Evolution durch tödliches Gift – Potsdamer Wissenschaftler weisen Einfluss von Schwefelwasserstoff im Wasser auf die Artbildung

Dies konnte der Biologe Dr. Martin Plath vom Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam nachweisen.

Die Wissenschaftler fanden bei Fischen sowohl erbliche Veränderungen des äußeren Erscheinungsbildes, des Stoffwechsels als auch des Verhaltens. Ihre Forschungsergebnisse publizierten sie kürzlich im Fachjournal Evolution (62-10: 2643-2659).

Das Biologenteam untersuchte Zahnkärpflinge in Mexiko. Diese wenige Zentimeter großen Fische leben in einem verzweigten Fluss- und Höhlensystem. In einigen Bereichen des Flusslaufs und in einer bestimmten Höhle ist das Wasser stark schwefelwasserstoffhaltig. Schwefelwasserstoff ist ein Atemgift. Es behindert unter anderem den Sauerstofftransport durch die roten Blutkörperchen. Normalerweise sterben Fische bei den dort herrschenden Konzentrationen. Die Zahnkärpflinge konnten sich jedoch an diese lebensfeindlichen Bedingungen anpassen.

Schon rein äußerlich unterscheiden sie sich von ihren Artgenossen im schwefelwasserstofffreien Wasser durch einen größeren Kopf und die infolge dessen größere Oberfläche der Kiemen. Martin Plath und seine Kollegen konnten zudem eine Reihe von genetischen Veränderungen nachweisen, die sich auf den Stoffwechsel der Tiere auswirken. Die Veränderungen sind bereits so massiv, dass sich die Tiere nicht mehr mit Artgenossen aus den schwefelwasserstofffreien Abschnitten des Flusses paaren, obwohl es zwischen den Populationen keine physischen Barrieren gibt. Die Forscher konnten das sowohl durch genetische Untersuchungen als auch durch Verhaltensexperimente nachweisen. Diesen wesentlichen Aspekt bei Artbildungsprozessen bezeichnen Biologen als reproduktive Isolation.

Schwefelwasserstoff kann auf verschiedenen Wegen ins Wasser gelangen. Eine natürliche Quelle ist schwefelhaltiges Gestein aufgrund vulkanischer Aktivität, wie beispielsweise in der von den Biologen untersuchten Schwefelhöhle. Außerdem entsteht es durch bakterielle Zersetzung, wenn große Mengen organischen Materials ins Wasser gelangen. Das kann Laub sein oder – wie in dem oberirdischen Teil des untersuchten Flusssystems – Zellulose, die die Holz verarbeitende Industrie ins Wasser leitet. Hier nimmt also möglicherweise der Mensch durch Umweltverschmutzung Einfluss auf die Evolution.

Hinweis an die Redaktionen:
Weitere Informationen erhalten Sie bei Dr. Martin Plath vom Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam telefonisch unter 0331/977-5586, E-Mail: mplath@uni-potsdam.de