Mit dem Klimawandel Schritt halten: Genetischer Austausch ermöglicht schnelle Anpassung bei Singvögeln
Austausch genetischer Vielfalt zwischen Arten beschleunigt die
evolutionäre Anpassung Der Klimawandel verändert unsere Umwelt in rasantem Tempo – und stellt
viele Tierarten vor große Herausforderungen. Ob sie sich anpassen können,
hängt entscheidend von ihrer genetischen Vielfalt ab.
Eine internationale
Studie mit Beteiligung von Forschenden des Leibniz-Instituts zur Analyse
des Biodiversitätswandels (LIB) zeigt nun, wie eng genetische Vielfalt und
Anpassungsfähigkeit miteinander verknüpft sind. Die Arbeit ist im
Fachmagazin Science erschienen und wurde unter Leitung der Schweizerischen
Vogelwarte durchgeführt.
Das Forschungsteam untersuchte die evolutionäre Entstehung der
Gefiederfärbung bei Steinschmätzern (Gattung Oenanthe). Dabei zeigte sich:
Nahe verwandte Arten konnten sich durch den Austausch von Erbanlagen, die
für die Gefiederfarbe verantwortlich sind, schnell an neue
Umweltbedingungen anpassen.
Farben erzählen evolutionäre Geschichten
Veränderungen in einem einzigen Gen – dem sogenannten Agouti Signaling
Protein (ASIP) – führten beim Balkansteinschmätzer (Oenanthe melanoleuca)
zu einem weißen Gefieder an Kehle und Rücken. Die zugrundeliegenden
Mutationen entstanden im natürlichen Verlauf der Evolution und wurden
durch umfassende Genomvergleiche und populationsgenetische Analysen
identifiziert.
Diese genetischen Varianten wurden anschließend durch Kreuzung an den
Maurensteinschmätzer (Oenanthe hispanica) weitergegeben. In beiden Arten
ersetzte schließlich die weiße Rückenfärbung die ursprünglich schwarze.
Die Kehlen zeigen heute beide Färbungen – schwarz und weiß –, was mit
unterschiedlichen Nahrungsnischen der Tiere zusammenhängt.
„Unsere Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, dass evolutionäre Innovationen
oft das Ergebnis eines genetischen Mosaiks sind“, sagt Prof. Alexander
Suh, Leiter des Zentrums für Molekulare Biodiversitätsforschung und der
Sektion Molekulare Biodiversität am LIB. „Durch den Austausch von
Erbinformationen über Artgrenzen hinweg entstehen neue Kombinationen
genetischer Module – ein Prozess, der dazu beitragen kann, dass Arten sich
rasch an neue Umweltbedingungen anpassen.“
Evolution als genetisches Mosaik
Während der schnelle genetische Austausch zwischen nah verwandten Arten
kurzfristige Anpassungen ermöglicht, war für die langfristige Evolution
der Gefiederfärbung in entfernter verwandten Steinschmätzern die
Entstehung völlig neuer genetischer Varianten entscheidend. Die
Forschenden betonen daher, wie wichtig es ist, genetische Vielfalt sowohl
innerhalb als auch zwischen Arten zu bewahren – um die Anpassungsfähigkeit
der Natur im Klimawandel zu sichern.
