Mittwoch, den 05. Dezember 2018 um 11:10 Uhr

Mehr Diversität als zuvor

Die durch menschliche Aktivitäten verursachte Umweltzerstörung kann zu dramatischen Verlusten von Arten in der Tier- und Pflanzenwelt führen. Es ist jedoch nur sehr wenig darüber bekannt, ob und wie sich die biologische Vielfalt nach dem Stopp der Verschmutzung und der Säuberung der Ökosysteme erholen kann. Wie viele Süßwasserseen litt auch der Bodensee, einer der größten Seen Europas, Mitte des 20. Jahrhunderts unter sogenannter Eutrophierung, der hohen Nährstoffbelastung durch Landwirtschaft und Abwasser. Eine Studie der Universitäten Konstanz und Glasgow (Schottland, Großbritannien) unter Leitung der Konstanzer Biologin Dr. Jasminca Behrmann Godel und ihrer Fachkollegin Dr. Kathryn R. Elmer von der Universität Glasgow, die in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature Ecology and Evolution veröffentlicht wurde, ergab nun, dass der Gangfisch (Coregonus lavaretus macrophthalamus) – eine europäische Felchenart – seine genetische Vielfalt durch Hybridisierung mit anderen Felchenarten während der Eutrophierung erweiterte. Diese genetische Mischung trug nach der Erholung des Ökosystems dazu bei, die ökologische Vielfalt wieder zu erweitern.

Die aus der Eutrophierung resultierenden Auswirkungen auf die Wasserqualität des Bodensees führten zum Zusammenbruch der natürlichen Lebensräume, zum Aussterben von zwei der fünf nur hier ansässigen Felchenarten sowie zur Hybridisierung der übrigen Arten. Dies hatte Auswirkungen auf die kommerzielle Fischerei des Sees. Die Anstrengungen der 1980er Jahre zur Reduzierung der umweltbelastenden Nährstoffeinträge versetzten den Bodensee in kurzer Zeit in seinen ursprünglichen Zustand zurück.

Durch die Untersuchung der funktionellen phänotypischen und genetischen Vielfalt konnten die Biologinnen und Biologen zeigen, dass der Gangfisch nach der Erholung des Ökosystems seine ökologische Vielfalt in kurzer Zeit erweitert hat. In weniger als zehn Generationen entwickelte der Gangfisch beispielsweise eine große Variation der Anzahl an Kiemenreusendornen – sie dienen zur Filterung der Nahrung (Plankton) aus dem Wasser –, um eine breitere ökologische Nische zu erschließen als vor der Eutrophierung. Dies ist eine der schnellsten Evolutionsraten, die im Tierreich bisher verzeichnet werden.

Die Studie geht davon aus, dass diese schnelle Nischenexpansion aufgrund der genetischen Vielfalt möglich war, die durch Hybridisierungen während der Eutrophierung stattfanden. „Diese neue Vielfalt an Gangfischen ist eine Variation innerhalb einer Art und ersetzt nicht den Verlust des Artenreichtums durch Eutrophierung“, sagt Dr. Jasminca Behrmann-Godel.

Die Ergebnisse belegen, dass sich funktionale Vielfalt nach der Wiederherstellung von Lebensräumen schnell erholen kann. Dieses Potenzial, so die Vermutung der Forschenden, hängt jedoch von der genetischen Architektur, dem ökologischen Kontext und der Evolutionsgeschichte ab.


Den Artikel finden Sie unter:

https://www.uni-konstanz.de/universitaet/aktuelles-und-medien/aktuelle-meldungen/aktuelles/aktuelles/Mehr-Diversitaet-als-zuvor/

Quelle: Universität Konstanz (12/2018)


Publikation:
Arne Jacobs, Madeleine Carruthers, Reiner Eckmann, Elizabeth Yohannes, Colin E. Adams, Jasminca Behrmann-Godel, & Kathryn R. Elmer: Rapid niche expansion by selection on functional genomic variation after ecosystem recovery. Nature Ecology and Evolution (2018). Advance Online Publication. https://www.nature.com/articles/s41559-018-0742-9?WT.feed_name=subjects_ecology

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