Neue Stämme: Die Turbo-Evolution der Königslachse

Von

Normalerweise dauert es Jahrtausende, bis sich Tiere in unterschiedliche Stämme aufspalten. In Nordamerikas Flüssen aber wurden Königslachse ausgesetzt, die sich schon nach wenigen Generationen deutlich voneinander unterscheiden. Entstehen dort neue Fisch-Arten?

Rätsel in Amerikas Flüssen: Brutstätte neuer Königslachse Fotos
AFP

Heidelberg - Huschende Schatten im Nottawasaga River, gut 50 Kilometer nördlich der kanadischen Metropole Toronto, verraten den Königslachs. Es sind kräftige Tiere. "Manche sind länger als einen Meter", berichtet die Biologin Yolanda Morbey von der University of Western Ontario. Die Fische sind auf dem Weg zu ihren Laichplätzen. Doch sie gehören eigentlich nicht hierher.

Biologen hatten Königslachse Ende der sechziger Jahre in den Flüssen bei den Großen Seen in Nordamerika ausgesetzt, um andere Fische zu vertreiben. Nun staunen die Experten über die rapide Entwicklung der Lachse: Nach wenigen Generationen haben sich die Tiere in mehrere Stämme aufgespalten - sie durchlaufen eine Evolution im Eiltempo. Schon bald könnten neue Arten entstehen. Charles Darwin, der Vater der Evolutionstheorie, würde wohl staunen.

Yolanda Morbey und ihre Kollegen halten ein wachsames Auge auf die Chinooks, wie Königslachse in Nordamerika genannt werden (ihr wissenschaftlicher Name lautet Oncorhynchus tshawytscha). Die Wissenschaftler beobachten, wie sich die Fische an neue Lebensbedingungen der nordamerikanischen Großen Seen anpassen.

Ihre ursprüngliche Heimat ist der Nordpazifik. Dort gehen die Königslachse in den schier endlosen Weiten des Ozeans auf die Jagd und wandern, sobald sie geschlechtsreif sind, zum Laichen zurück an ihre Geburtsstätten in große Flüsse wie den Fraser River und den mächtigen Yukon. Ganz andere Lebensräume also.

Fische an unerwarteten Orten

Im Inland Nordamerikas setzte man die ersten Königslachse 1967 in Zuflüssen des Lake Michigan aus. Es waren fingerlange, gezüchtete Jungfische, nicht mal ein Jahr alt. 1968 startete man das Programm auch im Einzugsgebiet des Lake Huron. Seit dem wurden mehrere Gewässer der Region regelmäßig mit jungen Chinooks versorgt. Das Ziel dieser Aktionen: Die pazifischen Raubfische sollten in die Seen ziehen, um dort die explodierenden Maifisch-Bestände (Alosa pseudoharengus) zu dezimieren und gleichzeitig die einheimischen Seesaiblinge (Salvelinus namaycush) zu ersetzen.

Sportfischer freuten sich über das Projekt. Die Saiblinge waren durch Überfischung und gefräßige Meerneunaugen (Petromyzon marinus) fast ausgerottet worden. Die Neunaugen hingegen drangen durch den Welland-Kanal in die Großen Seen ein, wie die Maifische auch. Das Ökosystem war unter dem Druck dieser Invasionen teilweise kollabiert, und eine weitere exotische Art sollte es nun richten - der Königslachs.

Der Plan schien zu gelingen. Die importierten Königslachse wuchsen kräftig, Fischer fingen immer öfter große Chinooks. 1983 wurden dann mehrere Jungtiere in den Flüssen Pottawami and Sydenham River in Ontario gefunden. Doch da waren nie welche ausgesetzt worden. Offensichtlich waren erwachsene Königslachse aus dem Lake Huron diese Flüsse hochgewandert und hatten sich darin fortgepflanzt. Die Tiere vermehrten sich also in ihrer neuen Heimat und sie breiteten sich weiter aus.

Die Erfolgsgeschichte lässt Biologen staunen. Wie gelingt es Oncorhynchus tshawytscha, sich so schnell in diesen fremden Gewässern zurechtzufinden? Umso mehr, weil die ökologischen Bedingungen in den Flüssen auch untereinander stark variierten, die Fische jedoch alle Nachkömmlinge von Elterntieren aus einer einzigen Population waren, einem Stamm aus dem Green River im US-Bundesstaat Washington. Die Chinooks müssen also wahre Meister der Anpassung sein.

Yolanda Morbey sammelten Gewebeproben von jungen Königslachsen aus 13 verschiedenen Zuflüssen des Lake Huron und unterzogen diese einer Analyse. Dabei wurden bei jedem Fisch die Codes von neun unterschiedlichen, kurzen Erbgut-Abschnitten, so genannten Mikrosatelliten, miteinander verglichen.

Nester verteidigen

Die Ergebnisse, die im Fachjournal "Ecology of Freshwater" Fish veröffentlicht wurden, bestätigen Morbeys Verdacht: Die Königslachse in den Großen Seen durchlaufen offenbar eine Schnell-Evolution. Den Analysen zufolge haben sich allein im Lake Huron mindestens zwei genetisch unterschiedliche Chinook-Stämme gebildet. Insgesamt zeigen die untersuchten Sequenzen sogar sechs verschiedene Muster. Die Fische haben begonnen, sich genetisch rapide voneinander zu entfernen.

Früheren Untersuchungen nach beträgt die Generationsdauer von Oncorhynchus tshawytscha im Seegebiet lediglich 3,2 Jahre. "Das ist weniger als der Durchschnitt bei natürlichen Populationen", betont Yolanda Morbey. Weil die meisten Zuflüsse wohl erst Ende der Siebziger von laichenden Lachsen erobert wurden, heißt dies, dass die populationsgenetischen Unterschiede in weniger als zehn Generationen entstanden sind. Eine erstaunlich kurze Zeit. Ginge die Entwicklung auf solch rapide Weise weiter, könnten aus den neuen Stämmen in Nordamerika schon bald neue Lachs-Arten entstehen.

Wie sich die Eil-Evolution im Detail auf die Biologie und Lebensweise der Fische auswirkt, konnten die kanadischen Forscher noch nicht klären. Ihrer Rolle als Maifisch-Bekämpfer wurden die Königslachse aber gut gerecht. Die silbernen Invasoren sind seltener geworden, und auch weitere ökologische Veränderungen haben dazu beigetragen, das Futterangebot zu verringern, erklärt Morbey. Das heißt: Der Tisch ist nicht mehr so reich gedeckt, auch nicht im Vergleich zum Ozean. "Ich erwarte deshalb eine Anpassung an langsameres Wachstum."

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Wassertemperatur an den Laichplätzen. Zurzeit pflanzen sich die Chinooks aus dem Lake Huron hauptsächlich im Oktober fort. Das Flusswasser ist dann allerdings noch verhältnismäßig warm - auch eine Folge des beliebten "Indian Summer".

Die Wärme könnte die Lachse vermutlich bald dazu bringen, später abzulaichen, meinen die Forscher. Durch eine Verringerung der Eizahl hätten die Tiere mehr Energie zur Verfügung und wären so besser in der Lage, physiologischen Stress auszuhalten. "Es ist wichtig, dass sie lange genug überleben, um ihre Nester zu verteidigen", erklärt Morbey. Zumindest bis zum Schlüpfen der Eier. Nach der Fortpflanzung ereilt die Königslachse alle dasselbe Schicksal. Sie sterben an Entkräftung.

Diesen Artikel...
  • Aus Datenschutzgründen wird Ihre IP-Adresse nur dann gespeichert, wenn Sie angemeldeter und eingeloggter Facebook-Nutzer sind. Wenn Sie mehr zum Thema Datenschutz wissen wollen, klicken Sie auf das i.
  • Auf anderen Social Networks teilen

Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 33 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
1.
reuanmuc 08.01.2012
Zitat von sysopNormalerweise dauert es Jahrtausende, bis sich Tiere in unterschiedliche Stämme aufspalten. In Nordamerikas Flüssen aber wurden Königslachse ausgesetzt, die sich schon nach wenigen Generationen deutlich voneinander unterscheiden. Entstehen dort neue Fisch-Arten? http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,806331,00.html
So erstaunlich ist das nicht. Evolution findet ständig statt. Normalerweise wird sie nicht bemerkt, weil die allermeisten Variationen sich nicht äußerlich auswirken oder in großen Populationen statistisch untergehen. Zudem sorgt die Selektion in einem Habitat für eine einheitliche Auswahl der Populationen. Bei kleinen Populationen in unterschiedlichen Habitaten mit fehlender Selektion kommt die Variation aber ungehemmt zur Entfaltung. Zudem ist heute bekannt, dass keineswegs tausende von Generationen notwendig sind für merkliche Veränderungen. Epigenetische Mechanismen können sehr schnell wirksam werden und genetische Veränderungen induzieren. Das alte Dogma der Genetik ist löchrig geworden.
2.
Waldesmeister 08.01.2012
Zitat von reuanmucSo erstaunlich ist das nicht. Evolution findet ständig statt. Normalerweise wird sie nicht bemerkt, weil die allermeisten Variationen sich nicht äußerlich auswirken oder in großen Populationen statistisch untergehen. Zudem sorgt die Selektion in einem Habitat für eine einheitliche Auswahl der Populationen. Bei kleinen Populationen in unterschiedlichen Habitaten mit fehlender Selektion kommt die Variation aber ungehemmt zur Entfaltung. Zudem ist heute bekannt, dass keineswegs tausende von Generationen notwendig sind für merkliche Veränderungen. Epigenetische Mechanismen können sehr schnell wirksam werden und genetische Veränderungen induzieren. Das alte Dogma der Genetik ist löchrig geworden.
Müsste es nicht genau umgekehrt sein? Also bei unterschiedlichen Habitaten mit jeweils unterschiedlichen Lebensbedingungen. Da müsste doch gerade eine starke Selektion dazu führen, dass die Populationen sich in den jeweiligen Habitaten genetisch voneinander entfernen, da in dem einen Habitat diejenigen Gene sich letztendlich durchsetzen, die an dieses Habitat angepasst sind bzw. Vorteile bringen, und in dem anderen Habitat mit anderen Lebensbedingungen sind halt andere Gene mit den sich daraus ergebenden Vorteilen diejenigen, die sich letztendlich durchsetzen. Demzufolge müsste eben gerade eine starke Selektion dazu führen, dass eine Art sich durch räumliche Trennung in mehrere Populationen in zwei oder mehrere Arten aufspaltet. Oder hab ich irgendwo einen Dehnkfehler?
3. Evolution?
forkeltiface 08.01.2012
In ihren Überlegungen ist die Grundsätzlich falsche Annahme zu sehen, dass es so etwas wie Evolution geben würde. Unser Herr hat zu unsere Freude eine neue Fischart dort ausgesetzt und nun haben die ach so klugen "Wissenschaftler" wieder etwas zu grübeln. Denken sie da mal drüber nach...
4.
akeley 08.01.2012
Zitat von WaldesmeisterMüsste es nicht genau umgekehrt sein? Also bei unterschiedlichen Habitaten mit jeweils unterschiedlichen Lebensbedingungen. Da müsste doch gerade eine starke Selektion dazu führen, dass die Populationen sich in den jeweiligen Habitaten genetisch voneinander entfernen, da in dem einen Habitat diejenigen Gene sich letztendlich durchsetzen, die an dieses Habitat angepasst sind bzw. Vorteile bringen, und in dem anderen Habitat mit anderen Lebensbedingungen sind halt andere Gene mit den sich daraus ergebenden Vorteilen diejenigen, die sich letztendlich durchsetzen. Demzufolge müsste eben gerade eine starke Selektion dazu führen, dass eine Art sich durch räumliche Trennung in mehrere Populationen in zwei oder mehrere Arten aufspaltet. Oder hab ich irgendwo einen Dehnkfehler?
Sie haben beide recht. Wenn die Selektion durch Fressfeinde, z.B. gegen sehr farbige, leuchtende Fische, wegfällt, wirkt sich die Selektion durch Fortpflanzungsvorteile für die besonders farbigen Fische positiv aus. Beides ist Selektion; es muss nicht immer "blutig an Zahn und Klaue" vor sich gehen.
5.
reuanmuc 08.01.2012
Zitat von WaldesmeisterMüsste es nicht genau umgekehrt sein? Also bei unterschiedlichen Habitaten mit jeweils unterschiedlichen Lebensbedingungen. Da müsste doch gerade eine starke Selektion dazu führen, dass die Populationen sich in den jeweiligen Habitaten genetisch voneinander entfernen, da in dem einen Habitat diejenigen Gene sich letztendlich durchsetzen, die an dieses Habitat angepasst sind bzw. Vorteile bringen, und in dem anderen Habitat mit anderen Lebensbedingungen sind halt andere Gene mit den sich daraus ergebenden Vorteilen diejenigen, die sich letztendlich durchsetzen. Demzufolge müsste eben gerade eine starke Selektion dazu führen, dass eine Art sich durch räumliche Trennung in mehrere Populationen in zwei oder mehrere Arten aufspaltet. Oder hab ich irgendwo einen Dehnkfehler?
Es ist natürlich nicht so einfach, wie man es hier darstellen kann. Allein die Selektion ist ein ungeheuer vielseitiger Prozess mit vielen Einflussgrößen. Da sind die Nahrungsquellen, die Räuber, das Klima, die sexuelle Auswahl und Konkurrenz. Selektion findet auch innerhalb des Organismus statt. Es gibt die allopatrische Artbildung, das ist die Trennung der Habitate oder die Isolation von Teilpopulationen (z.B. Inselbildung durch Abtrennung vom Festland), oder als Gegensatz die sympatrische Artbildung innerhalb eines Habitats, z.B. durch Änderung der sexuellen Präferenzen oder von Nahrungspräferenzen in Teilpopulationen. Schnelle Evolutionsprozesse werden auch im Umfeld des Vulkans Mt. St. Helens beobachtet, dessen Ausbruch eine ganze Landschaft zerstört und umgestaltet hat.
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
News verfolgen

HilfeLassen Sie sich mit kostenlosen Diensten auf dem Laufenden halten:

alles aus der Rubrik Wissenschaft
Twitter | RSS
alles aus der Rubrik Natur
RSS
alles zum Thema Lachse
RSS

© SPIEGEL ONLINE 2012
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



  • Drucken Senden
  • Nutzungsrechte Feedback
  • Kommentieren | 33 Kommentare
Fotostrecke
Wildlachse: Flussaufwärts zum Laichen und Sterben

Fotostrecke
Rotlachse: Wandern als Lebensaufgabe