Erbgut-Analyse: Eisbären stammen von irischen Braunbären ab

Von Nicole Hulka

Sie gelten als Feinde - Braunbären und Eisbären bekämpfen sich in freier Wildbahn. Doch die Tiere haben ein Geheimnis: Sie paarten sich viel häufiger als angenommen, stellten Forscher nun fest. Ihr gemeinsamer Vorfahre lebte unlängst in Irland.

Überraschende Beziehung: Verwandte Bären, braun und weiß Fotos
Daniel J. Cox/ naturalexposures.com

Eisbären und Braunbären kommen sich eigentlich ungern in die Quere: Treffen beispielsweise Grizzlys und Polarbären aufeinander, greifen sie sich oft an. Biologen begründen die Unterschiede beider Arten: Polarbären spalteten sich vor etwa 150.000 Jahren von den Braunbären ab - das bewies ein etwa 120.000 Jahre alter Eisbär-Kieferknochen. Das heißt, aus einer Tierart entwickelten sich über Tausende von Jahren zwei völlig ungleiche Bären.

Doch 2010 erlebten Forscher eine Überraschung: Sie entdeckten in Kanada einen sogenannten Pizzly-Bär mit weißem Fell und braunen Tatzen. Der Fund erregte unter Biologen enormes Aufsehen, denn er entpuppte sich als Kreuzung aus Grizzly und Eisbär, und zwar in zweiter Generation: Das bedeutet, die Mutter war bereits ein Mischling und der Vater ein Grizzly.

Immer wieder paaren

Wieso paarten sich die Tiere nun wieder und wahrscheinlich sogar schon über längere Zeit, obwohl sie sich eigentlich vor mehr als 100.000 Jahren auseinanderentwickelt haben? Wissenschaftler der Penn State University sind diesem Rätsel nachgegangen und haben dabei das Auftreten solcher Mischbären und die Evolution der Eisbären in ein völlig neues Licht gestellt: Beth Shapiro und ihre Kollegen fanden heraus, dass sich die eigentlich völlig verschiedenen Bären auch in den letzten 100.000 Jahren erfolgreich gepaart haben.

Die Biologen analysierten die Erbsubstanz DNA von mehr als 200 Braun- und Eisbären. Die Forscher stellten dabei fest, dass der weibliche Vorfahre aller noch lebenden Polarbären ein vor 9000 Jahren ausgestorbener Braunbär war. Er lebte in einer Population während der letzten Eiszeit, also vor 20.000 bis 50.000 Jahren in der Umgebung des heutigen Großbritanniens und Irland, wie die Wissenschaftler im Fachjournal "Current Biology" berichten.

Pizzly-Bär aus Kanada

Die Untersuchungsergebnisse von Shapiro und ihrem Team sind bahnbrechend, denn über die Evolution der vom aussterben bedrohten Eisbären war bislang wenig bekannt. Forscher betrachten Hybriden, also Kreuzungen aus zwei verschiedenen Tieren, zudem als problematisch und sprechen sich für deren Tötung aus. Auch der Pizzly-Bär aus Kanada wurde erlegt.

Kreuzungen könnten das Überleben der Tiere aufgrund ihrer völlig verschiedenen Art zu jagen und sich fortzubewegen gefährden, meinen Biologen. Die Unterschiede beider Tiere sind groß: Eisbären sind außerordentlich gute Schwimmer. Bis zu 700 Kilometer können sie am Stück zurücklegen, um Robben zu verfolgen. Der Braunbär hingegen ist ein Kletterer, der perfekt an die Jagd in den Bergen und Wäldern angepasst ist.

Mischen sich die Gene, könnte das die Jagdfähigkeit beider Tiere verschlechtern. Bei Hybriden konnte zudem beobachtet werden, dass sie zeugungsunfähige und unfruchtbare Nachkommen gebären - was bei beiden ohnehin schon geschützten Spezies problematisch wäre. Die Jungen können sich später nicht fortpflanzen und rauben den Elterntieren im Prinzip für die Aufzucht unnötig Kräfte.

Braunbären auf dem Eis

"Trotz dieser Unterschiede wissen wir, dass sich die beiden Spezies während der letzten 100.000 Jahre mehrmals gepaart haben", sagt Shapiro. Die Kreuzung scheint den Bären demzufolge nicht ausschließlich Nachteile gebracht zu haben.

Shapiro berichtet in ihrer Studie auch, dass bisherige Analysen des heutigen genetischen Materials von Polarbären zeigten, dass sich ihre Gene vor etwa 14.000 Jahren gemischt haben müssen. Ihre Vorfahren waren Forschern zufolge an der Küste Alaskas lebende Braunbären. "Der Braunbär hat sein Erbgut an das Erbgut der Polarbären weitergegeben", sagt Shapiro.

Die Forscher haben die sogenannte mitochondriale DNA (mtDNA) der Bären analysiert, die sich in den Zellorganellen beziehungsweise Mitochondrien der Tiere befindet - dieser Teil des Erbguts wird ausschließlich von den Muttertieren an den Nachwuchs weitergeben. Bis heute war den Wissenschaftlern jedoch unklar, wann genau die Eisbären ihre mtDNA in der heutigen Form erworben haben.

Braunes Fell wird weiß

Um den Stammbaum der Polarbären zurückverfolgen zu können, untersuchten Shapiro und ihre Kollegen die mtDNA von weltweit insgesamt 242 fossilen Bären aus den letzten 120.000 Jahren - darunter waren sowohl Braun- als auch Eisbären. Ebenso setzten die Biologen ihre Analysen ins Verhältnis zu den Veränderungen der Umwelt und des Lebensraums der Bären.

Sie entdeckten, dass der mütterliche Vorfahre des heutigen Eisbären ein irischer Braunbär war. Die genetischen Analysen von Shapiro und ihrem Team bewiesen, dass die mtDNA in heute noch lebenden Eisbären während der letzten Eiszeit im jetzigen Irland vor etwa 50.000 Jahren entstand. Eine in diesem Gebiet lebende, vor etwa 9000 Jahren ausgestorbene Population an Braunbären paarte sich demzufolge mit Eisbären.

Erderwärmung bringt Tiere näher zusammen

Laut Shapiro überlappten sich die Lebensräume der Braun- und Eisbären infolge des Klimawandels. In einer Wärmeperiode waren Eisbären infolge des schmelzenden Eises gezwungen, sich auf dem Festland Nahrung zu suchen. Umgekehrt verirrten sich Braunbären während Kälteperioden auch in das Jagdgebiet der Polarbären.

Die britisch-irische Eisdecke erreichte ihre höchste Ausdehnung vor etwa 20.000 Jahren. Die Gletscher reichten bis in das westliche Küstenflachwasser sowie von der Irischen See bis in die Keltische See. In dieser Zeit waren weite Teile des irischen Festlands aufgrund der Vereisung nicht bewohnbar und drängten Braunbären zu den Eisplatten auf dem Meer.

"Das Resultat war, dass die Tiere für längere Zeiten zusammentrafen und währenddessen sowohl ihre Umwelt als auch die Gene teilten", sagt Shapiro. Zum momentanen Zeitpunkt erwartet den Planeten laut Klimaexperten wieder eine Erwärmung. Die könne dazu beitragen, dass sich die Lebensräume der Braun- und Polarbären weiter überschneiden und es zu Kreuzungen kommt, so Shapiro.

Die neuen Erkenntnisse über die mtDNA des Eisbären können nun auch dazu beitragen, Lösungen zum Schutz des Eisbären zu verbessern und neu zu entwickeln. Die Ergebnisse von Shapiro und ihren Kollegen zeigen ebenso, dass die Hybriden, wie die aus Kanada, nun nicht zwingend getötet werden müssen - sondern, dass es vielleicht sogar klüger ist, sie ebenfalls zu schützen. Denn sie könnten durchaus dazu beitragen, das Überleben des Eisbären zu sichern.

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