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2000 Stabheuschrecken im Evolutionstest

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Baku, den 20. Mai (AZERTAG). Entstehen unter gleichen Umweltbedingungen immer ähnliche Lebewesen? Biologen haben zumindest bei Stabheuschrecken Anzeichen dafür gefunden. Das könnte indirekt auch etwas über die Entstehung von Leben auf fernen Planeten verraten.

Wie verläuft Evolution? Biologen um Victor Soria-Carrasco von der britischen Sheffield University wollten wissen, ob in der heutigen Zeit die gleichen Mechanismen ablaufen wie zu längst vergangenen Zeiten. Um diese Frage zu beantworten, haben sich die Forscher die Entwicklung von Stabheuschrecken genauer angesehen. Ihr Ergebnis. Unter gleichen Umweltbedingungen entwickeln die Insekten unabhängig voneinander zumindest einige identische Eigenschaften, wie Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten. Davon betroffen seien vor allem Regionen des Erbguts, die der Anpassung an den neuen Lebensraum dienen.

Soria-Carrasco und ihre Kollegen hatten Stabheuschrecken der Art Timema cristinae für ihre Analyse verwendet. Bei diesen gibt es zwei Varianten. Ein Teil der in Kalifornien heimischen Tiere lebt auf der Strauchart Adenostoma fasciculatum, der andere auf Sträuchern der Art Ceanothus spinosus. Die Pflanzen kommen in einem großen Gebiet nebeneinander vor.

2000 Tiere auf falsche Pflanze gesetzt - Die beiden Gruppen von Stabheuschrecken befänden sich in einem sehr frühen Stadium der Auftrennung in zwei verschiedene Arten, heißt es in „Science“. Die auf Adenostoma lebenden Tiere haben etwa zur Tarnung einen Streifen auf dem Rücken, die auf Caenothus lebenden nicht. „Timema ist für die experimentelle Manipulation hervorragend geeignet, weil die Tiere flügellos sind“, erklärt Mitautor Jens Bast von der Universität Göttingen. „Einmal auf eine neue Pflanze gesetzt, bewegen sich die wenigsten danach noch irgendwo anders hin.“

Zunächst entzifferten die Forscher das Erbgut von 160 Tieren aus verschiedenen Populationen und verglichen die Abfolge der gut eine Milliarde DNA-Bausteine. Dann begannen die Forscher ihr Evolutionsexperiment: Sie setzten 2000 Stabheuschrecken auf der jeweils fremden Futterpflanze aus. Schon in der nächsten Generation im Jahr darauf hätten sich die Tiere an ihre neue Heimat genetisch angepasst - und vor allem taten sie es bei bestimmten Merkmalen auf identische Weise.

Veränderung immer mit gleichem Muster - So hatten sich bei den rund 400 untersuchten Tieren Gene verändert, die bei der Bindung von Kalzium oder Metallen wie Eisen bedeutsam sind. „Sie sind funktionell vermutlich für die Form ihrer Mundwerkzeuge, Pigmentierung und Ressourcennutzung verantwortlich, stehen also direkt in Verbindung mit der Wirtspflanze“, sagt Bast. Daraus folgern die Forscher, dass bestimmte Anpassungen an veränderte Umweltbedingungen immer gleichen Mustern folgen könnten.

„Nach einer Generation ist es allerdings noch schwer zu sagen, wie es weitergeht“, schränkt Bast ein. „Die Tiere sind noch nicht wirklich vollständig angepasst. Aber es ist erstaunlich, dass es schon nach einer Generation solche Anpassungen gerade in den wichtigsten Bereichen gibt.“

In der Natur gibt es diverse Beispiele für die sogenannte konvergente Evolution - also für die Theorie, dass ähnliche Umweltbedingungen zur Entstehung ähnlicher Lebensformen führen. 2012 etwa haben Forscher dokumentiert, wie sich in zwei Kraterseen in Nicaragua zwei Fischarten entwickelt haben, die sich verblüffend ähneln - obwohl sie nie miteinander Kontakt hatten. Solche Erkenntnisse sind auch interessant für Exobiologen: Sollte die Theorie von der konvergenten Evolution zutreffen, könnten auf erdähnlichen Planeten im All ähnliche Lebewesen wie auf der Erde entstanden sein.

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