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Evolutionäre Diversifizierung Ernährung und Evolution: Du bist, was du isst

Quelle: Pressemitteilung Universität Basel 2 min Lesedauer

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Verschiedene Schnabel- und Kieferformen sind sichtbare Beispiele dafür, wie sich Tierarten an verschiedene Nahrungsquellen angepasst haben. Wie die Ernährung selbst die Zusammensetzung des Darmgewebes prägt, zeigen Forschende nun am Beispiel der artenreichen Buntbarsche im Fachjournal Nature.

Neolamprologus brevis, ein Buntbarsch aus dem Tanganjikasee, ernährt sich unter anderem von kleinen Krebstierchen und Insektenlarven. Neue Untersuchungen zeigen, dass sich auch der Darm von Buntbarschen evolutiv an ihre Ernährung angepasst hat. (Bild: Adrian Indermaur, Universität Basel)
Neolamprologus brevis, ein Buntbarsch aus dem Tanganjikasee, ernährt sich unter anderem von kleinen Krebstierchen und Insektenlarven. Neue Untersuchungen zeigen, dass sich auch der Darm von Buntbarschen evolutiv an ihre Ernährung angepasst hat.
(Bild: Adrian Indermaur, Universität Basel)

Im Tanganjikasee in Afrika findet sich eines der beeindruckendsten Beispiele der Evolution. Rund 250 verschiedene Arten von Buntbarschen haben sich hier entwickelt und im begrenzten Lebensraum des Sees auf unterschiedliche ökologische Nischen spezialisiert. Es gibt Algen- und Planktonfresser, aber auch räuberische Arten, die anderen Fischen die Schuppen abfressen oder kleinere Fische verzehren.

Die Nahrungsquelle ist ihnen meist schon am Maul abzulesen: Ihre Kiefer sind so geformt, dass sie sich perfekt für die jeweilige Nahrung eignen, beispielsweise um Algen von Felsen abzuschaben oder Fischschuppen abzureißen. Auch der Zusammenhang zwischen Ernährung und Länge des Darms wurde für viele dieser Arten beschrieben.

Ein Team um Dr. Antoine Fages, Prof. Dr. Patrick Tschopp und Prof. Dr. Walter Salzburger von der Universität Basel zeigt nun eine weitere Ebene der Anpassung an verschiedene Nahrungsquellen auf. „Bisher wusste man wenig darüber, wie sich der Verdauungstrakt auf Ebene der Zellen und zellulärer Prozesse an die jeweilige Ernährung angepasst hat“, erklärt Antoine Fages, Erstautor der Studie, die genau diese Anpassungen nun am Beispiel der Buntbarsche in „Nature“ beschreibt.

Von äußeren Merkmalen bis zu Zellen der Darmschleimhaut

Querschnitt durch Darmfalten im Vorderdarm von Neolamprologus brevis. Angefärbt sind zwei Gene, die besonders im Darm räuberischer Arten eine Rolle spielen. Türkis zeigt Aktivität eines Gens für die Verarbeitung von Eiweissen, Violett diejenige für ein Gen im Kontext des Energiestoffwechsels.(Bild: Patrick Tschopp, Universität Basel)
Querschnitt durch Darmfalten im Vorderdarm von Neolamprologus brevis. Angefärbt sind zwei Gene, die besonders im Darm räuberischer Arten eine Rolle spielen. Türkis zeigt Aktivität eines Gens für die Verarbeitung von Eiweissen, Violett diejenige für ein Gen im Kontext des Energiestoffwechsels.
(Bild: Patrick Tschopp, Universität Basel)

Erstmals verknüpften die Forschenden die zelluläre Zusammensetzung des Darms mit den anatomischen Merkmalen und den ökologischen Nischen der verschiedenen Buntbarscharten. Das Team untersuchte mithilfe moderner Einzelzell-Sequenziermethoden bei 24 Buntbarscharten die Darmzellen und die darin aktiven Gene.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich keineswegs nur sichtbare Merkmale der Tiere angepasst haben: Bei den fleischfressenden Buntbarschen waren in der Darmschleimhaut mehr Zellen vorhanden, die auf die Aufnahmen von Fetten und Nährstoffen spezialisiert sind. Diese spielen für die Verarbeitung energiereicher Nahrung eine wichtige Rolle.

Spielraum für evolutive Anpassungen

„Dies deutet darauf hin, dass die ökologische Nische hier - indirekt - Einfluss auf die Zelltyp-Spezifizierung, und damit auf die Gewebezusammensetzung im Darm nimmt“, erklärt Patrick Tschopp. Die Ergebnisse zeigen zudem: In diesen Zellen sind viele Gene aktiv, die besonders großen Spielraum für evolutive Anpassungen haben. Dieser Freiraum ist möglich, weil Veränderungen an diesen Genen andere Prozesse im Organismus weniger beeinflussen.

Walter Salzburger fasst zusammen: „Wir zeigen hier auf Ebene einzelner Zellen, wie Anpassungen an unterschiedliche Ernährungsweisen zur evolutionären Diversifizierung beitragen.“

Originalpublikation: Fages, A., Luxey, M., Ronco, F. et al. Adaptive cellular evolution in the intestine of hyperdiverse cichlid fishes. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10494-8

(ID:50847441)

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