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tr. Zufallsbedingte genetische Mutationen ereignen sich ständig. So können veränderte oder neue Funktionen entstehen, die von der Umwelt selektioniert werden. Auf diese Weise entstehen langfristig neue Arten von Lebewesen, doch ist dies ein sehr langsam verlaufender Prozess, der die menschliche Lebensspanne um viele Grössenordnungen übertrifft. Aus diesem Grund kann die Darwinsche Evolution auf makroskopischen Massstab nicht beobachtet werden.
Nun berichten kanadische Wissenschaftler im Journal of Ecology (84, 53-62; 1996) über den direkten Nachweis rascher, makroskopischer Evolution bei weit verbreiteten Wildpflanzen an der Westküste Kanadas und auf den vorgelagerten Inseln. Auch der Gründereffekt wurde dort beobachtet. Eine neue Kolonie einer gegebenen Art unterscheidet sich dabei sofort von der Elternpopulation, wenn sie mit einem einzelnen, atypischen Individuum beginnt.
Das untersuchte evolutionäre Phänomen war der Verlust der Fähigkeit zur Verbreitung, die bei inselbewohnenden Pflanzen und Tieren sehr häufig vorkommt. Diese Eigenschaft steht im Zusammenhang mit dem Problem, dass viele auf entfernten Meeresinseln endemische Arten anscheinend keinerlei Möglichkeit hatten, ihre Heimat zu erreichen. Bekannte Beispiele sind riesige, fluglose Vögel sowie Bäume, deren Samen im Salzwasser sofort absterben und viel zu schwer sind, um durch Vögel oder den Wind herangebracht zu werden. Zur Erklärung dieses Phänomens werden Landbrücken postuliert, die eine gewöhnliche Einwanderung ermöglichten, aber später verschwanden. Obwohl diese Deutung in einigen Fällen durchaus zutreffen kann, ist sie normalerweise äusserst unwahrscheinlich. Man kennt ja die Topografie des Meeresgrunds und seine tektonische Entwicklung recht genau.
Eine wesentliche realistischere Theorie geht von der Annahme aus, dass die heutigen Inselkolonien durch Tiere und Pflanzen etabliert wurden, die für eine weiträumige Verbreitung gut ausgerüstet waren. Dazu gehörten hochgradig flugtüchtige Vögel sowie Pflanzen mit kleinen, vom Wind leicht verbreiteten Samen. Nach der Etablierung einer Inselkolonie sorgten Evolution und Selektion für den Verlust der Verbreitungsfähigkeit. Wenn nämlich letztere erhalten bleibt, ist die Gefahr groß, dass die betreffende Art die Insel wieder verlässt. Andererseits werden jene Arten lokal selektioniert, deren Mobilität durch zufallsbedingte Mutationen eingeschränkt ist und die gleichzeitig in ihrer ökologischen Nische besonders erfolgreich sind.
Insgesamt wurden 240 Inseln an der Pazifikküste Kanadas untersucht, deren Fläche von einigen Quadratmetern bis zu einem Quadratkilometer reicht. Ihre Flora umfasst viele Arten von Korbblütern aus der Familie der Asteraceae, die unseren Gänseblümchen ähneln. Sie haben winzige Samen, die im Zentrum einer enorm viel größeren, lockeren Kugel aus Cellulosefasern angeordnet sind, der sog. Pappus. Dank diesem Hanggleiter können die Samen vom Wind kilometerweit verfrachtet werden. Die dabei zurückgelegte Distanz ist proportional zur Größe des Pappus und umgekehrt proportional zum Gewicht des darin eingebetteten Samens. Das Verhältnis des Pappus-Volumens zum Samenvolumen kann 17.000 zu 1 erreichen.
Diese Pflanzen weisen eine deutlich reduzierte Fähigkeit zur Verbreitung auf, wenn sie vom Festland kommend auf Inseln heimisch werden. So wurde bei den inselbewohnenden Sorten eine Reduktion des Pappus-Volumens um 28 bis 34% gemessen, während der Samen bis 25% schwerer war. Diese evolutionsbedingten Veränderungen hatten sich offensichtlich sehr schnell etabliert, denn viele der untersuchten Inselpopulationen bestanden nur aus einigen Dutzend individuellen Pflanzen, die im Lauf weniger Jahre verschwinden und durch Neuzuzügler ersetzt werden können. Die Ausgangspopulation bestand unweigerlich aus nur einigen wenigen Individuen, die für den Lufttransport besonders gut ausgerüstet waren und im Vergleich zur Festlandpopulation im Durchschnitt einen um 15% kleineren Samen aufweisen.
Solche Varianten treten als Komponente der Normalverteilung
in jeder großen Population auf und werden vererbt. Ausschlaggebend
ist nun, dass sie von der Umwelt spezifisch selektioniert werden,
weil sie für den weiträumigen Transport besonders gut
geeignet sind. Bei ihren nachkommen auf der Insel tritt der umgekehrte
Effekt ein, denn nunmehr werden jene Varianten selektioniert,
die für die Verbreitung schlechter geeignet sind. Weil sie
schwerere Samen und kleinere Fallschirme aufweisen, werden sie
mit kleinerer Wahrscheinlichkeit ins Meer hinaus geblasen. Sie
haben demgemäß bessere Chancen, auf ihrer Insel Nachkommen
zu hinterlassen. Diese Effekte wurden schon innerhalb von 6 bis
8 Jahren nachgewiesen. Weil die meisten der untersuchten Pflanzenarten
den Zyklus von Samen zu Samen in zwei Jahren durchlaufen, genügten
schon 3 bis 4 Generationen, um deutlich sichtbare, von der Umwelt
selektioniert evolutionäre Veränderungen hervorzubringen.
