Der Vielfalt auf der Spur

News: Der Vielfalt auf der Spur

Eines der großen Rätsel für Biologen ist die Artenvielfalt und wie sie entsteht. Inseln eignen sich da hervorragend als Forschungsobjekt. Hier können Wissenschaftler gut beobachten, wieviele Arten von außen einwandern und wieviele wieder aussterben. Aber das sind nicht die einzigen Prozesse, die sich auf die Diversität des Systems auswirken. Denn aus den Besiedlern entstehen auch neue Arten. Welche Rolle das spielt, war den Forschern bisher nicht klar. Die Echsen der Großen Antillen bestätigten nun jedoch eine lang gehegte Vermutung: Je größer eine Insel ist, desto schneller bilden sich auch neue Arten direkt vor Ort - aber erst ab einer gewissen Fläche.

Eine neue Insel im Meer entsteht. Nach und nach erobern sich die ersten Bewohner den Lebensraum, immer mehr kommen hinzu, andere sterben wieder aus. Mit der Zeit steigt die Vielfalt auf dem Eiland an, bis sie – so die Theorie der Inselbiogeographie – ein Maximum erreicht, bei dem sich Einwanderung und Aussterben die Waage halten. Zu diesem Ergebnis kamen Robert MacArthur und E.O. Wilson 1967, nachdem sie auf einer ganzen Reihe von Inseln die Diversität der Amphibien und Reptilien untersuchten. Entscheidend für die endgültige Artenzahl sind unter anderem die Größe der Insel und die Entfernung zur nächsten. Außerdem wirkt sich auch die Zahl der bereits vorhandenen Bewohner aus, denn mit zunehmendem Artenreichtum erhöht sich die Konkurrenz untereinander und damit auch die Aussterberate. Ist dieses Gleichgewicht nach einiger Zeit erreicht, dann ist die Artenzahl bezogen auf die Fläche auf einer großen Insel höher als auf einer kleinen. Dasselbe gilt für Inseln mit nahe gelegenen Nachbarn im Vergleich zu abgelegeneren Flächen.

So weit, so gut. Aufgrund unzureichender Daten konnten MacArthur und Wilson in ihrer Theorie allerdings eines noch nicht berücksichtigen: dass auf der Insel selbst auch neue Arten entstehen. Es gab zwar inzwischen schon eine Reihe von Vermutungen, wie diese Artbildung sich auf die Vielfalt auswirkt, doch erst jetzt haben Jonathan B. Lobos von der Washington University und Dolph Schluter von der University of British Columbia sie auch quantitiv überprüft. Dafür untersuchten sie die 143 Echsen-Arten der Gattung Anolis auf 147 karibischen Inseln – von Kuba und Hispaniola bis hin zum kleinsten Eiland. Um abzugrenzen, welche Arten ursprünglich auf die Inseln eingewandert und welche dort vor Ort entstanden sind, konstruierten sie mithilfe einer Analyse der mitochondrialen DNA einen genetischen Stammbaum der Echsen (Nature vom 14. Dezember 2000).

Zunächst einmal stellten die Forscher fest, dass die gemäß Inselbiogeographie vorhergesagte Artenzahl bisher auf keiner der Inseln erreicht ist. Erwartungsgemäß aber war die Artbildungsrate auf den größeren Inseln höher als auf den kleinen. Schließlich können sich Lebewesen auf einer ausgedehnteren Fläche schneller voneinander isolieren und auseinander entwickeln – so ist die räumliche Trennung auch einer der wichtigsten Prozesse für die Entstehung neuer Arten.

Verblüffend deutlich zeigte sich eine Grenze, ab der die Artbildung auf der Insel mehr zur Vielfalt beiträgt als einwandernde Arten: Sie liegt bei einer Inselgröße von 3000 Quadratkilometern – das ist etwas mehr als die dreifache Fläche von Rügen. Bei allen kleineren Inseln, wie Martinique und Guadeloupe, konnten die Forscher keine Hinweise auf neu entstandene Arten finden, obwohl die Gattung Anolis dort seit dem Oligozän vorkommt. Ab diesem Schwellenwert stieg die Artbildungsrate bezogen auf die Inselfläche dann stark an.

Doch diese Erkenntnis wirft mehr Fragen auf, als sie beantwortet. "Wir wissen nicht, warum dieser Schwellenwert auftritt", erklärt Lobos. "Die Inseln Guadeloupe und Martinique sind recht groß und die Vegetation divers, dort gibt es viele Habitate, welche die Echsen ausnutzen könnten, und doch hat keine Artbildung stattgefunden."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 20.10.2000
"Artbildung im Zeitraffer"
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Spektrum Ticker vom 8.5.2000
"Eine Art Barriere"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)