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Ahnenforschung bei Grossmöwen.
Text: Yvonne Vahlensieck
Innerhalb von relativ kurzer Zeit haben sich die Grossmöwen in zahlreiche neue Arten aufgespalten und die Nordhalbkugel erobert. Im Erbgut der Tiere suchen Forschende nach dem Geheimnis hinter dieser rapiden Anpassungsfähigkeit.
«Ob man Möwen schön findet oder nicht, ist Ansichtssache», sagt der Evolutionsbiologe David Alexander Marques. Die einen sind genervt von den fliegenden Räubern, die unter lautem Gekreische die Pommes vom Teller stibitzen. Für andere gehört der Anblick einer Silbermöwe, die mit weit ausgebreiteten Schwingen über die Köpfe der Touristen hinweggleitet, zum Urlaub am Meer dazu wie der Sand zwischen den Zehen.
Kaum jemand ahnt dabei, dass Grossmöwen, zu denen die Silbermöwe gehört, ein Rätsel der Evolution darstellen: Diese Vogelgattung bildet nämlich auffallend schnell neue Arten. «Die Entstehung einer neuen Vogelart dauert im Schnitt eine bis zwei Millionen Jahre. Bei den Grossmöwen entstanden in weniger als einer Million Jahre 16 Arten und 35 Unterarten», so Marques. Die Mechanismen dahinter will der leidenschaftliche Ornithologe, der als Kurator am Naturhistorischen Museum Basel arbeitet, nun ergründen. Hierfür rekonstruiert er in Zusammenarbeit mit der Universität Basel die Abstammungsgeschichte der Grossmöwen.
«Es ist wichtig, aus der Vergangenheit zu lernen, wie sich Arten schnell an neue Lebensbedingungen anpassen können», so Marques. Denn derzeit nimmt die Artenvielfalt rapide ab – aufgrund von Klimaänderungen, Verlust von Lebensräumen und Einschleppung gebietsfremder Arten. Die Erkenntnisse aus der Studie könnten helfen, die Biodiversitätskrise besser zu managen. So lässt sich etwa eher vorhersagen, welche Arten Probleme bekommen werden.
Das Vorhaben ist nur dank Fortschritten bei der DNA-Sequenzierung und der Analyse grosser Datensätze möglich: Denn das Team muss zunächst das aus je 1,4 Milliarden «Buchstaben» zusammengesetzte Erbgut aller Grossmöwenarten entschlüsseln und dann mit ausgeklügelten Computerprogrammen miteinander vergleichen.
Proben sammeln rund um die Welt.
«Der erste Schritt war, DNA-Proben von mindestens drei Individuen jeder Art und Unterart aufzutreiben», so Marques. Dafür hat sein Team weltweit Kollaborationen mit Möwen-Enthusiasten aufgebaut, sowohl mit Forschenden als auch mit ehrenamtlich tätigen Gruppen. So begleitete Marques in Polen ein lokales Team beim Beringen von Silber- und Steppenmöwen, um bei dieser Gelegenheit Blut abzunehmen.
In Kalifornien stiess er auf tiefgefrorene Blutproben von Bering- und Westmöwen, die vor 30 Jahren für ein anderes Projekt gesammelt worden waren. Und am Neuenburgersee beprobten er und sein Team 19 Jungvögel der Mittelmeermöwe, der einzigen in der Schweiz brütenden Grossmöwenart. Den für die Studie ebenfalls erforderlichen Altvogel erwischten sie – nach einigen vergeblichen Anläufen − auf einem Dach in Bern.
Bei Arten, für die sich trotz aller Bemühungen keine frischen oder gut konservierten Proben auftreiben lassen, greift Marques auf Museumspräparate zurück: «Im Gewebe der Zehenballen ist die DNA meistens recht gut erhalten.»
Inzwischen haben die Forschenden mit der Sequenzierung der DNA-Proben begonnen. Der Vergleich wird aufzeigen, auf welchem Weg sich die Vogelgattung ausgebreitet hat. Denn die ursprünglich vermutete Route − ausgehend von einem noch unbekannten Ursprungsgebiet ringförmig um die Nordhalbkugel − gilt mittlerweile als überholt. «Die Wahrheit ist wahrscheinlich komplexer, mit Nebensträngen und Abzweigungen», vermutet Marques.
Interessanterweise hat es nur eine Art, die Dominikanermöwe, auf die Südhalbkugel geschafft. Wieso das so ist, will das Team ebenfalls herausfinden.
Alte Eigenschaften in neuer Kombination.
Der Frage, warum die Bildung neuer Arten – für evolutive Verhältnisse – so schnell vonstattenging, hat Marques früher schon bei Buntbarschen und Stichlingen untersucht. Zusammen mit anderen hat er eine Hypothese entwickelt: Generell geht man davon aus, dass sich neue Mutationen über lange Zeiträume ansammeln, bis die Schwelle zu einer neuen Art überschritten ist. «Unser Modell besagt, dass Arten auch durch Neukombination von bereits vorhandenen Genvariationen entstehen können. Das geht viel schneller.»
Diese sogenannte kombinatorische Artbildung passiert vermutlich vor allem dann, wenn sich leicht unterschiedliche Arten paaren und so neue Genmischungen entstehen. Deshalb liegt ein besonderer Fokus des Projekts auf Hybridzonen − also Regionen, in denen zwei verschiedene Arten von Grossmöwen aufeinandertreffen und sich gelegentlich miteinander fortpflanzen. Zum Beispiel in Zentralpolen, wo sich die Silber- und die Steppenmöwe einen Lebensraum teilen.
Dort fand Marques einige Vögel, die Merkmale beider Arten aufwiesen, beispielsweise mit Augenringen, die halb rot (wie bei der Steppenmöwe) und halb gelb (wie bei der Silbermöwe) sind. Anhand des Erbguts solcher Mischlinge versucht das Team herauszufinden, welche Gene für welche Merkmale kodieren und welche Kombinationen die Aufspaltung in verschiedene Arten vorantreiben. So führt ein andersfarbiger Augenring möglicherweise dazu, dass sich Tiere nicht mehr gegenseitig als Sexualpartner auswählen – und so eine neue Artgrenze entsteht.
Leicht verschiedene Schnabelformen könnten eine Anpassung an ein anderes Nahrungsangebot ermöglichen und so die Bildung neuer Arten in isolierten Lebensräumen fördern. Bei den Grossmöwen sind solche Zusammenhänge aber nicht einfach festzustellen, wie Marques berichtet. Denn oft unterscheiden sie sich rein äusserlich nur wenig voneinander – nicht umsonst gelten sie bei der Vogelbestimmung als Königsklasse.
Doch auch gerade deswegen hält Marques die Grossmöwen für ein vielversprechendes Modellsystem: «Aus Erfahrung weiss ich, dass es in der Evolutionsbiologie immer dann besonders interessant wird, wenn man die Arten kaum auseinanderhalten kann.»
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