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Genetik : Evolution auf der Überholspur

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Erwachsener männlicher Süßwasser-Stichling (Gasterosteus aculeatus)
Erwachsener männlicher Süßwasser-Stichling (Gasterosteus aculeatus) : Bild: Anthony Lee, Berkeley

Wie aber konnten Hauspferde so rasch derart kälteresistent werden? Die molekulargenetischen Analysen der Forscher um Libradoa lassen darauf schließen, dass bei der rasanten Evolution in Jakutien vor allem regulatorische Regionen der DNA im Spiel waren. Kleine Variationen, die bereits in der Population vorhanden sind, können dort gemeinsam eine große Wirkung entfalten: zum Beispiel die Fettpolster dicker machen und den Körperbau gedrungener.

An solchen Stellschrauben hat die Evolution anscheinend nicht nur bei Pferden gedreht. Wie vergleichende Studien zeigen, war ein ähnliches Sortiment von Genen beteiligt, als sich die Ureinwohner subpolarer Regionen gegen ein frostiges Klima gewappnet haben.

Aktive Wanderung ins Süßwasser

Bei den Stichlingen, die von Wissenschaftlern um Emily A. Lescak von der University of Alaska Fairbanks und Susan L. Bassham von der University of Oregon unter die Lupe genommen wurden, gab ein Erdbeben den Startschuss für eine rasend schnelle Evolution. Am 27. März 1964 erschütterte das heftigste Beben, das jemals in Nordamerika registriert worden ist, die Südküste von Alaska. Dabei hoben sich mehrere Inseln im Prinz-William-Sund so weit empor, dass an Land neue Teiche mit Süßwasser entstanden:

Etliche Mulden wurden vom Meer abgeschnitten und von Regengüssen geflutet. Ein Meeresbewohner, der dort überleben konnte, ist der Dreistachlige Stichling (Gasterosteus aculeatus). Mitunter wandert er sogar aktiv ins Süßwasser, um eine ruhigere Umgebung für die Fortpflanzung zu finden. Seine aufwendige Brutpflege hat man längst gründlich erforscht: Stichlingsmännchen bauen ein Nest, locken Weibchen hinein und betreuen dann die abgelegten Eier, bis der Nachwuchs geschlüpft ist.

In Europa und Ostasien sind die nicht einmal fingerlangen Fischlein ebenso weit verbreitet wie in Nordamerika. Sie sind an der Küste wie im Binnenland, in Salz- und Brackwasser wie im Süßwasser heimisch. Auf Inseln im PrinzWilliamSund und ringsum fingen die Forscher um Lescak und Bassham mehr als tausend Dreistachlige Stichlinge, um sie bis ins Detail zu untersuchen und miteinander zu vergleichen.

Normalerweise unterscheiden sich Süßwasserpopulationen schon auf den ersten Blick von Meeresbewohnern: Die Fische sind nicht nur kleiner und haben kürzere Stacheln. Vor allem sind sie viel spärlicher mit Schutzschilden in Form von seitlichen Knochenplatten bestückt. Im Süßwasser tragen sie weniger als zehn, im Salzwasser mehr als dreißig solche Platten.

Evolution im Eiltempo

Genetische Analysen haben gezeigt, dass die Populationen in den erst im Jahr 1964 entstandenen Teichen allesamt von Meeresbewohnern abstammen. Erstaunlicherweise findet sich in vielen dieser neuen Biotope aber bereits ausnahmslos die typische Süßwasserform. Manche der erst seit fünfzig Jahren existierenden Teiche beherbergen neben dem Süßwassertyp allerdings auch Stichlinge mit dem für Salzwasser charakteristischen Outfit, wie die Forscher ebenfalls in den „Proceedings“ berichten.

In einigen der neuen Biotope schwimmen sogar ausschließlich Vertreter der Salzwasserform. Das lässt sich damit erklären, dass diese Populationen mehr oder minder häufig Zuwachs aus dem Meer bekommen. Entweder verschlägt es Stichlinge bei Sturmfluten in einen nahe gelegenen Teich, oder sie wandern aktiv ein, über die Mündung von Bächen oder kleinen Rinnsalen.

Das halbe Jahrhundert, das seit dem folgenreichen Erdbeben vergangen ist, entspricht nur etwa 25 Stichlingsgenerationen, maximal könnten es 50 gewesen sein. Dennoch unterscheiden sich die erst bei dem Erdbeben an der Südküste Alaskas entstandenen Süßwasserpopulationen im Durchschnitt fast ebenso sehr von ihren Verwandten im Meer wie Populationen weitab der Küste, die vermutlich schon seit etlichen Jahrtausenden bestehen.

Beim dauerhaften Wechsel vom Salzwasser zum Süßwasser verläuft die Evolution offenbar im Eiltempo: Für die entscheidenden Anpassungen genügen wenige Jahrzehnte. Was freilich noch nichts darüber aussagt, wie die Fauna mit den drastischen Veränderungen zurechtkommen wird, die durch den Klimawandel drohen.

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