Einführung
Anlässlich des Internationalen Tages des Versuchstiers am 24. April 2026 stellen wir Afrikanische Graumulle (Fukomys spezies) vor. Diese Tiere helfen Forschenden zu verstehen, welche physiologischen Prozesse und Mechanismen das Altern bei Säugetieren beeinflussen. Darüber hinaus sind Afrikanische Graumulle wichtige Modelle für die Orientierungsforschung, weil sie sich in dauerhafter Dunkelheit im Raum zurechtfinden.
Warum werden Afrikanische Graumulle in der Forschung verwendet?
Afrikanische Graumulle gehören zur Gruppe der Nagetiere (Rodentia). Ein zentraler Grund für das wissenschaftliche Interesse an diesen Tieren ist ihr ungewöhnliches Alterungsmuster: Graumulle sind für ihre Körpergröße außergewöhnlich langlebig (in Einzelfällen bis etwa 20 bis 26 Jahre) und zeigen innerhalb eines Sozialverbandes deutliche Unterschiede in der Lebenserwartung. Reproduktive Tiere werden im Schnitt deutlich älter als nicht-reproduktive Gruppenmitglieder, obwohl sie in vergleichbaren Lebensumständen leben.
Gleichermaßen faszinierend für die Wissenschaft ist die Sinnesbiologie und Orientierungsfähigkeit dieser Tiere. Graumulle leben in großen Familienverbänden, in denen mehrere adulte Generationen friedlich und kooperativ zusammenleben. Die Gruppen legen gemeinschaftlich weit verzweigte unterirdische Tunnelsysteme an, die sie in der Regel nie verlassen und die Tiere leben also in dauerhafter Dunkelheit. In diesem Lebensraum sind Sinne wie Sehen oder Hören nur eingeschränkt nutzbar; dennoch können sich Graumulle zuverlässig orientieren und ihr Verhalten im komplexen Bau koordinieren.
In welchen Bereichen der biomedizinischen Forschung spielen Graumulle eine Rolle?
Die Forschung mit Tieren erfolgt unter klaren gesetzlichen Vorgaben und hohen Standards für Haltung und Versorgung. Ziel ist es, wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen und gleichzeitig Belastungen für die Tiere so gering wie möglich zu halten.
Afrikanische Graumulle werden in der Forschung eingesetzt, weil sie spezifische Eigenschaften besitzen, die andere Säugetier-Arten oder Modellsysteme nicht aufweisen. Ein besonderer Schwerpunkt ist dabei die Alterungsforschung: Graumulle sind für ihre Körpergröße außergewöhnlich langlebig und können unter menschlicher Obhut in Einzelfällen bis zu 20 bis 26 Jahre alt werden. Die Lebenserwartung unterscheidet sich stark zwischen reproduktiven und nicht-reproduktiven Tieren. Damit ermöglichen sie es, Alterungsprozesse und altersassoziierte Veränderungen über lange Zeiträume hinweg zu untersuchen und Unterschiede in der Lebenserwartung innerhalb einer Art (das heißt bei grundsätzlich gleichem Genotyp) systematisch zu erfassen.
Darüber hinaus gehören zu ihren besonderen Merkmalen das Leben in großen, sozial stabilen Gruppen und die Anpassung an ein weit verzweigtes, unterirdisches Habitat. Geeignete Haltungssysteme bieten die Möglichkeit, ihr Verhalten und ihre Sinnes-wahrnehmungen unter standardisierten Bedingungen systematisch zu beobachten bzw. zu untersuchen. Erkenntnisse aus diesen Studien tragen dazu bei, grundlegende Prinzipien der Informationsverarbeitung im Gehirn und von Verhalten unter speziellen Umweltbedingungen besser zu verstehen.
Wie bei allen Tierversuchen gilt auch hier: Der Einsatz von Tieren erfolgt nur, wenn keine geeigneten Alternativen zur Verfügung stehen. Gleichzeitig wird kontinuierlich daran gearbeitet, die Zahl der Tiere zu reduzieren und ihre Belastung so gering wie möglich zu halten.
Ein Leben im Dunkeln
Alle Graumull-Arten leben in sozialen Gruppen, die meist aus einem reproduktiven Eltern-Paar und mehreren Nachkommen-Generationen bestehen. Innerhalb dieser Gruppen zeigen sie ein ausgeprägtes, kooperatives Sozialverhalten: Sie halten engen Körperkontakt, pflegen sich gegenseitig und koordinieren ihre Aktivitäten im Bau. Die Fortpflanzung obliegt in der Regel ausschließlich dem Gründer-Elternpaar, dass adulte Nachkommen zwar grundsätzlich fortpflanzungsfähig sind, innerhalb der Gruppe jedoch in der Regel nicht reproduzieren. Dies hängt unter anderem mit der engen Verwandtschaftsstruktur innerhalb der Gruppe zusammen. Von sehr seltenen Ausnahmen abgesehen können Graumull-Verbände grundsätzlich in „Reproduktive“ und „Nicht-Reproduktive“ unterteilt werden.
Graumulle leben nahezu ihr gesamtes Leben unterirdisch. In ihrem natürlichen Lebensraum, nicht zu stark bewaldete Gebiete Afrikas südlich der Sahara, graben sie weit verzweigte Tunnelsysteme, die mehrere Kilometer lang sein können und verschiedene Bereiche wie Schlafkammern, Vorratskammern und Latrinen umfassen. Innerhalb dieser Systeme herrscht dauerhafte Dunkelheit. Orientierung über visuelle Reize spielt daher kaum eine Rolle. Stattdessen nutzen die Tiere andere Sinne, um sich im Tunnelnetz zu bewegen und miteinander zu kommunizieren.
Eine wichtige Rolle spielt die Kommunikation über Vibrationen. Durch trommelnde oder wellenartige Bewegungen ihres Körpers erzeugen die Tiere Erschütterungen im Boden, die von anderen Gruppenmitgliedern wahrgenommen werden können. Solche Signale dienen unter anderem der Verständigung und können als Warn- oder Orientierungshinweise fungieren.
Die Nahrung besteht überwiegend aus unterirdischen Pflanzenteilen wie Wurzeln und Knollen. Wasser nehmen die Tiere dabei fast ausschließlich über ihre Nahrung auf. Die besonderen Bedingungen ihres Lebensraums haben im Laufe der Evolution zu spezifischen Anpassungen geführt. Dazu gehören ein reduziertes Sehvermögen sowie gut entwickelte Tast-, Geruchs- und Hörsysteme.
Steckbrief
Afrikanische Graumulle (Gattung Fukomys)
- Systematik: Säugetiere, Nagetiere (Rodentia), Familie: Sandgräber (Bathyergidae)
- Verbreitung: Afrika südlich der Sahara (West-, Zentral- und südliches Afrika)
- Lebensraum: Unterirdische Tunnelsysteme in savannenartigen Regionen
- Lebensweise: Sozial lebend in Familiengruppen mit klarer Fortpflanzungsstruktur (Reproduktive und Nicht-Reproduktive)
- Größe und Gewicht: je nach Spezies zwischen etwa 50g bis 600g Körpergewicht
- Nahrung: Vorwiegend unterirdische Pflanzenteile wie Wurzeln und Knollen
- Besondere Merkmale:
- Anpassung an das Leben unter der Erde, unter anderem reduzierte Augen sowie ausgeprägte Tast- und Geruchssinne
- Orientierung ohne visuelle Hinweise (Erdmagnetfeld als zusätzlicher Hinweisreiz)
- Ausgeprägtes Sozialverhalten
- Lebenserwartung: je nach Spezies bis zu etwa 20 bis 26 Jahre
Haltung und Beschäftigung
Afrikanische Graumulle werden in der Forschung unter Bedingungen gehalten, die sich an ihrem natürlichen Lebensraum orientieren. Dazu gehören vor allem Tunnelsysteme, die im Labor durch Röhren miteinander verbundene Haltungseinheiten nachgebildet werden. Diese Systeme ermöglichen es den Tieren, sich zu bewegen, Rückzugsorte zu nutzen und unterschiedliche Funktionsbereiche wie Schlaf- oder Futterkammern aufzusuchen.
Die Tiere leben in sozialen Gruppen, die ihrer natürlichen Familienstruktur entsprechen. Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden so eingestellt, dass sie den Bedingungen im unterirdischen Lebensraum nahekommen. Die Ernährung besteht aus pflanzlicher Kost wie Wurzeln und Knollen, über die die Tiere auch ihren Flüssigkeitsbedarf decken.
Die Gestaltung der Haltungsumgebung ermöglicht es den Tieren, typische Verhaltensweisen wie Graben, Erkunden und soziale Interaktion auszuleben. Für wissenschaftliche Untersuchungen werden die Tiere zeitweise in speziell kontrollierten Umgebungen beobachtet, in denen einzelne Reize gezielt reduziert oder verändert werden können. Diese Versuchssituationen sind so gestaltet, dass sie klare Aussagen über Verhalten und Wahrnehmung ermöglichen und gleichzeitig die Belastung für die Tiere so gering wie möglich halten.
Meilensteine in der Biomedizin mit Graumullen
Ungewöhnliches Altern
Graumulle leben, gemessen an ihrer Körpergröße, viel länger als die meisten anderen Säugetiere: Je nach Art können sie unter menschlicher Obhut über 20 Jahre alt werden, in Einzelfällen bis zu etwa 26 Jahre.
Vor etwa 20 Jahren wurde erstmals gezeigt, dass Graumulle ein bimodales Alterungsmuster besitzen, in dem reproduktive Tiere deutlich länger leben als nicht-reproduktive Tiere – ein Alterungs-Phänotyp, der in dieser Form unter Säugetieren einzigartig ist. Damit bieten Graumulle die Möglichkeit, unterschiedliche Alterungsgeschwindigkeiten innerhalb einer Art zu untersuchen, ohne genetische Artgrenzen überschreiten zu müssen. Mittlerweile wurde unter anderem gezeigt, dass diese Unterschiede vermutlich wesentlich auf hormonelle Unterschiede, vor allem bezüglich Glucocorticoiden, zwischen reproduktiven und nicht-reproduktiven Tieren zurückzuführen sind. Chronisch erhöhte Stresshormon-Level erhöhen bei nicht-reproduktiven Tieren auf Dauer das Risiko für negative Folgeerscheinungen wie zum Beispiel beschleunigte Gewichtszunahme, Muskelschwäche und verringerte Knochendichte, was Gründe für deren geringere Lebenserwartung sein könnten.
Auch das soziale Umfeld scheint das Mortalitätsrisiko und damit die Lebenserwartung von nicht-reproduktiven Tieren zu beeinflussen. Darüber hinaus konnte durch den Vergleich von Überlebensdaten mit verwandten, aber solitär lebenden Sandgräber-Arten gezeigt werden, dass die soziale Lebensweise von Graumullen per se zu einer höheren Lebenserwartung beiträgt.
Sinnes- und Neurobiologie: Orientierung ohne Licht
Weil visuelle Orientierung im Tunnel kaum möglich ist, eignen sich Graumulle zur Erforschung nicht-visueller Wahrnehmung und der Verarbeitung entsprechender Signale im Nervensystem. Unter kontrollierten Bedingungen wurde gezeigt, dass sie sich auch ohne Licht zuverlässig orientieren können; dabei kann das Erdmagnetfeld als zusätzlicher Hinweisreiz genutzt werden. Solche Befunde helfen, grundlegende Mechanismen der Informationsverarbeitung im Gehirn zu verstehen, insbesondere für Reize, die für den Menschen nicht direkt wahrnehmbar sind.
Anzahl der in der Forschung verwendeten Afrikanischen Graumulle 2024
Laut dem aktuellsten Bericht des Bf3R - Deutsches Zentrum für Schutz von Versuchstieren am Bundesinstitut für Risikobewertung machen Graumulle 0,15 % der Gesamtzahl (ca. 1,33 Millionen Tiere) der im Jahr 2024 in Deutschland verwendeten Versuchstiere aus. Ca. 83 % dieser Graumulle wurden für Grundlagenforschung und 10,6 % für translationale und angewandte Forschung eingesetzt. Für regulatorische Zwecke und Routineproduktion wurden ca. 5.4 % der 1959 Graumulle und 1,2 % von der gesamten Zahl zu Hochschulausbildung verwendet.*
*Diese Zahlen beziehen sich auf die Kategorie „Andere Nager“ im aktuellen Bf3R-Bericht zur „Verwendung von Versuchstieren im Berichtsjahr 2024“, in dem Graumulle nicht gesondert aufgeführt wurden. Ihre genaue Anzahl könnte geringer sein als die oben angegebene.
Quellen und Ausgewählte Publikationen zu Forschungsprojekte mit Afrikanischen Graumullen aus NRW
Universität Duisburg-Essen
Sexual activity and reproduction delay ageing in a mammal
Fukomys anselli (Rodentia: Bathyergidae)
Fukomys mechowii (Rodentia: Bathyergidae)
Life expectancy, family constellation and stress in giant mole-rats (Fukomys mechowii)
De novo genome assembly of Ansell's mole-rat (Fukomys anselli)
Danksagung
Wir möchten uns herzlich bei allen Netzwerkmitgliedern und Kollaborator*innen bedanken, die an dieser Seite „Afrikanische Graumulle in der biomedizinischen Forschung“ von der Konzeption bis zur Erstellung mitgewirkt haben.