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Habe ich Wikingerblut in mir?

Wissenschaft ist so eine tolle Sache 🙂 Vor ein paar Jahren habe ich über 23andMe mal meine DNA analysieren lassen und damals schon kurz darüber berichtet. Der Dienst wurde jetzt kürzlich überarbeitet. Da es neue Erkenntnisse gibt, lohnt sich vielleicht ein erneuter Blick.

„The Northerners will never forget.“

Leider hat 23andMe beim seiner Umstellung die Gesundheitssparte für NichtamerikanerInnen wohl streichen müssen. Die genealogischen Sachen sind aber auch nicht ohne. Neu ist beispielsweise eine Aufschlüsselung, die zeigt, woher wann welche Vorfahren stammen. Sie ist zu lesen als „Du hattest sehr wahrscheinlich einen Vorfahren, der/die zu 100 % aus dem angezeigten Gebiet stammt und zwischen X und Y geboren wurde.“

Zeitstrahl mit genetischer Herkunft

Spannend, oder? Von Biologie habe ich zwar kaum eine Ahnung, aber ich bin wissenschaftlich vorbelastet. Ich hinterfrage das wenigstens, wie ich es auch schon bei den Gesundheitsergebnissen getan habe. Passt aber tatsächlich ebenfalls ins Bild. Gehen wir das doch chronologisch durch.

Der Osten

Der zeitlich am nächsten liegende Block ist zwischen 1860 und 1920 in Osteuropa. Bingo! Meine Großmutter mütterlicherseits wurde 1920 in Tilsit geboren (heute Sowetsk in Russland), genau wie ihre Eltern. Mein Großvater mütterlicherseits stammt aus Breslau, und dessen Eltern aus Dresden und Nimptsch (heute Niemcza in Polen). Damit erschöpft sich allerdings die genauere Kenntnis über die Herkunft meiner Verwandten. Es wird ab jetzt also spekulativ. Wo etwa der Balkan vor rund 200 Jahren herkommt: Keine Ahnung.

Die Inseln

Wegen der roten Haare in meinem Bart habe ich bereits gemutmaßt, dass ich womöglich irische/schottische Vorfahren habe. Vielleicht ist sogar meine Vorliebe für Irish Pubs genetisch bedingt? 😉 Wäre nach obiger Abbildung schlüssig. Dazu passt auch meine Spekulation zur Herkunft meines Nachnamens. Die geben häufig Berufsbezeichnungen wieder, aber für Tacke fällt mir im Deutschen nichts ein. Im Englischen existiert aber der ähnlich klingende Nachname Tucker. Der bezeichnet eine Person, die Stoffe walkt (auf Deutsch wiederum ein „Tucher“). Womöglich gab es eine Lautverschiebung, Transkription, Schriftstückverfälschung oder etwas Ähnliches. Da könnte ich fündig werden, wenn ich in meiner Historie väterlicherseits grabe.

Der Norden

Weiter zurück geht es dann nach Skandinavien. Offenbar stammte ein Teil meiner Vorfahren über mehrere Generationen hinweg aus den kalten nördlicheren Gefilden. Darf ich nun behaupten, ich hätte vielleicht Wikingerblut in meinen Adern? 😉 Noch weiter zurück geht es spezifischer in Richtung Finnland und sogar bis ins tiefste Sibirien nach Jakutien. Da verrät mir eine andere Übersicht aber, dass die beiden letzten Gebiete in meiner DNA zusammen nur noch einen Anteil von 0,5 % haben. Mit 53,3 % haben wohl klar die nordwesteuropäischen Gene die absolute Mehrheit. In Westeros hätte ich vermutlich Haus Stark gedient. 😀

Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin

Über Bastian Greshake und sein Projekt openSNP bin ich vor einer Weile auf das Thema Genom-Analyse gestoßen. Nebenbei bemerkt: Ein schönes Interview mit Bastian auch zu diesem Thema gibt es unter bei Scientists in Progress von Matthias Fromm. Vor einigen Wochen habe ich dann die Dienste von 23andMe in Anspruch genommen und meine DNA auf diverse Marker hin untersuchen lassen (Ja, die Daten lagern nun auf einem Server in den USA, ich bin mir dessen bewusst). Die Ergebnisse lassen sich nun online durchstöbern, es gibt haufenweise erklärendes Material, Links auf Studien, usw. Das ist total spannend! Vielleicht ein paar Ergebnisse, die ich besonders interessant fand – auch wenn sie mit etwas Vorsicht zu genießen sind: Continue reading

Öffentliche Wissenschaft und wissenschaftliche Betriebsführung

Am Pfingswochenende habe ich das Buch Reinventing Discovery gelesen, in dem sich Michael Nielsen mit dem Einfluss des Internets auf die Wissenschaft beschäftigt. Ein tolles Buch, das mir viele Anregungen zum Denken gegeben hat. In Kapitel 7 beschäftigt sich Nielsen beispielsweise damit, wie Jedermann etwas zum Erkenntnisgewinn beitragen könnte, nicht bloß ausgebildete Forscher. Ein interessantes Beispiel ist die Website Galaxy Zoo.

Offenbar gibt es noch keine wirklich guten Algorithmen, mit denen Computer Weltallfotos analysieren und feststellen können, ob eine Galaxie spiralförmig oder elliptisch geformt ist. Für Menschen ist das ein Klacks. Käme nun allerdings jemand auf die Idee, das allein bewältigen zu wollen, hätte er bei etwa 170 Milliarden Galaxien im beobachtbaren Universum eine Ewigkeit zu tun. Selbst wenn er bloß eine Sekunde pro Klassifikation benötigte, säße er über 5000 Jahre daran – zwischendurch mal Pi-Pi-Pause noch nicht eingerechnet. Genau hier kommt Galaxy Zoo ins Spiel. Die Website bietet Zugriff auf Fotos von Galaxien und erlaubt es jedem, deren Form per Klick zu bestimmen. Eine unschätzbare Hilfe für die Wissenschaft, die ohne das Internet nicht möglich wäre.

UV-Aufnahme der Andromeda-Galaxie (thebadastronomer, CC-BY-SA 2.0)

UV-Aufnahme der Andromeda-Galaxie (thebadastronomer, CC-BY-SA 2.0)

Ein anderes Beispiel für das, was Nielsen Citizen Science nennt, stammt aus der Biologie: das Computerspiel Foldit. Ziel dabei ist es, nach bestimmten Regeln verschiedene Aminosäuren so anzuordnen, dass ein möglichst stabiles Protein entsteht. Je stabiler das Gebilde, desto mehr Punkte bekommt man und kann sich mit anderen Spielern weltweit messen – eine Prise Gamification also. Ach so, und Biologen haben natürlich auch etwas davon. Sie können über die Ergebnisse Rückschlüsse darauf ziehen, wie sich anhand der Erbinformationen die Gestalt von Organismen bestimmen lässt.

Vielleicht noch ein Beispiel gefällig, das nicht aus den Naturwissenschaften stammt? Christian Spannagel und ich schreiben schon eine ganze Weile Artikel in einem öffentlichen Wiki und laden dazu ein, uns mit Ideen zu unterstützen. Das war bisher recht unsystematisch und aktuell auch etwas unübersichtlich, aber dennoch haben wir schon wertvollen Input bekommen, von Korrekturlesen über Literaturtipps bis hin zu ergänzenden Ideen.

Es gibt also offensichtlich in der Wissenschaft durchaus Aufgaben, die schnell von „Ungelernten“ übernommen werden können und ihnen so eine Teilhabe an den Prozessen ermöglichen (auch wenn es Wissenschaft nicht als Tütensuppe gibt). Das hat mich an die Ideen von Frederick Taylor erinnert, die in Summe lustigerweise als wissenschaftliche Betriebsführung bezeichnet werden. Er hatte sie zu Beginn des 20. Jahrhunderts ins Manufakturwesen eingebracht, um die Produktivität zu erhöhen, ohne dass das Personal dafür länger arbeiten musste. Ein Bestandteil seines Ansatzes war die strikte Trennung von Kopf- und Handarbeit, von Planung und Ausführung. Was an operativer Arbeit übrig blieb, wurde dann nochmals standardisiert und auf Effizienz getrimmt – eine Form sehr starker Spezialisierung. Und hier sehe ich einen möglichen unschönen Nebeneffekt auch für die öffentliche Wissenschaft.

Natürlich wird es beispielsweise durch die Kategorisierung bei Galaxy Zoo möglich, dass auch Nichtwissenschaftler in Prozesse der Wissenschaft eingebunden werden – aber eher als Arbeiter, die einfache, stumpfsinnige oder unliebsame Handgriffe verrichten. Ob sie allein dadurch wirklich Einblicke in die Astronomie erhalten, sei vorsichtig angezweifelt. Langweilig wird es obendrein. Wer nur eintönige Aufgaben vergeben will, braucht sich nicht zu wundern, wenn die niemand übernehmen möchte und niemand seine Unterstützung für Forschungsprojekte anbietet.

Warum beteiligen sich nun aber so viele Leute bei Galaxy Zoo? Es zwingt sie ja niemand zum Klick, Klick, Klick. Zum einen kann schon der Sinn hinter der Aufgabe motivieren, einen kleinen Beitrag für die Gesellschaft leisten (jedenfalls deutlich mehr als an einem Fließband irgend etwas zusammenzubauen). Zum anderen bietet Galaxy Zoo Zugang zu weiterem Material und bringt Menschen mit offenbar ähnlichen Interessen in einem Online-Forum zusammen. Und diese Amateure haben tatsächlich auch eine wertvolle Entdeckung gemacht!

Einer der Hobby-Astronomen stieß auf einem der Fotos auf eine grüne Galaxie, und die sind wohl eher unüblich. Eine weitere wurde gesichtet. Keiner wusste, was das sein könnte. Es bildete sich eine Gruppe, die nach diesen „Erbsen“ suchte, Theorien über mögliche Erklärungen aufstellte, sich selbständig die Technik der Spektralanalyse aneignete und Bild für Bild untersuchte. Sie kamen zu der Erkenntnis, dass die grüne Farbe durch heißen, ionisierten Sauerstoff hervorgerufen wird, der die Galaxien umgibt – eine bis dahin unbekannte Art von Galaxien, die Erbsen-Galaxien!

Mein Fazit: Mit ein bisschen Phantasie und Mühe ergeben sich in der Wissenschaft Wege, einerseits viele Nicht-Spezialisten über das Internet an den Prozessen teilhaben zu lassen und andererseits sogar durch deren Arbeit zu profitieren. Dafür darf man Amateuren aber nicht bloß stumpfsinnige Aufgaben zuteilen, man muss ihnen auch mehr zutrauen und ihnen entsprechend Ressourcen und Austauschmöglichkeiten zur Verfügung stellen. Es gibt keine Garantie, dass das funktioniert, aber einen Versuch ist es wert. Welche Ideen kennt ihr noch dazu, vielleicht in anderen Disziplinen?

Die Abbildung der Andromeda-Galaxie stammt von thebadastronomer und steht unter der Creative-Commons-Namensnennung-Weitergabe-unter-gleichen-Bedingungen-2.0-US-amerikanisch-Lizenz (CC BY-SA 2.0).

Gibt es eine Chance für den Kaukasus-Leoparden?

Foto eines Persischen Leoparden (von Tambako the Jaguar, CC-BY-ND)

Foto eines Persischen Leoparden (von Tambako the Jaguar, CC-BY-ND)

Als Mitglied im WWF erhält man alle paar Wochen Informationen zu laufenden Projekten, und vor ein paar Tagen fischte ich eben solche aus meinem Briefkasten. Diesmal ging es um den Kaukasus-Leoparden, der zur Unterart der persischen Leoparden gehört und stark vom Aussterben gefährdet ist. Je nach Quelle gibt es davon gerade einmal noch 35 bis 65 Exemplare vor Ort im Kaukasus.

Nun habe ich von Biologie im Prinzip keine Ahnung, aber frage mich, ob die eleganten Wildkatzen da überhaupt noch eine Chance haben können. Den WWF habe ich diesbezüglich angeschrieben, aber vor nächster Woche ist mit einer Antwort nicht zu rechnen. Mit ersten Infos haben mich via Twitter aber schon Bastian Greshake und Sören Schewe versorgt.

Probleme gibt es einige: Der Lebensraum wird durch Abholzung der Wälder im Kaukasus immer kleiner und durch Jagd auf Rehe, Wildschweine und andere Beutetiere der Leoparden wird ihnen Nahrung entzogen. Gelegentlich reißen sie daher Herdetiere von Viehzüchtern, was sie nicht gerade beliebt und daher selbst zur Zielscheibe macht. Dass ihr Fell beliebt ist, tut sein Übriges.

Das alles müsste man angehen, aber selbst bei Gelingen entsprechender Maßnahmen finde ich die sehr geringe Populationsgröße Besorgnis erregend, die zu einer Inzuchtdepression führen könnte: Durch geringere genetische Vielfalt kann es zu einer Verringerung der Krankheitsresistenz oder Fruchtbarkeit kommen. Reichen 35-65 Exemplare überhaupt aus, um noch berechtigte Hoffnung für ein Überleben der Art haben zu können? Unabhängig von den oben geschilderten Problemen, die noch hinzu kämen?

Erste Anhaltspunkte bietet eine Präsentation zum Thema Naturschutz-Genetik [Update: inzwischen leider nicht mehr verfügbar] von Andrea Pluess. Die effektive Populationsgröße einer Art sei normalerweise viel kleiner als die gezählte Populationsgröße (nur 10%-30%), da Männlein und Weiblein nicht gleich häufig vertreten sind und auch nur an der Reproduktion beteiligte Individuen berücksichtigt werden. Wo der Kaukasusleopard in diesem Intervall anzusiedeln wäre, hängt vermutlich von dessen Reproduktionsrate, geographischer und demographischer Verteilung, seinem Sozialverhalten und anderen Faktoren ab.

Wer möchte, bekommt auf Seite 14 der Präsentation eine Formel zur Bestimmung der effektiven Populationsgröße. Es seien N_{c} die gezählte Populationsgröße bestehend aus erfolgreichen m männlichen und f weiblichen Exemplaren (N_{c}=m+f). Die effektive Populationsgröße N_{e} wird dann bestimmt mittels

N_{e} = 4 \frac{m \cdot f}{m+f}

und ist entweder ebenso groß wie die gezählte Population (bei m=f) oder kleiner.

Um eine Inzuchtdepression zu vermeiden, wird eine effektive Populationsgröße von mindestens 50 Exemplaren benötigt. Selbst wenn alle mutmaßlich 65 verbleibenden Kaukasus-Leoparden an der Reproduktion beteiligt wären und zu jeweils 50% in die Rechnung eingingen, würde es also mit N_{e}=N_{c}=65 schon eng. Nimmt man gar die angeführten, wohl realistischeren 10%-30%, liegt man nur noch bei maximal N_{e}=6,5 bis N_{e}=19,5.

Man spricht von einem demographischen Flaschenhals. Selbst wenn dieser überwunden werden kann und sich die Population wieder erholt, wie etwa beim Nördlichen See-Elefant oder beim Sabah-Nashorn, bleibt die Zukunft ungewiss, denn die genetische Anpassungsfähigkeit ist stark eingeschränkt und die Gefahr von irgendwann durchschlagenden Erbkrankheiten bleibt (S. 17-18).

Etwas Hoffnung gibt es allerdings doch noch, denn weltweit existieren laut der Roten Liste gefährdeter Arten immerhin noch rund 1.000 persische Leoparden, zu denen die betroffenen Kaukasus-Leoparden zählen. Durch Umsiedlungen könnte man also die genetische Vielfalt erhöhen und so einer Inzuchtdepression vorbeugen. Aber geht das so einfach? Selbst wenn ja, müssen immer noch die anderen, oben genannten Probleme aus der Welt geschafft werden.

Wer helfen möchte, kann sich mit einer Spende an den WWF wenden. Was denkt ihr? Hat der Kaukasus-Leopard überhaupt noch eine Chance?

Foto des Persischen Leoparden von Tambako the Jaguar, nutzbar unter der Creative-Commons-Lizenz CC-BY-ND 2.0.

Update

An dieser Stelle sammele ich ein paar Links zum Projekt und verwandten Fundstücken.