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Universität Basel

18. November 2020

Explosive Artbildung bei Buntbarschen im Tanganjikasee

Ein Buntbarsch aus dem Tanganjikasee
Ophthalmotilapia ventralis, ein Buntbarsch aus dem Tanganjikasee. (Foto: Adrian Indermaur, Universität Basel/Fachbereich Zoologie)

Der afrikanische Tanganjikasee ist ein Schauplatz, an dem die Evolution beeindruckendes geleistet hat: Buntbarsche kommen dort in aussergewöhnlicher Artenvielfalt vor. Ein Forschungsteam der Universität Basel ist diesem Phänomen auf den Grund gegangen und liefert im Fachmagazin «Nature» neue Erkenntnisse zur Entstehung biologischer Vielfalt.

Dreidimensionale Struktur eines Pharyngealkiefers eines Buntbarsches vom Tanganjikasee
Dreidimensionale Struktur eines Pharyngealkiefers eines Buntbarsches vom Tanganjikasee. (Abbildung: Fabrizia Ronco/Halil Kesselring, Universität Basel/Fachbereich Zoologie)

Die Forschenden vermassen beispielsweise den Körperbau und die Kieferform eines jeden Fisches mittels hochauflösender computer-tomographischer Verfahren. Insbesondere interessierten sich die Forschenden für die dreidimensionale Struktur des sogenannten Pharyngealkiefers. Dieser zusätzliche Kieferapparat im Rachen der Buntbarsche dient dem Zermahlen der Nahrung und erlaubt ihnen, sich auf eine ganz bestimmte Ernährungsweise zu spezialisieren.

Um die Ökologie der verschiedenen Arten zu bestimmen, analysierten die Zoologinnen und Zoologen – in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Botanik der Universität Basel – die Zusammensetzung von stabilen Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopen im Muskelgewebe der Fische. Die Isotopenanalyse gibt Aufschluss über den Lebensraum der Arten sowie ihre Ernährungsweise. Ausserdem sequenzierte das Forschungsteam für jede Art das komplette Erbgut zweier Individuen. So liess sich unter anderem der komplette Stammbaum der Buntbarsche im Tanganjikasee rekonstruieren.

Auf Basis ihrer umfangreichen Analysen konnten die Forschenden zeigen, dass die Evolution der Buntbarsche im Tanganjikasee seit der Entstehung des Sees vor etwa 10 Millionen Jahre nicht kontinuierlich verlief, sondern dass es drei zeitlich scharf abgegrenzte Intervalle schneller morphologischer Veränderung gab.

«In jeder dieser aufeinanderfolgenden Phasen der adaptiven Radiation stand die Spezialisierung auf einen anderen Aspekt des Lebensraumes im Vordergrund», beschreibt Erstautorin Fabrizia Ronco die Ergebnisse der Studie. Vor allem der Pharyngealkiefer spielte hier eine zentrale Rolle, ging dessen schnelle Veränderung doch mit der Entstehung von einer Vielzahl von neuen Arten einher.

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