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20.08.2009

Evolution neuer Arten ohne geografische Trennung

Konstanzer Evolutionsbiologen finden Hinweise auf Artenentstehung durch farbgeleitete Partnerwahl bei Buntbarschen unter sympatrischen geografischen Bedingungen in einem Kratersee in Nicaragua.

Unterschiedlich gefärbte Buntbarsche.
Artenbildung basiert bei Buntbarschen auf einer farbgeleiteten Fortpflanzung. (© Elmer, Lehtonen & Meyer)

Ist es möglich, dass Artenbildung ohne geografische Barrieren stattfindet? Die Antwort auf diese Frage ist umstritten, doch Evolutionsbiologen der Universität Konstanz fanden Hinweise darauf, dass bei Buntbarschen in einem Kratersee in Nicaragua genau diese Artenentstehung in "Sympatrie" erfolgte. Die unterschiedliche Färbung von Fischen derselben Spezies ist die Basis selektiver Partnerwahl.

Diese farbgeleitete Fortpflanzung könnte zu einer Aufsplittung der ursprünglichen Art in zwei unterschiedlich gefärbte Arten innerhalb eines kleinen Kratersees führen. Schon jetzt ließ sich die unterschiedliche genetische Zusammensetzung der beiden Farbmorphen zeigen. Die klassische Evolutionsbiologie geht davon aus, dass eine geografische Trennung notwendig ist, um aus einer Spezies die Bildung neuer Arten durch die geografisch bedingte Unterbrechung des Genflusses zu ermöglichen. Neueren Theorien nach ist es allerdings auch möglich, dass neue Arten ohne geografische Trennung entstehen können, sofern der Austausch von Genen durch starke ökologische Selektion oder durch sexuelle Selektion bedingt wird.

Gleichgefärbte Partner bevorzugt

Im Kratersee Xiloá in Nicaragua haben Dr. Kathryn R. Elmer, Dr. Topi K. Lehtonen und Professor Axel Meyer Belege für diese These gefunden. Nur hier leben vier Arten von Buntbarschen, die zum Midas Cichliden Artenkomplex gehören. Die meisten dieser Buntbarsche weisen eine grau-schwarze Färbung auf; einige Exemplare der Art Amphilophus xiloaensis und auch der Art A. saggitae verlieren hingegen im Lauf ihrer Entwicklung die schwarzen Pigmente und nehmen eine schillernd goldene Färbung an - als hätte ihr Namenspatron König Midas, der dem antiken Mythos zufolge alles in Gold verwandelt, sie berührt. "Wir arbeiten dabei mit unterschiedlichen genetischen aber auch genomischen Ansätzen, um die genetische Basis zwischen den Farbmorphen und -arten zu finden", so Professor Axel Meyer.

Das Forscherteam aus Konstanz beobachtete, dass sich die Buntbarsche beider Arten in ihrer Partnerwahl stark an ihrer eigenen Färbung orientieren: Obwohl sie zur selben Art gehören, paaren sich grau-schwarze Fische nur selten mit ihren goldenen Artgenossen und ziehen gleichgefärbte Sexualpartner vor, ebenso wie goldene Individuen vorzugsweise goldene Geschlechtspartner suchen. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass gemischtfarbene Paare von den besten Laichplätzen vertrieben werden und dadurch gezwungen sind, tiefere Gewässer aufzusuchen. Diese Paarungsentscheidungen führen durch so genannte sexuelle Selektion zu genetischen Unterschieden zwischen beiden Farbmorphen in A. xiloaensis. (A. saggitae wurden nicht genetisch untersucht). Sie sind also im Prozess begriffen, neue Arten zu formen. In dem Kratersee Xiloa findet so "sympatrische Artenbildung" durch die farbgeleitete Fortpflanzung statt. Aus der dunkelgefärbten Grundform der Buntbarsche und ihrer goldenen Variante scheinen zwei unterschiedlich gefärbte Arten zu entstehen. Professor Axel Meyer glaubt, dass diese Artenbildung "in ein paar hundert bis tausenden Jahren" abgeschlossen sein könnte.

Die Untersuchung wird derzeit in der Ausstellung "Entdeckungen 2009: "Wasser" auf der Insel Mainau präsentiert. Die Forschungsergebnisse werden in der nächsten Ausgabe der englischsprachigen Wissenschaftszeitschrift "Evolution" unter dem Titel "Color assortative mating contributes to sympatric divergence of neotropical cichlid fish" veröffentlicht.
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Universität Konstanz (10.08.09) - 20.08.2009

Weitere Informationen zum Beitrag:
Prof. Axel Meyer, Ph.D.
Universität Konstanz
Tel.: 0 7531 / 88 4163
Tel.: 0 7531 / 88 3069 (Sekretariat)
E-Mail: axel.meyer(at)uni-konstanz.de

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