Studie beleuchtet die Entstehung von Spezies
Ein Team EU-finanzierter Forscher demonstrierte, inwieweit sexuelle Selektion und Umweltbelastungen interagieren könnten, um eine Spezies dazu zu veranlassen, sich in zwei Arten zu unterteilen, selbst wenn die neue Spezies durch keinerlei geografische Barrieren abgegrenzt ist. EU-Unterstützung erhielt die online im Fachmagazin Science veröffentlichte Studie über ein Stipendium für europäische Wissenschaftler für eine Betätigung außerhalb Europas im Rahmen des Marie-Curie-Mobilitätsprogramms für Forscher. Heutzutage ist weitreichend bekannt, dass die natürliche Selektion den Hintergrund für die Entstehung neuer Spezies bildet. Jedoch stehen 150 Jahre nach Veröffentlichung des Buches "Die Entstehung der Arten" von Charles Darwin die genauen Prozesse, welche die Entwicklung neuer Spezies steuern (auch "Speziation" oder Artbildung genannt), noch immer zur Debatte. In einem einfachen Szenario werden zwei Populationen einer Spezies durch eine unüberwindbare geografische Barriere getrennt, zum Beispiel einen See oder einen Gebirgszug. Im Laufe der Zeit entwickeln sich die beiden Populationen in genetischer Hinsicht derart unterschiedlich, dass - würden sich Individuen dieser zwei Populationen paaren - der daraus hervorgehende Nachwuchs zeugungsunfähig wäre. Dennoch entwickeln sich neue Spezies aber auch in Situationen, in denen die jeweiligen Populationen nicht vollständig voneinander isoliert sind. Im Rahmen dieser Studie erarbeiteten die Forscher ein mathematisches Modell, bei dem zwei Populationen einer Spezies in unterschiedlichen Umgebungen leben. Innerhalb dieses Modells wird vorausgesetzt, dass "spezialisierte" Individuen, die sich optimal an ihre jeweilige lokale Umgebung anpassen können, bessere Überlebenschancen haben und mehr Nachkommen zeugen als "intermediäre" Individuen mit Eltern aus beiden Populationen, die nicht darauf spezialisiert sind, in einer der beiden Umgebungen zu gedeihen. Solange Individuen von einer Umgebung in eine andere wechseln können, führt dieses Szenario nicht zur Entstehung neuer Spezies. Dieser Sachverhalt ändert sich jedoch, sobald der Aspekt der sexuellen Selektion mit einbezogen wird. Die Forscher erfanden ein Ziermerkmal für die Männchen ihrer imaginären Spezies, wie beispielsweise ein farbenfrohes Federkleid, dessen Zustand einen optimalen Indikator dafür darstellt, ob sich ein Individuum gut an seine lokale Umgebung angepasst hat oder nicht. "An ihre lokale Umgebung angepasste Individuen befinden sich wahrscheinlich in einem besseren Zustand, über den sie ein auffälligeres Gefieder entwickeln können als weniger gut angepasste Individuen", erklärten die Forscher. In dieser Situation entwickeln die Weibchen eine deutlichere Vorliebe für Männchen mit prächtigerem Gefieder, da diese optimal an die lokale Umgebung angepasst sind und dies folglich mit größter Wahrscheinlichkeit auch für ihre Nachkommen gilt. Sobald die sexuelle Selektion auf diese Weise einsetzt, lassen Kreuzungen zwischen den beiden Populationen deutlich nach, da männliche "Mischlinge" an keinen der jeweiligen Lebensräume optimal angepasst sind. Sie entwickeln folglich kein leuchtend buntes Gefieder und können keine Weibchen anlocken. "Somit verstärkt die Partnerwahl anhand eines Indikators der lokalen Adaption die reproduktive Isolation zwischen spezialisierten Individuen und könnte deshalb die Wahrscheinlichkeit der Speziation steigern", heißt es in der Abhandlung. Das Modell belegt, dass selbst eine relativ geringe natürliche Selektion eine Spezies in zwei Unterarten unterteilen kann, wird diese durch eine starke sexuelle Selektion verstärkt. Die Forscher wollen ihre Theorie nun in der Praxis an Spezies wie Kreuzschnäbeln und Stichlingen testen, bei denen von Biologen untersucht wird, ob die Attraktivität der Individuen deren Anpassungsgrad an die lokale Umgebung widerspiegelt.