Turbo-Anpassung 2000 Stabheuschrecken im Evolutionstest 

Entstehen unter gleichen Umweltbedingungen immer ähnliche Lebewesen? Biologen haben zumindest bei Stabheuschrecken Anzeichen dafür gefunden. Das könnte indirekt auch etwas über die Entstehung von Leben auf fernen Planeten verraten.

Afrikanische Stabheuschrecken: Insekten auf der jeweils "falschen" Futterpflanze ausgesetzt
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Afrikanische Stabheuschrecken: Insekten auf der jeweils "falschen" Futterpflanze ausgesetzt


Sheffield - Wie verläuft Evolution? Biologen um Victor Soria-Carrasco von der britischen Sheffield University wollten wissen, ob in der heutigen Zeit die gleichen Mechanismen ablaufen wie zu längst vergangenen Zeiten. Um diese Frage zu beantworten, haben sich die Forscher die Entwicklung von Stabheuschrecken genauer angesehen. Ihr Ergebnis: Unter gleichen Umweltbedingungen entwickeln die Insekten unabhängig voneinander zumindest einige identische Eigenschaften, wie Forscher im Fachmagazin "Science" berichten. Davon betroffen seien vor allem Regionen des Erbguts, die der Anpassung an den neuen Lebensraum dienen.

Soria-Carrasco und ihre Kollegen hatten Stabheuschrecken der Art Timema cristinae für ihre Analyse verwendet. Bei diesen gibt es zwei Varianten: Ein Teil der in Kalifornien heimischen Tiere lebt auf der Strauchart Adenostoma fasciculatum, der andere auf Sträuchern der Art Ceanothus spinosus. Die Pflanzen kommen in einem großen Gebiet nebeneinander vor.

2000 Tiere auf falsche Pflanze gesetzt

Die beiden Gruppen von Stabheuschrecken befänden sich in einem sehr frühen Stadium der Auftrennung in zwei verschiedene Arten, heißt es in "Science". Die auf Adenostoma lebenden Tiere haben etwa zur Tarnung einen Streifen auf dem Rücken, die auf Caenothus lebenden nicht. "Timema ist für die experimentelle Manipulation hervorragend geeignet, weil die Tiere flügellos sind", erklärt Mitautor Jens Bast von der Universität Göttingen. "Einmal auf eine neue Pflanze gesetzt, bewegen sich die wenigsten danach noch irgendwo anders hin."

Zunächst entzifferten die Forscher das Erbgut von 160 Tieren aus verschiedenen Populationen und verglichen die Abfolge der gut eine Milliarde DNA-Bausteine. Dann begannen die Forscher ihr Evolutionsexperiment: Sie setzten 2000 Stabheuschrecken auf der jeweils fremden Futterpflanze aus. Schon in der nächsten Generation im Jahr darauf hätten sich die Tiere an ihre neue Heimat genetisch angepasst - und vor allem taten sie es bei bestimmten Merkmalen auf identische Weise.

Veränderung immer mit gleichem Muster

So hatten sich bei den rund 400 untersuchten Tieren Gene verändert, die bei der Bindung von Kalzium oder Metallen wie Eisen bedeutsam sind. "Sie sind funktionell vermutlich für die Form ihrer Mundwerkzeuge, Pigmentierung und Ressourcennutzung verantwortlich, stehen also direkt in Verbindung mit der Wirtspflanze", sagt Bast. Daraus folgern die Forscher, dass bestimmte Anpassungen an veränderte Umweltbedingungen immer gleichen Mustern folgen könnten.

"Nach einer Generation ist es allerdings noch schwer zu sagen, wie es weitergeht", schränkt Bast ein. "Die Tiere sind noch nicht wirklich vollständig angepasst. Aber es ist erstaunlich, dass es schon nach einer Generation solche Anpassungen gerade in den wichtigsten Bereichen gibt."

In der Natur gibt es diverse Beispiele für die sogenannte konvergente Evolution - also für die Theorie, dass ähnliche Umweltbedingungen zur Entstehung ähnlicher Lebensformen führen. 2012 etwa haben Forscher dokumentiert, wie sich in zwei Kraterseen in Nicaragua zwei Fischarten entwickelt haben, die sich verblüffend ähneln - obwohl sie nie miteinander Kontakt hatten. Solche Erkenntnisse sind auch interessant für Exobiologen: Sollte die Theorie von der konvergenten Evolution zutreffen, könnten auf erdähnlichen Planeten im All ähnliche Lebewesen wie auf der Erde entstanden sein.

nik/dpa



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insgesamt 16 Beiträge
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Seite 1
Alaaf 19.05.2014
1. Selektionsdruck
Zitat von sysopDPAEntstehen unter gleichen Umweltbedingungen immer ähnliche Lebewesen? Biologen haben zumindest bei Stabheuschrecken Anzeichen dafür gefunden. Das könnte indirekt auch etwas über die Entstehung von Leben auf fernen Planeten verraten. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/konvergente-evolution-stabheuschrecken-passen-sich-schnell-an-a-970177.html
Das klingt so, als ob das ein aktiver Prozess wäre. Das ist aber nicht der Fall. Unter Selektionsdruck setzen sich die einfach nur die Individuen durch, die Muationen tragen, welche ihnen einen Vorteil verschaffen. Dass die gleichen Selektionsbedingungen zu ähnlichen veränderten Eigenschaften führen, dürfte daher kaum verblüffen. Das ist als Konvergenz in der Evolution doch schon lange bekannt.
relies 19.05.2014
2.
Ohne dass ich jetzt Bio- oder Zoologe wäre, kommt es mir aber doch vor, als wäre auf dem Foto eingangs des Artikel keine Stabheuschrecke, sondern eher eine "normale" (oder wie immer die dann heißt) Heuschrecke zu sehen...
matijas 19.05.2014
3. Darwin + Lamarck?
Muss man also Darwin mit Lamarck ergänzen, der ja die Theorie vertrat, dass Umwelteinflüsse die Arten-Entwicklung in bestimmte, funktional wichtige Richtungen triggern. Interssant ist die Sache auch, weil immer noch behauptet wird, Veränderungen zu Lebenszeiten würden nicht per Gen weitergegeben. Obwohl diese These wohl angesichts der Entdeckung der epigenetischen Schalter zu wackeln beginnt.
Zorpheus 19.05.2014
4.
Anpassung nach einer Generation? Das dürfte doch eigentlich nur durch Auslese passieren. Das würde heißen, dass die genetischen Merkmale die man für charakteristisch für die eine Variante hält auch in der anderen Variante vorhanden sind, nur halt weniger häufig. Natürlich führt die Selektion dann zu dem selben Ergebnis. Ich habe gerade erst einen Artikel über eine Studie gelesen, die zu einem anderen Ergebnis kam: http://news.sciencemag.org/biology/2014/05/evolution-predictable Danach bilden sich zwar ähnliche Merkmale unter gleichen Bedingungen heraus, jedoch durch verschiedene Mutationen.
rr1805 19.05.2014
5.
Zitat von matijasMuss man also Darwin mit Lamarck ergänzen, der ja die Theorie vertrat, dass Umwelteinflüsse die Arten-Entwicklung in bestimmte, funktional wichtige Richtungen triggern. Interssant ist die Sache auch, weil immer noch behauptet wird, Veränderungen zu Lebenszeiten würden nicht per Gen weitergegeben. Obwohl diese These wohl angesichts der Entdeckung der epigenetischen Schalter zu wackeln beginnt.
Nein, auf keinen Fall. Die Theorie von Lamarck ist eine Transformationstheorie und grundlegend anders. Da muss man sehr gut aufpassen. Vererbt werden kann nur das, was bei der Fortpflanzung schon vorhanden ist. Wer keine Kinder mehr bekommt, kann nichts mehr vererben. Umweltbedingte Eigenschaften erwirbt man aber meist erst in der Zeit nach der Fortpflanzung. Bestimmte epigenetische Veränderungen können vererbt werden, können in der nächsten Generation aber auch wieder rückgängig gemacht werden. Das eine bedingt das andere!
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