Wie kann eine einzige Art die Ursache für mehrere andere Arten sein?

Evolutionäre Biologen vermuten seit langem, dass die Diversifizierung einer Art in mehrere nachfolgende Arten - ein Vorgang, der als "adaptive Radiation" bekannt ist - das Resultat der Anpassung jeder einzelnen Art an eine unterschiedliche Umwelt ist. Die bisher durchgeführten Experimente, um diese Hypothese zu beweisen, waren wenig überzeugend, da es schwierig war, einen klaren Zusammenhang zwischen den Merkmalen einer Art und dem Selektionswert einer verwandten Gruppe, die sich kürzlich von einer gemeinsamen Vorfahrenart unterschieden hat, nachzuweisen.


Ein internationales Team von Biologen unter der Leitung der McGill-Universität hat fast zwei Jahrzehnte lang Daten im Feld gesammelt - und dabei mehr als 3.400 Darwinfinken auf den Galápagos-Inseln untersucht - mit dem Ziel, die Verbindung zwischen den Schnabelmerkmalen der Vögel und der Lebensdauer der Finken von vier verschiedenen Arten zu bestimmen.

Kürzlich ausgewählt als eine der Redaktionsempfehlungen in der Dezember-Ausgabe der Zeitschrift Evolution, beruht die Studie auf Daten, die sich auf vier Arten beziehen, die alle von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, der vor weniger als einer Million Jahren lebte. Die Forscherinnen und Forscher entwickelten eine detaillierte adaptative Landschaft, um die Lebensdauer eines Individuums basierend auf den Merkmalen seines Schnabels vorherzusagen. Das Team stellte fest, dass die Finken mit den typischen Merkmalen für ihre Art die höchste Lebensdauer aufwiesen und dass die Finken mit abweichenden Schnabelmerkmalen eine kürzere Lebenszeit hatten. In einer adaptiven Landschaft entsprechen die Charakteristika jeder Art Gipfeln des Selektionswertes, die man mit den Bergen auf einer topografischen Karte vergleichen kann, getrennt durch Täler, die einem geringeren Selektionswert entsprechen.

"Biologische Arten haben unterschiedliche Formen und Funktionen vor allem deshalb, weil die einzelnen Merkmale, wie der Schnabel, durch die Umgebung bestimmt werden, in der die Arten leben", erklärt der Hauptautor der Studie, Marc-Olivier Beausoleil, Doktorand an der McGill-Universität unter der Leitung von Professor Rowan Barrett.

Und daher "resultiert die Vielfalt des Lebens aus der Radiation der Arten, die sich entsprechend ihrem Umfeld spezialisieren. Im Fall der Darwinfinken entsprechen diese Umgebungen verschiedenen Futtertypen", fügt Professor Andrew Hendry hinzu, der seit über 20 Jahren an dem Projekt beteiligt ist.

Interessanterweise stellten die Forscher ebenfalls fest, dass die untersuchten Finkenarten noch nicht den Gipfel ihres jeweiligen "adaptiven Peaks" erreicht hatten, was darauf hindeutet, dass jede Art noch nicht perfekt an ihren Futtertyp angepasst ist. Wird die Evolution es ihnen ermöglichen, diese "Perfektion" zu erreichen? Nur die Zukunft wird es zeigen.

Die Studie The fitness landscape of a community of Darwin's finches von Marc-Olivier Beausoleil et al. wurde in Evolution veröffentlicht.