Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ist Evolution vorhersagbar?

28.10.2014

Konstanzer Evolutionsbiologen beobachten parallele, wiederholte Evolution von Buntbarschen in Nicaragua

Wenn wir die Zeit zurückdrehen könnten, so dass das Leben auf unserem Planeten nochmals von vorne begänne – würde sich die Evolution dann exakt gleich entwickeln?


Buntbarsch aus dem Kratersee Xiloá


Prof. Axel Meyer

Dieses berühmte Gedankenexperiment stellte der Evolutionsbiologe Stephen Jay Gould vor 25 Jahren an und kam zu dem Schluss, dass sich die Evolution nicht wiederholen würde: Zu bedeutend sei die Rolle zufälliger Prozesse bei der Entstehung der Artenvielfalt.

Konstanzer Evolutionsbiologen um Prof. Axel Meyer beobachteten nun eine parallele Evolution von zwei eng verwandten, aber geographisch isolierten Populationen von Buntbarschen in nicaraguanischen Kraterseen. Die Beobachtungen legen eine Entwicklung der Evolution per Anpassung im Sinne der Darwin’schen natürlichen Selektion – anstelle einer zufallsbasierten Auseinanderentwicklung der Arten – nahe und sind ein Hinweis auf einen deterministischen Verlauf der Evolution. Die Ergebnisse der Konstanzer Studie sind in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature Communications veröffentlicht.

Die Wiederholbarkeit evolutionärer Entwicklung lässt sich gemeinhin nur schwer untersuchen, da räumlich voneinander isolierte Lebensräume, die von den gleichen Arten bewohnt sind, in der Natur sehr selten vorkommen. „Die jungen und komplett isolierten Kraterseen des mittelamerikanischen Vulkangebiets in Nicaragua boten uns einen idealen Untersuchungsraum zur Erforschung von paralleler Evolution. Mehrere dieser Kraterseen beheimaten Midasbuntbarsche, die sich unabhängig von den Stammpopulationen in den benachbarten großen Seen Mittelamerikas entwickelt haben“, erklärt Axel Meyer.

In einer vergleichsweise sehr kurzen Zeitspanne von weniger als 10.000 Jahren entwickelten sich in zweien dieser Kraterseen, Apoyo und Xiloá, unabhängig voneinander neue Arten des Midasbuntbarsches, die jeweils nur in einem der Kraterseen vorkommen. Diese neuen Arten weisen dieselben morphologischen Anpassungen der Stammpopulation aus flachen, trüben Seen an den neuen Lebensraum der tiefen, klaren Kraterseen auf.

„In jedem der beiden Kraterseen entwickelte sich eine Variation des Midasbuntbarsches mit pfeilförmig verlängerter Körperform – ein Phänotyp, den es sonst in anderen neotropischen Seen nicht gibt“, berichtet Meyer. Sein Forschungsteam nahm eine Untersuchung der morphologischen, ökologischen, genetischen und phylogenetischen Eigenschaften dieser Fische vor.

„Wir fanden in diesen Buntbarschen einen starken Beleg für parallele Evolution – aber interessanterweise fand diese auf unterschiedlichen Wegen statt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass parallele Phänotypen in gleichartigen Lebensräumen entstehen können, dies jedoch nicht zwingend auf parallelen evolutionären Wegen erfolgen muss“, erläutert der Konstanzer Evolutionsbiologe. Das ist ein Hinweis darauf, dass parallele Anpassungen an ähnliche Lebensräume zwar durch natürliche Selektion zum gleichen Ergebnis führen, aber auf möglicherweise unterschiedlicher genetischer Basis und durch ein anderes Artentstehungsmuster. „Wir sind dabei, die hierfür verantwortlichen Gene und Mutationen zu suchen“, schildert Axel Meyer.

„Unsere Untersuchung zeigt, dass sich in vergleichbaren Lebensräumen komplexe parallele Phänotypen sehr rasch, wiederholt und sogar auf unterschiedlichen evolutionären Bahnen entwickeln können, vermutlich bedingt durch natürliche Selektion. Unsere Ergebnisse stützen somit das Modell einer Evolution durch natürliche Selektion, wonach selbe Merkmale durch selbe Umweltbedingungen und selbe ökologische Nischen ausgebildet werden können. Dies ist ein mikroevolutionäres Beispiel, wie wir Gould die Zeit zurückdrehen lassen und die Evolution dennoch zu sehr ähnlichen Arten führt, allerdings auf unterschiedlichen Entstehungswegen“, resümiert Axel Meyer.

Originalpublikation:
Kathryn R. Elmer, Shaohua Fan, Henrik Kusche, Maria Luise Spreitzer, Andreas F. Kautt, Paolo Franchini and Axel Meyer. 2014. Parallel evolution of Nicaraguan crater lake cichlid fishes via non-parallel routes. Nature Communications, DOI 10.1038/ncomm6168

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: 07531 / 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

Prof. Axel Meyer
Universität Konstanz
Professor für Zoologie/Evolutionsbiologie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 88-4163
E-Mail: Axel.Meyer@uni-konstanz.de

Weitere Informationen:

http://www.uni.kn

Julia Wandt | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse
27.07.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Heilpflanze Arnika ist in Norddeutschland genetisch arm dran
27.07.2017 | Freie Universität Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heilpflanze Arnika ist in Norddeutschland genetisch arm dran

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Drei Generationen an Sternen unter einem Dach

27.07.2017 | Physik Astronomie

Kieler Projekt „FucoSan – Gesundheit aus dem Meer“ erhält 2,2 Millionen Euro

27.07.2017 | Förderungen Preise