Beschleunigte Entwicklung: Evolution unter Zeitdruck

Dieses Thema im Forum "Netzwelt" wurde erstellt von xxxkiller, 17. April 2007 .

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  1. #1 17. April 2007
    Bislang sind Biologen davon ausgegangen, dass Tiere sich im Laufe von Hunderten bis Tausenden von Jahren an Umweltveränderungen anpassen. Doch manche Arten reagieren viel schneller auf die menschlichen Einflüsse.

    Revolution und Evolution klingen ganz ähnlich und haben beide mit Veränderung zu tun. Die eine bringt sie schnell und manchmal brutal, die andere braucht ihre Zeit.

    Evolution dauert, so steht es in den Lehrbüchern, wenigstens Hunderte, wenn nicht sogar Tausende oder noch mehr Jahre, bis sich Tiere durch neue Verhaltensweisen oder innovativen Körperbau an veränderte Umweltbedingungen angepasst haben.

    Doch es wächst die Zahl von Beispielen, die nicht in dieses Lehrbuchschema passen wollen: Offensichtlich können sich manche Tierarten besser und schneller anpassen, als man bislang angenommen hat.

    Massive Eingriffe des Menschen in die Ökologie haben zu einer derartigen Beschleunigung der Evolution geführt, die Wissenschaftler lange Zeit für unmöglich gehalten haben.

    Ulf Dieckmann, evolutionärer Ökologe am Institut für Angewandte Systemanalyse (IASA) im österreichischen Laxenburg, hat Anpassung quasi im Zeitraffer beim Kabeljau beobachtet.

    Früher war der Speisefisch erst ab einer Länge von einem Meter und mit zehn Jahren geschlechtsreif. Heute kann er sich bereits im Alter von sechs Jahren fortpflanzen, wenn die Tiere gerade mal 65 Zentimeter groß sind.

    "Fischbestände können sich unter dem Druck moderner Hochseefischerei in kurzer Zeit verändern", sagt Dieckmann. "Weil die größten und ältesten Tiere aus den Beständen gefangen werden, bleiben zur Arterhaltung nur noch die jüngeren Tiere übrig."

    Durch die Überfischung gibt es immer weniger Kabeljau, dafür aber für die verbliebenen Tiere mehr Futter. Deswegen wachsen sie schneller und werden in der Folge auch früher geschlechtsreif. "Man könnte ganz einfach sagen: Wenn ein Fisch zu lange wartet, bis er sich fortpflanzt, ist er im Nachteil gegenüber den Artgenossen, die das bereits früher getan haben."

    Versuche mit Guppies, die der Biologe David Reznick von der University of California gemacht hat, erhärten diese Annahme. Wurden die ältesten Tiere aus den Beständen entfernt, vermehrten sich die jüngeren früher als sonst. Weil Guppies viel schneller wachsen als Kabeljau, dauerte dieser Prozess bei ihnen nur fünf Jahre, beim Kabeljau waren es 30 bis 40.

    Die Fähigkeit zur Anpassung gehört zum Grundmuster des Lebens. Kommt es nicht zu massiven Einflüssen und Störungen wie etwa bei Meteoriteneinschlägen, vollzieht sich der Wandlungsprozess auf der Erde normalerweise sehr langsam.

    Doch durch vom Menschen vollzogene Veränderungen der Umwelt werden die Prozesse enorm verkürzt, und in kurzer Zeit müssen sich Arten anpassen, um nicht auszusterben. Manchen gelingt das gut, anderen weniger bis gar nicht.

    "Variabilität gab es immer schon. Keine Tierart kann überleben, die nicht anpassungsfähig ist", sagt der Evolutionsbiologe Matthias Glaubrecht von der Berliner Humboldt-Universität. "Entscheidend ist das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Veränderung."

    Denkbar sei, dass Tierpopulationen generell und schon immer über solch rasche Anpassungsfähigkeiten verfügt haben, "das müssen nicht immer Folgen menschlicher Einflüsse sein". Aber in vielen Fällen sei der Mensch eindeutig Beschleuniger der Evolution, sagt Glaubrecht.

    Seeadler am Stadtrand

    Zu den Verlierern dieser Entwicklung gehört das Birkwild, eine wilde Hühnerart, die früher in weiten Teilen Mitteleuropas Hoch- und Tiefmoore besiedelte. Seit diese Lebensräume durch Torfabbau und Trockenlegung kleiner und seltener wurden, gehen auch die Bestände des Birkhuhnes drastisch zurück. In nennenswerter Zahl kommt das Birkhuhn nur noch in der Lüneburger Heide vor, offensichtlich kann es sich nicht rasch genug an die Veränderungen seiner Lebensräume anpassen.

    Eine solche Fähigkeit beobachten Biologen hingegen seit einiger Zeit beim Seeadler. Bis vor etwa 15 Jahren ging man davon aus, dass der große Greif in Mitteleuropa nur in großen, ungestörten Wäldern auf alten, hohen Bäumen brüten könne. Doch inzwischen breitet er sich in Norddeutschland, Polen und Skandinavien aus. Zugleich beobachten Biologen, dass auf einmal suboptimal erscheinende Standorte als Brutplätze genügen, sofern das richtige Nahrungsangebot in der Nähe verfügbar ist. So siedelten sich Adlerpaare in einer kleinen Pappel am Stadtrand von Wismar an, bei Kiel 100 Meter neben einer stark befahrenen Hauptstraße oder auf einer Elbinsel bei Hamburg, wenige Kilometer vom Hafen entfernt, umringt von riesigen Containerschiffen. "Wir mussten unsere Ansichten revidieren", sagt der Kieler Biologe Rainer Kollmann, "die Art konnte sich besser und schneller anpassen, als wir gedacht haben".

    In manchen Revieren verpaaren sich Altvögel zudem seit kurzem mit Jungadlern. Bislang dachten Biologen, dass Seeadler erst mit fünf oder sechs Jahren geschlechtsreif werden. Doch in den vergangenen Jahren gab es erfolgreiche Bruten bei Paaren, bei denen ein Tier erst drei oder vier Jahre alt war.

    Ähnlich verblüffend waren auch Beobachtungen in brasilianischen Wäldern. Seit der Mensch dort durch Brandrodung, Straßenbau, Holzeinschlag und den Abbau von Bodenschätzen einst unberührte Biotope verändert, wird für einige Tierarten die Nahrung knapp. Antonio de Moura und Phyllis Lee von der Universität Cambridge konnten dort erstmals Kapuzineraffen beim Gebrauch von Werkzeugen beobachten.

    Offenbar vom Hunger getrieben, benutzten sie zehn Gramm leichte bis faustgroße Steine, um damit im Erdreich nach Wurzeln zu graben. Mit den Steinen wurden auch Wurzeln zerteilt oder Nüsse geknackt, mit Zweigen stocherten die Tiere in Astlöchern nach Wasser oder Honig. Ähnliche Verhaltensweisen wurden bei Kapuzineraffen bis dahin nur in Gefangenschaft beobachtet und sind sonst von Schimpansen bekannt geworden.

    Die neuen Techniken haben sich allem Anschein nach nicht allmählich festgesetzt, sondern sind innerhalb einer einzigen Generation erlernt worden.

    Die Fähigkeit zu innovativem Verhalten wirkt nach Ansicht mancher Forscher damit schon als evolutionärer Faktor, denn der Affe, der sich besser ernährt, wird sich eher fortpflanzen und seine Gene rascher weitergeben als der unangepasste Affe. Ähnliches beobachten Biologen auch bei Rabenvögeln, die mit Werkzeugen nach Insekten suchen oder lernen, Samenkapseln zu öffnen.

    Markante Änderungen bringt der Mensch auch in die Evolutionsgeschwindigkeit der Zugvögel. Durch die globale Erwärmung geraten Vögel, die bis ins tropische Afrika ziehen, unter Druck: Gegenüber jenen Arten, die in gemäßigten Breiten überwintern oder nur bis in den Mittelmeerraum ziehen, sind sie im Nachteil.

    Die Letztgenannten kommen immer früher zurück und können das gestiegene Futterangebot durch früher geschlüpfte Insekten nutzen und die optimalen Brutreviere besetzen. Wenn die gleichfalls insektenfressenden Langstreckenzieher zurückkehren, ist das Nahrungsangebot bereits stark dezimiert.

    "Wir beobachten immer häufiger, dass auch manche Langstreckenzieher früher mit der Brut beginnen. Sie werden sich gegenüber ihren später heimkehrenden Artgenossen durchsetzen", sagt Peter Berthold vom Max-Planck-Institut für Ornithologie an der Vogelwarte Radolfzell.

    Bei Mönchsgrasmücken konnte Berthold experimentell zeigen, dass sich vererbtes Verhalten in relativ kurzen Zeiträumen ändern kann. Die Tiere besiedeln ein großes Verbreitungsareal und kommen auf Madeira ebenso vor wie in Russland. Während die Tiere auf Madeira Standvögel sind, ziehen die russischen Vögel im Herbst bis nach Kenia.

    Berthold kreuzte Männchen der einen mit Weibchen der anderen Population und schon deren Nachkommen zeigten in vielen Fällen kein Zugverhalten mehr. Oder aber die Nachfahren von Standvögeln wurden durch Kreuzung mit Zugvögeln selbst zu Zugvögeln.

    Standfeste Grasmücken

    Das beweise, dass sich genetisch bedingte Verhaltensweisen offenbar schnell ändern können. "So sind Vögel innerhalb weniger Jahre in der Lage, auf veränderte Umweltbedingungen flexibel zu reagieren", sagt Berthold, der Ergebnisse seiner Arbeit demnächst in der Fachzeitschrift Science veröffentlichen wird.

    Wenn nun in freier Natur jene Grasmücken erfolgreicher sind, die an ihrem Standort bleiben, als jene, die wegziehen, werden die zugfaulen Tiere mittelfristig die wegziehenden verdrängen. Peter Berthold rechnet bei fortschreitender Erderwärmung damit, dass es in 50 Jahren in Mitteleuropa überhaupt keine Zugvögel mehr geben wird.

    "Je nach Art variiert allerdings die Fähigkeit, sich schnell anzupassen", sagt Glaubrecht. Sind die Populationen klein oder örtlich isoliert, können Umweltveränderungen katastrophale Auswirkungen haben.

    Wenn sich zum Beispiel auf einer Insel das Nahrungsangebot verändert, können manche Vogelarten ihre Schnabelform schnell anpassen, erklärt der Biologe. "Wird in Trockenzeiten die Nahrung knapp, sind jene Individuen im Vorteil, die etwas kräftigere Schnäbel haben und auch härtere, große Samen knacken können.

    In ein paar Jahren setzen sich diese gegenüber Tieren mit schwachen Schnäbeln durch." Sind die Veränderungen aber zu groß, kann die ganze Population innerhalb kürzester Zeit verschwinden.

    Quelle: sueddeutsche.de
     

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