Suchen

500 Buntbarscharten im Victoriasee Buntbarsche: Spezialisierung führt zu extremer Artenvielfalt

| Autor / Redakteur: Andri Bryner / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Nicht weniger als 500 neue Buntbarsch-Arten – farbige Verwandte des europäischen Flussbarsches – sind im ostafrikanischen Viktoriasee in den letzten 15.000 Jahren entstanden, ein Rekord in der Tier- und Pflanzenwelt. Forscher der Eawag und der Uni Bern haben jetzt dieses Evolutions-Rätsel gelöst und erstmals bewiesen: Als die Verhältnisse passten, hat die früher erfolgte Kreuzung zweier entfernt verwandter Buntbarscharten aus dem Nil- und dem Kongo-Einzugsgebiet diese explosionsartige Artbildung ermöglicht.

Firmen zum Thema

Die Flusssysteme rund um den Viktoriasee und die beiden ursprünglichen Vorfahren aus dem Nil- und dem Kongo-Einzugsgebiet sowie ein Teil der rund 700 aus ihnen hervorgegangenen Arten, 500 davon allein im Viktoriasee.
Die Flusssysteme rund um den Viktoriasee und die beiden ursprünglichen Vorfahren aus dem Nil- und dem Kongo-Einzugsgebiet sowie ein Teil der rund 700 aus ihnen hervorgegangenen Arten, 500 davon allein im Viktoriasee.
(Bild: Ewag )

Dübendorf/Schweiz – Durch die komplette Vermischung zweier Buntbarscharten wurden offensichtlich sehr viele Neukombinationen von Genvarianten möglich, die es sonst in einer einzelnen Population kaum geben kann. „Das ist ähnlich, wie durch eine Neukombination von Legobausteinen für einen Traktor und ein Flugzeug ganz viele verschiedene Gefährte entstehen können“, sagt die Erstautorin Dr. Joana Meier. Tatsächlich kommen die neu entstandenen Arten in unzähligen Farbkombinationen daher und sind an unterschiedliche Lebensräume, wie Sandböden, Felsformationen oder das offene Wasser angepasst, und zwar vom besonnten Flachwasser bis in die dauernde Dunkelheit der großen Tiefen. Je nach Art schaben sie Algen von den Felsen, fressen Plankton, brechen Schneckenschalen auf, suchen nach Insektenlarven oder jagen nach anderen Fischen, deren Eier oder Schuppen. Fachleute sprechen von einer „adaptiven Radiation“, der schnellen Entstehung einer Vielzahl neuer Arten einhergehend mit Anpassungen an verschiedene ökologische Nischen.

Vermischung fand vor 150.000 Jahren statt

Die Vermischung der zwei Arten hat vor etwa 150.000 Jahren stattgefunden, als in einer regenreichen Phase ehemalige Zuflüsse des Kongo zum Nil-Einzugsgebiet mit dem späteren Viktoriasee übertraten. In allen größeren Seen der Region hat diese Hybridpopulation dann eine Vielzahl von Arten durch adaptive Radiation ausgebildet. Was im Ur-Viktoriasee genau geschah, haben die Forschenden bisher nicht rekonstruiert. Aber klar ist: Nach einer Trockenphase füllte er sich vor rund 15‘000 Jahren erneut. Nachkommen der Hybridpopulation mit ihrer sehr hohen genetischen Vielfalt wanderten in den See ein. Dort bildeten sie in der – evolutionär betrachtet – kurzen Zeit von einigen tausend Jahren eine Fülle an ökologischen Spezialisierungen und spalteten sich in rund 500 neue Buntbarscharten auf, die ausschließlich im Viktoriasee vorkommen. Dass die Buntbarsche im Viktoriasee ganz besondere Anlagen hatten und sich besonders gut an die neuen ökologischen Nischen anpassten, beweisen über 40 weitere Fischarten: Sie besiedelten den See gleichzeitig, haben sich jedoch seither kaum verändert.

Bildergalerie

Drei Millionen Positionen im Genom analysiert

Für ihre Befunde haben die Forschenden mehr als drei Millionen Positionen im Genom von 100 Buntbarsch-Arten sequenziert – bis vor kurzem eine unlösbare Aufgabe. So konnte die Gruppe um Ole Seehausen (Leiter der Eawag-Abteilung Fischökologie und -evolution und Professor für aquatische Ökologie & Evolution an der Universität Bern) erstmals dessen Theorie belegen, dass die Vermischung von Arten unter gewissen Umständen zu explosionsartiger Artbildung und adaptiver Radiation führen kann. Im Viktoriasee ist durch diesen Prozess in wenigen tausend Jahren ein komplexes Nahrungsnetz entstanden, weil die neuen Arten ihrerseits auch ihr Umfeld geprägt haben.

In den letzten rund 50 Jahren haben die Landnutzung und Abwässer zu einer wachsenden Düngung (Eutrophierung) des Sees geführt. Die Folgen davon sind trüberes Wasser und in den tieferen Bereichen Sauerstoffmangel. So verschmolzen verschiedene Arten zu wenigen Hybridpopulationen, da die bunten Balzfarben, an denen die Weibchen ihre Artgenossen erkennen konnten, ihre Wirkung verloren. Tiefwasserlebensräume wurden gar gänzlich unbewohnbar. Ein Teil der Artenvielfalt und der ökologischen Vielfalt ging so wieder verloren.

Originalpublikation:Ancient hybridization fuels rapid cichlid fish adaptive radiations. Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier, Ole Seehausen; Nature Communications, 8: (2017).

* A. Bryner, Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung & Gewässerschutz (Eawag), 8600 Dübendorf/Schweiz

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 44520549)