Hautfalten sind eigentlich Brüche

Tiefe Furchen auf menschlicher Haut sind eine eher ungeliebte Alterserscheinung. Bei Elefanten hingegen erfüllen die Falten, Runzeln und Gräben sogar wichtige Funktionen. Bislang war allerdings unklar, wie die Tiere zu ihrem verwitterten Aussehen kommen. Ein Team internationaler Forscher hat nun herausgefunden, dass sich unter den sichtbaren Falten ein ganzes Netzwerk kleinster Kanäle befindet, das durch Brüche der obersten Hautschicht entsteht. Es dient als Schlamm- und Wasserspeicher, berichten die Forscher im Fachblatt «Nature Communications».

Afrikanische Elefanten (Loxodonta africana) sind dafür bekannt, dass sie Schlamm- oder Wasserbäder lieben, wobei sie sich auch gerne selbst mit dem Rüssel bespritzen. Was auf den ersten Blick wie ein spaßiger Zeitvertreib wirkt, hat allerdings einen biologische Hintergrund: Der Haut von Afrikanischen Elefanten fehlen Schweiß- und Talgdrüsen, die bei vielen anderen Säugetieren dafür sorgen, dass die Haut feucht und flexibel bleibt. Gleichzeitig vermeiden die Dickhäuter, die ihren Lebensraum südlich der Sahara haben, auf diese Weise Überhitzung. Nicht zuletzt bedeuten insbesondere die Schlammbäder Schutz vor Parasiten und der Sonnenstrahlung.

Eben jener Schlamm haftet in der extrem zerklüfteten Haut der Elefanten besser. In dem Netzwerk aus miteinander verbundenen, wenige Mikrometer breiten Spalten, die sich unterhalb der sichtbaren Falten befinden, kann das Tier zudem fünf bis zehn Mal mehr Wasser speichern, als dies bei einer glatteren Oberfläche der Fall wäre.

Ein Team um den Evolutionsgenetiker Michel Milinkovitch von der Universität Genf hat nun untersucht, wie dieses hilfreiche Faltennetzwerk zustande kommt. Dafür analysierten die Wissenschaftler Elefantenhautproben aus unterschiedlichsten Quellen und kamen zu dem Ergebnis, dass die Furchen das Resultat tatsächlicher Brüche im Stratum Corneum der Epidermis, also der obersten Hautschicht, sind. Diese Erklärung ist insofern bemerkenswert, als dass physikalische Rissmuster in unbelebten Materialien zwar häufig vorkommen, in biologischen Systemen aber sehr selten sind.

Die Brüche in der Epidermis sind Folge von lokaler Biegespannung, berichten die Forscher weiter: Die Elefantenhaut ist gleichzeitig übermäßig verhornt und schuppenarm, dazu wächst sie auf einem Gitter von Erhebungen im Millimeterbereich. Mithilfe eines Computermodells berechneten die Biologen, dass die Kombination dieser drei Parameter ausreicht, um eine mechanische Biegespannung zu erzeugen, welche mit fortschreitender Verdickung der Elefantenhaut zu den Risskanälen führt. Dazu passt, dass neugeborene Elefanten diese Kanäle noch nicht haben.

Unbekannt ist allerdings weiter, warum die Haut von Asiatischen Elefanten keine derartigen Rissmuster ausweist. Zur Erklärung dieses Unterschieds wären weitere Untersuchungen nötig, so das Fazit der Wissenschaftler.

Die Studie der Schweizer Forscher gibt allerdings nicht nur Aufschluss für das markante Aussehen der Haut Afrikanischer Elefanten. Die Studie der Schweizer Forscher legt auch einen erstaunlichen Zusammenhang mit einer menschlichen Hautkrankheit nahe. Denn die Verhornung der Epidermis bei den Dickhäutern erinnert rein äußerlich an die sogenannte Fischschuppenkrankheit (Ichthyosis vulgaris), eine recht häufige Erbkrankheit, die durchschnittlich etwa einmal unter 250 Personen auftritt und zu trockener, juckender und schuppiger Haut führt.

Es seien detailliertere molekulare und zellbiologische Vergleiche nötig, um vielleicht eine Verbindung zwischen einer menschlichen Krankheit und der Morphologie der Elefantenhaut ziehen zu können, so Erstautor Michel Milinkovitch in einer zur Studie veröffentlichten Mitteilung: «Diese Übereinstimmung würde auch zeigen, dass ähnliche Mutationen, die unabhängig voneinander in den evolutionären Abstammungslinien von Menschen und Elefanten auftraten, sich als ungünstig für Erstere erwiesen und für Letztere adaptiv waren.»

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