Es war ein herrlicher Tag für die Feldarbeit an den Ufern der Delaware Bay. Die Spätnachmittagssonne warf einen warmen Schein über den flach abfallenden Strand. Die zurückgehende Flut brachte vereinzelte Muscheln zum Vorschein. Die Dünengräser raschelten im Wind. Die Strandreben blühten. Und der Vogelkot war frisch und reichlich.
„Hier ist einer“, sagte Pamela McKenzie, Forscherin am St. Jude Children’s Research Hospital in Memphis, und zeigte mit einem behandschuhten Finger auf einen winzigen weißen Fleck und dann auf einen anderen. „Da ist einer, da ist einer, da ist einer.“
Während der nächsten zwei Stunden schlichen Dr. McKenzie und ihre Kollegen am Ufer entlang und sammelten Vogelkot auf. Ihr Ziel: der Vogelgrippe immer einen Schritt voraus zu sein, einer Gruppe von an Vögel angepassten Viren, von denen Experten seit langem befürchten, dass sie sich leicht unter Menschen verbreiten und möglicherweise die nächste Pandemie auslösen könnten.
Jedes Frühjahr wird dieser Teil des südlichen New Jersey zu einem Vogelgrippe-Hotspot. Auf ihrem Weg nach Norden landen Watvögel an den örtlichen Stränden, um sich auszuruhen und aufzutanken, wobei sie unterwegs Viren ausscheiden. Und seit vier Jahrzehnten sind jedes Jahr Wissenschaftler aus St. Jude in die Stadt geflogen, um ihnen nachzuspüren.
Die Arbeit erfordert Geduld – das Warten darauf, dass sich die Bewegungen der Vögel und die Bewegungen der Gezeiten angleichen – scharfe Augen und elastische Knie, die robust genug sind, um stundenlanges Schlurfen und Hocken entlang der manchmal rauen Küstenlinien auszuhalten. „Das sind keine schönen Sandstrände“, sagt Lisa Kercher, Mitglied des St. Jude-Teams. „Es sind dicke, schlammige, eklige Strände voller Vogelkot.“
Aber diese mit Kot bedeckten Küsten helfen Wissenschaftlern dabei, mehr darüber zu erfahren, wie sich die Vogelgrippe entwickelt, wie sie sich in freier Wildbahn verhält und was nötig sein könnte, damit diese Vogelviren zu einer globalen Bedrohung für die öffentliche Gesundheit werden. Diese wissenschaftlichen Fragen, die das St. Jude-Team seit Jahrzehnten umtreiben, sind noch dringlicher geworden, da die Vereinigten Staaten mit dem größten Vogelgrippe-Ausbruch in der Geschichte zu kämpfen haben, der durch eine neue, hochpathogene Version eines Virus namens H5N1 verursacht wird.
„Delaware Bay hat sich in eine Influenza-Goldmine verwandelt“, sagte Robert Webster, der Influenza-Experte aus St. Jude, der den Hotspot 1985 zum ersten Mal entdeckte. Seitdem ist er oder seine Kollegen jedes Jahr zurückgekehrt. „Und wir werden diese Goldmine weiter ausbauen, bis wir die Antworten gefunden haben.“
Strände für die Vögel
Im Juni füllt sich die Südküste von New Jersey mit urlaubenden Familien, deren bunte Sonnenschirme im Sand emporragen.
Doch im Mai gehören die Strände den Vögeln. Hunderttausende Zugvögel und Möwen legen hier auf dem Weg zu ihren Sommerbrutplätzen Zwischenstopps ein, von denen einige nach tagelangen Reisen aus Südamerika verwahrlost und erschöpft ankommen. „Sie müssen dringend ihr Gewicht wieder auffüllen“ sagte Lawrence Niles, ein Wildbiologe, der mit seiner Firma Wildlife Restoration Projects lokale Küstenvogelschutzprojekte leitet.
Glücklicherweise kommen die Vögel genau dann an, als Horden von Pfeilschwanzkrebsen sich ans Ufer schleppen und zu Tausenden Eier legen. Die Vögel könnten zwei Wochen damit verbringen, sich an den gallertartigen grünen Eiern zu laben und dabei „ihr Körpergewicht fast verdoppeln“, sagte Dr. Niles. Während dieser Zeit bedecken sie die Strände, mischen sich unter einheimische Vögel und infizieren sich gegenseitig wie Kinder in einem überfüllten Klassenzimmer.
Wilde Wasservögel – darunter Enten, Möwen und Watvögel – sind die natürlichen Reservoire für Influenza-A-Viren, die in verschiedenen Subtypen vorkommen. Im Allgemeinen tragen Wildvögel relativ harmlose Versionen dieser Viren in sich, die kaum eine unmittelbare Bedrohung für Vögel oder Menschen darstellen. Doch Grippeviren können sich schnell verändern, neue Mutationen anhäufen und genetisches Material austauschen. Diese Veränderungen können, und manchmal tun sie es auch, einen langweiligen Virus in einen tödlichen Virus verwandeln, wie die Version von H5N1, die derzeit im Umlauf ist.
Die meiste Zeit zirkuliert die Grippe bei Küstenvögeln und Möwen in geringen Mengen und wird oft in weniger als einem Prozent der Proben nachgewiesen. Aber in der Delaware Bay kommt es im Mai und Anfang Juni zu einer Explosion, die leicht von Vogel zu Vogel übertragen wird. Im Laufe der Jahre hat das St. Jude-Team es im Durchschnitt in 12 Prozent seiner Proben gefunden, obwohl dieser Wert sogar auf 33 Prozent gestiegen ist. Sie haben fast jeden Subtyp von Influenza A gefunden, zusätzlich zu neuartigen Remixen, die entstehen können, wenn ein Tier mit mehr als einer Version des Virus gleichzeitig infiziert ist.
Um im Auge zu behalten, was im Umlauf ist, arbeiten die St. Jude-Wissenschaftler eng mit Dr. Niles und seinen Kollegen zusammen, die den Zwischenstopp im Frühling als Gelegenheit nutzen, den Gesundheitszustand der Watvögel zu beurteilen, die einer Vielzahl von Bedrohungen ausgesetzt sind, vom Klimawandel bis hin zu die übermäßige Ernte von Pfeilschwanzkrebsen. Dr. Niles und sein Team machen sich normalerweise zuerst an die Strände, um die Vögel zu zählen, zu fangen, zu untersuchen und zu markieren. Anschließend geben sie den Verbleib der Vögel an die Grippe-jagende Vogelsäuberungsmannschaft weiter. „Wir werden dann rausgehen und den Kot einsammeln“, sagte Dr. Kercher.
„Ein einzigartiges Jahr“
Doch am ersten vollen Tag der Feldarbeit des Teams in diesem Frühjahr, als die Naturschützer ihre Arbeit beendet hatten, strömte die Flut wieder herein. Also warteten die St. Jude-Wissenschaftler stundenlang ab und warteten darauf, dass das Wasser zurückging und in der Hoffnung, dass sie noch einige Herden finden würden. „Wir sind den Vögeln ausgeliefert, und die Vögel sagen uns nicht, was sie tun“, sagte Dr. Kercher.
Es war fast 16 Uhr, als sie endlich eine Schotterstraße entlang rumpelten, vorbei an Kiefernwäldern und Sümpfen, und an einem örtlichen Strand ankamen, wo zuvor Watvögel gesichtet worden waren.
Dr. McKenzie, gekleidet in schwarze Jogginghosen und ein graues Waffelstrickoberteil mit Kapuze, stieg aus dem Auto und beäugte den Strand. Pfeilschwanzkrebse breiteten sich entlang der Flutlinie aus. In der Ferne huschte ein Schwarm kleiner Vögel im Wasser umher. Dr. McKenzie hob ihr Fernglas. Bingo: Es waren rötliche Steinwälzer, Flussuferläufer, deren dreifarbige Markierungen manchmal mit denen einer Kattunkatze verglichen werden. Das St. Jude-Team hat herausgefunden, dass diese Vögel besonders wahrscheinlich Grippeviren übertragen.
Die Wissenschaftler zogen Handschuhe und Masken an, eine kürzlich hinzugefügte Sicherheitsvorkehrung. „Das haben wir in der Vergangenheit nicht getan“, sagte Dr. McKenzie, „aber dies ist ein einzigartiges Jahr.“
Der neue H5N1-Stamm trat erstmals Ende 2021 in Nordamerika auf und verbreitete sich rasch auf dem gesamten Kontinent. Es führte zum Tod von fast 60 Millionen Zuchtvögeln, tötete zahlreiche Wildvögel und tötete sogar einige unglückliche Säugetiere, vom Rotfüchse bis zur Kegelrobbe.
Das St. Jude-Team fand im vergangenen Frühjahr in der Delaware Bay keine Spur von H5N1. Doch zu diesem Zeitpunkt hatte das Virus noch nicht seinen Weg in die südamerikanischen Überwinterungsgebiete der Küstenvögel gefunden. In diesem Frühjahr war es soweit, was bedeutet, dass die Vögel es mit zurückbringen konnten. „Wir sind absolut besorgt, dass es auftauchen wird“, sagte Dr. Kercher.
Deshalb verdoppelten die Wissenschaftler ihre Überwachung und wollten statt der üblichen 600 1.000 Fäkalienproben sammeln. Mit gesenktem Blick begannen sie, den Strand hinunterzugehen, während sie nach den richtigen weißen Flecken suchten. Keinerlei Kot würde genügen; Es musste frischer Kot sein, idealerweise von rötlichen Steinwälzern und roten Knoten, einer anderen Flussuferläuferart. Den Wissenschaftlern ist es mittlerweile gut gelungen, die beiden Arten von Kot zu unterscheiden. „Die Steinwälzer bestehen größtenteils aus Baumstämmen“, sagte Dr. McKenzie. „Die roten Knoten haben eher eine Art Spritzer.“
Als die Wissenschaftler einen geeigneten Fleck entdeckten, fielen sie auf die Knie und zogen Tupfer mit runden Spitzen aus der Hülle. Manchmal brauchte es mehrere Versuche, um eine Probe erfolgreich zu sammeln. „Mit diesen Werkzeugen ist es nicht die einfachste Technik“ sagte Patrick Seiler, Mitglied des Forschungsteams. „Bei dem wehenden Wind versuche ich, Kot aufzusammeln und ihn in ein kleines Fläschchen zu füllen.“
Hinweise auf Grippe
Sie verstauten die Proben in einem kleinen Plastikkühler, wie ihn ein Urlauber an dieselben Strände mitbringen würde. Später würden die Proben zur Prüfung und Analyse an das Labor in Memphis zurückgeschickt.
Typischerweise sequenzieren die Forscher die Viren, die sie finden, suchen nach bemerkenswerten Mutationen und zeichnen ihre Entwicklung im Laufe der Zeit auf. Anschließend wählen sie eine Teilmenge aus, um sie in verschiedenen Arten von Zellen und Tiermodellen zu untersuchen. In den letzten Jahrzehnten habe diese Arbeit den Wissenschaftlern geholfen, mehr darüber zu erfahren, wie „normale“ Vogelgrippeviren aussehen und wie sie sich verhalten, sagte Richard Webby, ein Influenza-Experte im St. Jude-Team.
Es hat ihnen auch dabei geholfen, Ausreißer zu erkennen. „Und das führt uns auf eine Verfolgungsjagd“, sagte Dr. Webby, die am Ende „etwas über die grundlegende Biologie dieser Viren“ enthüllen könnte. Im Jahr 2009 erwiesen sich einige der von ihnen gefundenen Viren als überraschend gut darin, sich unter Frettchen zu verbreiten. Weitere Untersuchungen dieser Viren halfen den Forschern, genetische Mutationen zu identifizieren, die die Übertragung der Grippe durch die Luft unter Säugetieren erleichtern könnten.
Wenn das Team in diesem Jahr H5N1 findet, werden Dr. Webby und seine Kollegen nach Veränderungen suchen, die das Virus bei seiner Ausbreitung durch die Watvögel angenommen haben könnte, sowie nach Veränderungen, die es für Menschen gefährlicher oder resistenter gegen Impfstoffe und Behandlungen machen könnten.
Das Virus habe sich seit seiner Ankunft in Nordamerika bereits deutlich weiterentwickelt, berichteten Dr. Webby und seine Kollegen in einer kürzlich erschienenen Arbeit, die auf der Analyse von Virusproben basierte, die von Vögeln außerhalb der Region Delaware Bay isoliert wurden. Die von ihnen gefundenen neuen Varianten haben nicht die Fähigkeit erlangt, sich leicht unter Säugetieren zu verbreiten, aber einige können bei infizierten Säugetieren schwerwiegende neurologische Symptome hervorrufen.
Sollte das Virus in den diesjährigen Delaware Bay-Proben auftauchen, wäre das ein weiteres Zeichen dafür, dass sich H5N1 in Nordamerika zunehmend festsetzt. Es könnte auch für einige Watvögel zu Problemen führen, insbesondere für den Roten Astvogel, dessen Zahl in den letzten Jahrzehnten stark zurückgegangen ist. Für diese Vögel sei H5N1 „eine große unbekannte Bedrohung“, sagte Dr. Niles.
Und obwohl das Sammeln von Exkrementen nach wie vor unscheinbar bleibt, steht für die Wissenschaftler auf dem Weg zum Strand viel auf dem Spiel.
Sie können nur sagen, dass sie den neuen H5N1-Virus noch nicht gefunden haben. „Aber das bedeutet nicht, dass wir es nicht tun werden“, sagte Dr. McKenzie. sorgfältig die skatologischen Hinweise aufsammeln, die die Vögel hinterlassen hatten. „Ich schätze, wir werden es herausfinden.“