfahren befinden sich noch in einer frühen Phase, entwickeln sich jedoch rasch weiter.

Gleichzeitig stellt dieser Ansatz grundlegende Fragen: Wer bestimmt, welche Arten zurückkehren sollen? Was geschieht, wenn eine wieder angesiedelte Spezies bestehende Ökosysteme aus dem Gleichgewicht bringt? Und wie lässt sich verhindern, dass technische Lösungen als Ersatz für politisches Handeln verstanden werden?

Chancen, Risiken und ungeklärte Fragen

Fachleute erkennen in dem Konzept sowohl erhebliches Potenzial als auch deutliche Grenzen. Zu den möglichen Chancen zählen:

• umfassendere genetische Datenbanken für gefährdete Arten,
• Möglichkeiten, sehr kleine Populationen durch gezielte Zuchtprogramme zu retten,
• neue Erkenntnisse über Anpassungsfähigkeit und Krankheitsresistenz,
• Optionen, Ökosysteme mithilfe von „Schlüsselarten“ zu stabilisieren.

Dem stehen zahlreiche Hürden gegenüber:

• De-Extinction-Methoden sind technisch weiterhin sehr kostspielig und unsicher.
• Die rechtlichen Vorgaben für die Freisetzung solcher Tiere sind kaum geregelt.
• Es besteht die Gefahr eines trügerischen Sicherheitsgefühls: „Wir frieren es ein, also können wir es auch zerstören.“

Ein verantwortungsvoller Einsatz dieser Technologien erfordert klare Regeln, unabhängige Kontrolle und internationale Vereinbarungen. Denn das genetische Material einer Art ist stets auch Teil des weltweiten Naturerbes.

Was Begriffe wie Genom und Biodiversität bedeuten

Um solche Projekte einordnen zu können, hilft ein Blick auf einige zentrale Begriffe. Das „Genom“ umfasst die gesamte Erbinformation eines Organismus. Es beeinflusst unter anderem, welche Eigenschaften ein Tier besitzt, wie es aussieht, wie widerstandsfähig es ist und wie es auf seine Umwelt reagiert.

Biodiversität bezeichnet weit mehr als die blosse Anzahl von Arten. Dazu gehören:

• die Vielfalt der Arten selbst,
• die genetische Vielfalt innerhalb einer Art,
• die Vielfalt der Lebensräume – vom Regenwald bis zum Korallenriff.

Geht Vielfalt auf einer dieser Ebenen verloren, wird das gesamte System anfälliger. Genau dort setzen genetische Archive an: Sie bewahren zumindest einen Teil jener unsichtbaren Vielfalt, die in DNA-Sequenzen gespeichert ist.

Wie Hightech und klassischer Naturschutz zusammenwirken können

Für Naturschützerinnen und Naturschützer im Einsatz vor Ort verändern BioVaults zunächst wenig. Sie bekämpfen weiterhin Wilderei, setzen Schutzgebiete durch, pflanzen Bäume und begleiten Auswilderungsprogramme. Mit der Zeit könnten genetische Informationen jedoch deutlich wichtiger werden.

Praktische Anwendungen wären beispielsweise:

• die Auswahl von Tieren für Zuchtprogramme, um Inzucht zu vermeiden,
• die gezielte Unterstützung von Populationen mit seltenen und nützlichen Genvarianten,
• die Untersuchung, wie Tiere sich an Hitze oder Trockenheit anpassen.

Die Vision von Colossal Biosciences erscheint auf den ersten Blick wie eine riskante Wette gegen das Artensterben. Sie macht aber auch sichtbar, wie stark die Biotechnologie inzwischen in Bereiche vordringt, die lange als unumstössliche Naturgesetze galten – etwa das endgültige Verschwinden einer Art. Ob diese Wette gelingt, entscheidet sich nicht allein in Laboren und Tiefkühltanks, sondern vor allem daran, ob die Menschheit bereit ist, die Lebensräume dieser Arten überhaupt zu erhalten.