Ein Fisch, zwei Fische, Flusskrebse - neuer Fisch?
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Obwohl es sich wie die Handlung eines Dr. Seuss-Buches anhört, ist das tatsächlich mit den Dreirücken-Stichlingfischen des kanadischen Enos-Sees passiert. Zwei verschiedene Arten dieser stacheligen silbernen Meerestiere, die als benthische Stichlinge und limnetische Stichlinge bekannt sind und beide von einer einzigen Art abstammen, lebten jahrtausendelang in friedlicher Koexistenz. Die ersteren blieben in Bodennähe, wo sie sich von Grundbewohnern ernährten; Letztere schwammen in der Nähe der Sonne und fraßen Insekten an der Oberfläche. Ihre Lebensräume und Verhaltensweisen waren so unterschiedlich, dass sie sich selten trafen und sich nie vermischten. Und alles war gut.
Aber dann passierte etwas Seltsames: Die beiden Fischarten wurden wieder eine. Wie?
Die Antwort hatte mit invasiven Krebsen zu tun, die wahrscheinlich von Menschen in das Seeökosystem eingeschleust wurden. Innerhalb von drei Jahren nach Ankunft der Krebse hatten sich die beiden Arten erneut zusammengeschlossen. "Es scheint, als hätte jemand den Flusskrebs möglicherweise als Nahrungsquelle eingeführt", sagt Seth Rudman, ein Evolutionsbiologe an der Universität von British Columbia, dessen Artikel zu diesem Phänomen Anfang dieses Jahres in Current Biology erschienen ist. "Die Krebse haben die Art und Weise, in der die Stichlinge nisten und brüten, physisch verändert, was die Wahrscheinlichkeit der Paarung zwischen den beiden Arten erhöht", sagt er.
Sie könnten sich sagen: Warten Sie, so funktioniert Evolution nicht. Eigentlich kann es sein. Was bei den fingerlangen Fischen passiert ist, ist ein Beispiel für ein „introgressives Aussterben“, das auch als umgekehrte Speziation bezeichnet wird. Regelmäßige Artenbildung findet statt, wenn Mitglieder einer Art durch Änderungen ihres Lebensraums oder Verhaltens getrennt sind. Das bekannteste Beispiel sind Darwins Finken: Im Laufe der Zeit trennten sich die Finken auf verschiedenen, isolierten Inseln in Bezug auf Schnabelgröße und andere Eigenschaften, bis sie zu verschiedenen Arten wurden. Umgekehrte Speziation ist, wenn diese verschiedenen Arten wieder zusammenkommen, bis sie wieder eine Art werden.
Aber der Prozess ist nicht so einfach, wie es sich anhört. Nur weil zwei eins werden, heißt das nicht, dass es die gleiche Art ist, mit der Sie angefangen haben. Bei den Stichlingen ist immer noch nicht klar, ob die neue Art dieselbe ist wie der gemeinsame Vorfahr, aus dem beide hervorgegangen sind, oder etwas ganz anderes. "Ob sie wieder zu einer Ahnenart wurden, ist umstritten", sagt Rudman. „Ihre ökologische Rolle ist geringfügig von der früherer Arten abgewichen. Es ist wirklich schwer zu sagen, ob sie den ganzen Weg zurück gehen, aber es könnte sein, dass sie diesem Weg folgen. “
Auch wenn es sich uninteressant anhört, schließen sich Evolution und Aussterben nicht aus. Ganz im Gegenteil: Das Aussterben war ein grundlegender Teil der Theorie, die Charles Darwin, der Großvater der Evolution, 1861 in seinem bahnbrechenden Origin of Species vertrat . „So tief ist unsere Unwissenheit und so hoch unsere Vermutung, dass wir staunen, wenn wir vom Aussterben eines organischen Wesens hören; und da wir die Ursache nicht sehen, erfinden wir Katastrophen, um die Welt zu zerstören, oder Gesetze über die Dauer der Lebensformen! “, schrieb er. Es ist eine offensichtliche Wahrheit, auch wenn sie widersprüchlich erscheint: Der selektive Druck, der einige Arten zum Aussterben bringt, zwingt andere, sich anzupassen und weiterzuentwickeln.
Heutzutage sagen einige Forscher, dass die umgekehrte Speziation vor allem in vom Menschen veränderten Umgebungen immer häufiger vorkommt. Beispiele für diese Art der Hybridisierung gibt es zuhauf: Die endemischen grauen Enten Neuseelands sind nicht nur vom Verlust ihres Lebensraums, sondern auch von der Kreuzung mit invasiven Stockentenarten vom Aussterben bedroht. Mittlerweile machen die Stockenten mehr als 80 Prozent der neuseeländischen Plantschentenpopulation aus, und da sie weiterhin graue Enten züchten, rückt diese immer näher ans Aussterben. Dann gibt es Darwins berühmte Galapagos-Finken. 1947 wurden auf der Insel Floreana drei verschiedene Arten von Finken beobachtet, aber seitdem haben Forscher nur zwei Arten gefunden, und die genetischen Beweise deuten darauf hin, dass die Speziation umgekehrt ist.
Wie bei den Stichlingen des Enos-Sees zeigen diese Beispiele, dass menschliche Aktivitäten die Hybridisierung auf der ganzen Welt vorantreiben - ob wir uns dessen bewusst sind oder nicht.
Der limnetische (oben) und der benthische (unten) Stichling. (R. Carveth, Regierung von Kanada) Warum manche überleben, während andere nicht überleben, ist eine entscheidende Frage im Zeitalter des Anthropozäns, dem sechsten großen Aussterben der Erde. Und wir sind weit davon entfernt zu antworten. In den letzten 15 Jahren haben wir zahlreiche Arten verloren, darunter den hawaiianischen Po'ouli (oder Schwarzgesichtshonigrepper), das westafrikanische Spitzmaulnashorn, den Spix-Ara und den großen weißen Schmetterling Madeiras. Und das sind nur einige der wenigen, die wir kennen . Es ist unmöglich, die vollständige Anzahl zu messen, da die Wissenschaftler nicht alle Arten auf der Erde identifiziert haben. Wir gehen jedoch davon aus, dass wir das 1.000- bis 10.000-fache der normalen Anzahl Arten verlieren, die vom Aussterben bedroht sind.
Aber es ist möglich, dass es in dieser Flut des Aussterbens eine Reihe von Arten gibt, die lernen, sich schnell anzupassen und zu überleben.
Betrachten Sie eine Studie aus dem Jahr 2015, die Roboterspezies in einer Computersimulation der Evolution verfolgte. Nachdem die Forscher im Laufe der Generationen mehrere zufällige Mutationen eingeführt hatten, simulierten sie ein Massenaussterben, indem sie 90 Prozent der Arten töteten. Nach der Massentötung entwickelten sich die verbleibenden Arten viel schneller und effizienter. Eine weitere Studie befasste sich mit einer neu entdeckten Ichthyosaurier-Art (die Gruppe umfasst marine Reptilien, die um die Zeit der Dinosaurier lebten). Die Forscher sahen nach dem Aussterben des Perms einen ähnlichen Ausbruch von Artenstrahlung, einschließlich einer Vielzahl von Ichthyosauriern. Der Evolutionsbiologe Chris D. Thomas hat sogar festgestellt, dass sich die Pflanzenspeziation während des Anthropozäns beschleunigt.
Diese Studien weisen auf die Idee hin, dass menschliche Aktivitäten, die dieses Massensterben vorantreiben, auch eine rasche Evolution vorantreiben könnten. Das heißt natürlich nicht, dass Massenaussterben gut ist - nur, dass sie möglicherweise einen dünnen Silberstreifen haben. "Wir wissen sehr wenig darüber auf kurzen Zeitskalen", sagt Rudman. "Wir wissen nicht genau, wie viel Genfluss die Anpassung erleichtert und wie viel die Anpassung aufhebt."
Wenn wir diesen Prozess besser verstehen, können wir möglicherweise auch zukünftige Aussterben verhindern.
"Stellen Sie sich ein Lagerfeuer", sagt Rudman. „Ein bisschen Genfluss - oder Hybridisierung - ist wie das Hinzufügen einiger Stäbchen oder eines kleinen Holzklotzes. Es fördert die Anpassung. Wenn Sie jedoch eine ganze Ladung Holz wegwerfen, wird das Feuer erstickt. “Mit anderen Worten, eine gewisse Hybridisierung könnte hilfreich sein, um das Aussterben zu verhindern - wie im Fall des Florida-Panthers. Die Raubkatzen waren vom Aussterben bedroht, daher führten Wissenschaftler Pumas aus Texas ein, um mit den Panthern zu züchten. Jetzt ist die Pantherpopulation wieder stabil und genetisch gesund. Mit den Dreirücken-Stichlingen kam es jedoch zu einer zu starken Hybridisierung, da beide ursprünglichen Arten inzwischen ausgestorben sind. Die getrennten Rollen, die sie im Ökosystem des Sees spielten, werden nicht mehr besetzt, was den See verändert.
Wenn der Mensch etwas gelernt hat, indem er an der natürlichen Umwelt herumgebastelt hat, kann dies natürlich oft nachteilige Auswirkungen haben. Aber Rudmans Arbeit an der raschen Evolution einiger Arten gibt ihm Hoffnung für die Zukunft des Planeten. "Ich würde damit anfangen, dass ich besorgt bin, und es ist bereits dokumentiert, dass es eine enorme Ausrottung gibt", sagt Rudman. "Abgesehen davon würde ich sagen, dass ich vielleicht optimistischer bin als ein durchschnittlicher Biologe, weil ich untersuche, wie schnell sich einige Arten entwickeln können."
