Neues von der Stellerschen Seekuh

Die Stellersche Seekuh Hydrodamalis gigas gehört zu den aquatischen Elementen der pleistozänen Megafauna. Sie wurde 1741 von Georg Wilhelm Steller entdeckt und bereits 27 Jahre später konnte sie nicht mehr nachgewiesen werden. Die Wissenschaft vermutet heute, dass eine Kombination aus Überjagung und Lebensraumveränderung für ihr Aussterben verantwortlich ist.
Doch weder das Aussterben noch mögliche Beobachtungen nach 1768, dem „offiziellen Aussterbedatum“ sind hier Thema. Dieser Beitrag greift wesentlich früher in der Naturgeschichte der Seekühe ein.

Stellers Seekuh

Die Stellerschen Seekühe gehören zu den Gabelschwanzseekühen, die im Gegensatz zu den Rundschwanz-Seekühen einen breiten, gegabelten Schwanz besitzen. Sie sind damit agiler, als die sehr ruhigen Rundschwanzseekühe, können größere Geschwindigkeiten erreichen und besiedeln eher flache Meeresgebiete. Rundschwanzseekühe sind bevorzugen meist Flüsse, Flussmündungen und Mangroven. Alle heute lebenden Seekühe bevorzugen warme Gewässer, unter 20° C beginnen sie, sich unwohl zu fühlen.

Die Stellersche Seekuh unterschied sich deutlich von ihren heute lebenden Verwandten. Nicht nur ihre gewaltige Größe – mit 8 bis 10 m für erwachsene Exemplare, auch der Lebensraum war völlig anders. Die Vorfahren letzten bekannten Tiere lebten in einem weiten Bogen von Mexiko an der amerikanischen Pazifikküste hinauf bis zu den Aleuten und der asiatischen Küste herunter bis nach Nordjapan. Überall, wo sie lebten, wurden die großen, aber langsamen und wenig heimlich lebenden Tiere bejagt. Hierdurch starben sie bereits in prähistorischer Zeit in größten Teilen ihres Areals aus. Steller und seine Crew entdeckten nur noch eine Restpopulation von etwa 1000 bis 2000 Tieren bei den Kommandeursinseln.

Über die Lebensweise der Stellerschen Seekuh ist nur wenig bekannt. Beobachter stellten fest, dass die Tiere an der Wasseroberfläche schwammen, sie oft permanent durchstießen und dabei große Mengen Seetang fraßen. Steller beschreibt vier Nahrungspflanzen anhand ihres Aussehens. Diese sind heute nur teilweise bestimmbar. Vermutlich war die Hauptnahrung die Tangart Eularia fistulosa, im Englischen auch als Dragon Kelp bezeichnet.

Trieben die Tiere nur an der Wasseroberfläche?

Unklar dabei bleibt, ob die Tiere tauchen konnten oder durch ein geringes spezifisches Gewicht permanent an der Oberfläche schwimmen mussten. Zeitgenössische Beobachter beschreiben, dass selbst harpunierte Stellersche Seekühe nicht abgetaucht sind. Die flutenden Tangbestände erlaubten diese Lebensweise sicherlich im Sommer. Wie sich die Tiere bei rauem Wetter oder Eisgang verhielten, kann heute nicht mehr geklärt werden.

Es gibt jedoch auch Berichte, nach denen eine getötete Seekuh absinkt und verloren geht. Dies deutet wiederum nicht auf ein zu geringes spezifisches Gewicht hin.

Evolution der Stellerschen Seekuh

Trotz der „Exotenstellung“ ist die grobe Evolution der Stellerschen Seekuh ungewöhnlich gut bekannt. Rothauscher hat sie in seinem Buch und auf seiner Webseite zu dem Tier deutlich dargestellt: Aus dem Miozän ist die Dugong-Art Dusisiren reinharti bekannt. Diese Gabelschwanzseekühe lebten in der Karibik, die damals über die offene Panamaschwelle mit dem Pazifik verbunden war. Mit dem Schluss einer permanenten Landbrücke vor ca. 2,8 Millionen Jahren war die pazifische Population isoliert und entwickelte sich anders, als die bald aussterbenden karibischen Dugongs.

Mit der Klimaabkühlung zu Beginn des Miozäns war Seegras an der Pazifikküste nicht mehr konkurrenzfähig, Braunalgen ersetzten es. Die Seekühe wuchsen größer, ihre Fettschicht nahm zu. Da Braunalgen weicher als Seegras sind, reduzierten sich die ehemals gut ausgebildeten Backenzähne. Die vor 3,6 bis 1,8 Millionen Jahren lebende Art Hydrodamalis cuestae erreichte mit 10 m Länge, einer vollständigen Reduktion der Fingerknochen und Zahnspuren bei Föten eine hohe Spezialisierung. Die Stellersche Seekuh Hydrodamalis gigas reduzierte die Zähne vollständig und ersetzte sie durch zwei profilierte Hornplatten in den Kiefern.

Das Aussterben: Anpassung, Umwelt und Mensch

Mit Beginn der Bejagung durch den Menschen schon während der Steinzeit haben sich die Stellerschen Seekühe weiter nach Norden und vom Festland zurückgezogen. Mit der Besiedlung Beringias und Nordamerikas verschwanden sie auch hier.

Die Öffnung der Beringstraße am Ende der letzten Kaltzeit vor etwa 10.000 Jahren sorgte für den Einstrom kalten Polarwassers in den Nordpazifik. Dies verschlechterte die Lebensbedingungen für die Populationen, die an den Aleuten und Kommandeursinseln gefangen waren. Die Kelpart Eularia fistulosa wächst dort etwa zwischen Mai und September. Dies bedeutet, dass die Tiere sieben bis acht Monate im Jahr hungern mussten, denn weite Wanderungen über das offene Meer konnten Stellersche Seekühe nicht unternehmen. Die Tiere steckten in einer Spezialisierungsfalle.

Zum Zeitpunkt von Stellers Beschreibung war das Verbreitungsgebiet der Steller-Seekühe bereits auf seichte Gewässer rund um die unbewohnten Kommandeursinseln beschränkt. Domning vermutet hier eine Art Inselverzwergung oder Kümmerformen. Bereits Steller erwähnt Hautparasiten, vermutlich einen Krebs aus der Familie Cyamidae. Rothauscher erwähnt „zahllose innere und äußere Parasiten“, ohne sie genau zu benennen. Auch dies deutet auf suboptimale Lebensbedingungen hin, denn gesunde Tiere können sich ihrer Parasiten häufig weitgehend entledigen.

Ökologische Abhängigkeit – am lebenden Objekt bewiesen

Hinzu kommt möglicherweise ein weiterer, ökologischer Aspekt. Anderson 1995 vermutet nicht zu Unrecht, dass die zahlreichen Pelzjäger, die in den 1750er und 1760er Jahren in die Beringsee vordrangen, die Seeotter regional bis zum funktionellen Aussterben bejagt hatten. Dies führte zu einer Massenvermehrung von Seeigeln, der Hauptnahrung von Seeottern. Diese wiederum fressen vor allem die Tange, von denen sich die Stellerschen Seekühe ernährt haben. So kam zum ungeeigneten Lebensraum, dem heftigen Jagddruck auch noch Nahrungsmangel hinzu.

Populationsgröße der Stellerschen Seekuh

Steller mutmaßte 1741 – 1742 die die Gesamtpopulation auf etwa 1000 Tiere. Die Studienautoren schätzen eine maximale Populationsgröße auf ungefähr 200.000 Individuen in den Kelpwäldern zwischen der Baja California und den Kurileninseln. Sie nutzen eine Methode namens PSMC (pairwise sequentially Markovian coalescent), um die effektive Populationsgröße über die Zeit abzuschätzen. Dabei stellten sie fest, dass die Population in den letzten 500.000 Jahren permanent kleiner wurde. Möglicherweise stabilisierte sie sich während des warmen Marine Isotope Stage 5 – Interglazials für eine Weile. Vor etwa 10.000 bis 30.000 Jahren waren es dann so wenig Tiere, dass die Abschätzung an Aussagekraft verlor.

Sie nannten es „Borkentier“ … und wussten nicht einmal, wie richtig sie lagen

Schon Steller fiel die ungewöhnliche Haut der Tiere auf. Er beschrieb sie als

 

„einen Zoll dick, schwarz, rau und runzlig, hart und steinartig, wie eine Baumrinde steinig und dem Chagrin ähnlich, fast als zerrissen … dieselbe ist auf dem Rücken glatt oder kahl; vom Genick bis zur Floßfeder des Schwantzes läuft diese Oberhaut in lauter circulförmigen Runtzeln“.

 

Die aktuelle Veröffentlichung von Le Duc et al. lässt nun vermuten, dass die raue, rindenartige Haut möglicherweise die Schlüsselinnovation war, die das Leben im Norden ermöglichte. Sie verhinderte möglicherweise den Abrieb an Eisschollen, mit denen es die an der Oberfläche treibenden Tiere immer wieder zu tun hatten.

Die Wissenschaftler der vorliegenden Studie haben aus Knochen von 12 Stellerschen Seekuh-Individuen alte DNA gewinnen können. Die Knochen hatten ein C14-datiertes Alter von 2205 bis 1155 Jahre vor heute und stammten von den Stränden der Bering-Insel. Aus diesen DNA-Daten haben die Wissenschaftler ein Entwurfsgenom nach dem Vorbild des Dugongs zusammengesetzt. Gleichzeitig verglichen sie die Gene der Stellerschen Seekuh mit denen des Dugongs und dem Florida-Manati, sowie bekannten Elefanten-, Maus- und Menschengenen.

Zwei Gene haben ihre Funktion verloren

Bei diesem Vergleich fiel auf, dass die Gene für die Enzyme Lipoxygenase ALOX12B und ALOXE3 bei der Stellerschen Seekuh nicht mehr funktionierten. Ein Stop-Codon innerhalb der Sequenz sorgte dafür, dass sie nur unvollständig abgelesen wurden. Damit kann das Enzym nicht gebildet werden. Diese Situation haben die Wissenschaftler bei allen zwölf untersuchten Tieren gefunden. Eine zufällig entdeckte, individuelle Krankheit ist daher auszuschließen.

Eine entsprechende Mutation ist auch beim Menschen bekannt. Sie liegt zwar nicht in den selben Genen, sorgt aber auch für einen Mangel an ALOX12B und ALOXE3. Sie bewirkt bei Menschen die Krankheit Ichthyose: Hierbei bilden betroffene eine stark raue, schuppige Haut.

Ichthyose, eine genetisch bedingte Hautkrankheit Die Haut erneuert sich ständig. Die Oberhaut (Epidermis) besteht aus mehreren Schichten. In der untersten Basalschicht werden neue Zellen gebildet, die in die darüber liegenden Schichten wandern. Auf dem Weg nach oben verhornen die Zellen und sterben ab. Zuletzt gelangen sie in die Hornschicht. Diese besteht aus dünnen Schichten flacher toter Zellen. In den Zellen der Hornschicht befindet sich Keratin, ein zähes fadenförmiges Protein, das der Hornschicht ihre Festigkeit gibt. Von der Hornschicht schilfern ständig mikroskopisch kleine Schüppchen ab. Bei gesunder Haut sind Zell-Neubildung und Abschilferung miteinander im Gleichgewicht. Bei Ichthyosen ist das natürliche Abschilfern gestört und es bilden sich größere sichtbare Hautschuppen. (Zitat aus der Wikipedia, gekürzt)

Die Wissenschaftler haben noch weiter nach dem Verlust von ALOXE3 und ALOX12B gesucht und sie sind fündig geworden. Die rezenten Wale haben das Gen für ALOXE3 inaktiviert (Für die Fachleute: Durch vorzeitige Stoppcodons, Deletionen und Frameshifts) und das Gen für ALOX12B komplett verloren. Ebenso fehlt es bei Robben, Seeottern und Eisbären sowie allen rezenten Seekuhartigen.

Dieselben Gene fehlen bei Walen

Das Fehlen eines ALOX12B-Systems bei allen noch existierenden Walen legt nahe, dass der Genverlust in der Linie stattfand, die zu ihrem jüngsten gemeinsamen Vorfahren führte. Da die Inaktivierung von ALOXE3 über unterschiedliche Veränderungen in jeder Wal-Linie erfolgte, muss dieser Verlust in jüngerer Zeit durch mehrere unabhängige Ereignisse stattgefunden haben.

Wale haben eine hohe Abwurfrate des Stratum corneum der Haut, was den Aufbau der ichthyotischen ledrigen Haut verhindert, die beim Fehlen der Haut- Lipoxygenasen auftritt. Die hohe Abstoßungsrate der Haut von Walen ist auf den Verlust von Desmosomen-Genen zurückzuführen. Desmosomen bilden die stärksten Bindungen in der äußersten Hautschicht. Die Wissenschaftler haben keine inaktivierenden Mutationen in diesen Desmosom-Genen in Stellers Seekuh gefunden. Sie waren also intakt, was wahrscheinlich der Grund dafür ist, dass Stellers Seekuh im Gegensatz zu Walen das ichthyotische Hautbild entwickelte.

Das ichthyotische Hautbild zeigte sich bei der Stellerschen Seekuh durch dicke, unbelebte Schichten und Poren, in denen sich angewärmtes Wasser halten kann. Es trug damit zur Isolation der Tiere gegen das kalte Wasser bei. Die Wissenschaftler gehen weiter davon aus, dass es ein Schlüsselelement bei der Eroberung der kalten Gewässer war. Der Name „Borkentier“, der sich genau auf dieses Merkmal bezieht, könnte so kaum besser gewählt sein.

Unterschiede zu den rezenten Seekühen

In dieser Studie stellten die Forscher fest, dass sich bei der Stellerschen Seekuh 197 der untersuchten Gene signifikant schneller entwickelt haben, als bei den rezenten Seekühen. Nur 41 waren signifikant langsamer. 20 der sich schneller entwickelnden Gene sind dabei bei der Steuerung der Körpergröße und des Energiestoffwechsels beteiligt.
Das deutet darauf hin, dass die Vorfahren der Stellerschen Seekühe auf ihrem Weg nach Norden in kühlere Gewässer einem starken Selektionsdruck unterlagen. Dieser Druck zwang die Art, immer größer zu werden.

Ein ganz herzlicher Dank

geht an den Grafiker und Cartoonisten Stefan Roth (STERO) aus Attenweiler. Ich hatte im Vorfeld mit ihm über die Stellerschen Seekühe geschrieben. Das hat ihn so fasziniert, dass er extra für diesen Beitrag diese Seekuh gezeichnet hat. Vielen Dank!

Herr Roth zeichnet auch andere Grafiken, gerne auch im Auftrag. Bitte einfach nachfragen: https://roth-cartoons.de/.

Literatur:

Anderson P.K. and Domning D.P. (2002) Steller’s sea cow. pp. 1178-1181 In Perrin W. , Würsig B. and Thewissen J.G.M., eds. Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press

Domning, Dr. Daryl P., (1978), Sirenian Evolution in the North Pacific Ocean, University of California Publications in Geological Sciences, Vol. 118.

Duc, Diana Le & Velluva, Akhil & Cassatt-Johnstone, Molly & Olsen, Remi-Andre & Baleka, Sina & Lin, Chen-Ching & Lemke, Johannes & Southon, John & Burdin, Alexander & Wang, Ming-Shan & Grunewald, Sonja & Rosendahl, Wilfried & Joger, Ulrich & Rutschmann, Sereina & Hildebrandt, Thomas & Fritsch, Guido & Estes, James & Kelso, Janet & Dalén, Love & Schöneberg, Torsten. (2022). Genomic basis for skin phenotype and cold adaptation in the extinct Steller’s sea cow. Science Advances. 8. 10.1126/sciadv.abl6496.

Rothauscher, Hans (2008): Die Stellersche Seekuh: Monografie der ausgestorbenen Nordischen Riesenseekuh, BoD-Books on Demand