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11. Januar 2013, 16:18 Uhr

Express-Evolution

Fische auf den Bahamas haben es eilig

Normalerweise braucht die Evolution Zeit - sehr viel Zeit. Einige Fische scheinen es aber besonders eilig zu haben. Forscher haben nun Wüstenkärpflinge vor einer kleinen Bahamas-Insel untersucht - und konnten ihnen bei der Fortentwicklung zuschauen.

Davis - Von Wüstenkärpflingen, die zur Gattung Cyprinodon gehören, gibt es weltweit etwa 50 Arten. Die Fische leben unter anderem in salzhaltigen Wüstenseen im Westen der USA und in Mexiko. Bei den meisten Spezies steht das Gleiche auf dem Speiseplan: Algen. Eine Ausnahme davon bilden Wüstenkärpflinge, die auf San Salvador heimisch geworden sind. Eine Art hat sich auf kleine Schnecken, die andere auf Fischschuppen spezialisiert.

Warum sich neben den algenfressenden Fischen, die in ganz Amerika vorkommen, auf San Salvador in extrem kurzer Zeit zwei Arten mit neuem Fressverhalten entwickelt haben, haben Forscher der University of California Davis näher untersucht. Die Ergebnisse veröffentlicht das Team um den Biologen Christopher Martin nun im Fachblatt "Science" .

Treibende Kraft der Evolution sind zufällige Mutationen in der DNA und die natürliche Selektion. Veränderungen in der Erbsubstanz können negative, positive oder auch keine Auswirkungen auf das Erscheinungsbild eines Organismus haben. Individuen mit Merkmalen, die für das Überleben von Vorteil sind, produzieren mehr Nachwuchs und setzen sich gegen andere Arten durch.

Forscher stellen die verschiedenen anatomischen Merkmale einer Population und den Vermehrungserfolg der Individuen häufig auf einer topographischen Karte dar: Hügel und Berge stehen für vorteilhafte Eigenschaften mit einer hohen Reproduktionsrate, Täler bedeuten geringeren Reproduktionserfolg. In der Theorie hilft diese Darstellung, Mechanismen der Evolution besser zu verstehen - in der Praxis lassen sich solche Karten allerdings nur sehr schwer erstellen.

Forscherreise mit 2000 Fischen im Koffer

Biologe Martin konnte nun mit Daten, die er in der freien Natur gewann, solch eine Karte für die Wüstenkärpflinge anfertigen. Der Biologe entnahm den Gewässern jeweils einige Exemplare der Fische und kreuzte sie im Labor untereinander. Alle so erzeugten Mischlings-Nachkommen hatten unterschiedliche Kieferformen. Mit knapp 2000 Fischen im Gepäck flog Martin dann von Kalifornien zurück auf die Bahamas.

"Das war das Verrückteste, das ich jemals gemacht habe", erklärte er später in einer Mitteilung. Die jungen Fische setzte Martin zurück in den See ihrer Vorfahren und überließ alles Weitere der Natur. Drei Monate später untersuchte der Forscher die Population und zeichnete anhand der so gewonnen Daten eine topographische Karte.

Von den ausgesetzten Fischen konnten sich nur die Algen- und Schneckenfresser behaupten, die auf der Karte auf isolierten Hügeln dargestellt werden konnten. Die Zahl der Schuppenfresser hatte stark abgenommen. Auch die wenigen überlebenden Fische, die den Schuppenfressern äußerlich ähnelten, ernährten sich kaum von Schuppen, berichten die Forscher. Durch die hohe Anzahl der ausgesetzten Fische führte der Selektionsdruck innerhalb der Population dazu, dass sich Fische, deren Eigenschaften auf der Karte in den Tälern um die beiden Berge herum lagen, nicht erfolgreich fortpflanzten. Dazu gehörten auch die Fische, die sich auf die Schuppen spezialisiert hatten.

Mit diesen Ergebnissen kann Martin nach eigenen Angaben erklären, warum sich die meisten Wüstenkärpflinge von Algen ernähren. Die Algenfresser seien auf der Evolutionslandkarte auf einem hohen Berg angekommen, jede Veränderung führe zunächst zu einem Abstieg ins Tal. Die neuen Arten sterben aus, bevor sie einen anderen Gipfel erreichen können.

Im Gegensatz zu den Seen im Westen der USA konnten auf San Salvador drei Arten entstehen: Der Selektionsdruck in der Population muss am Anfang so gering gewesen sein, dass sich die Fische auf drei unterschiedliche Gipfel der Evolution retten konnten, bevor die natürliche Selektion zuschlagen konnte, schließen die Forscher.

nik/dpa

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