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Evolution: Dürre als Antrieb

Ostafrika gilt als Wiege der Menschheit - und Entwicklungszentrum kleiner bunter Fischarten. Beides könnte zusammenhängen: Denn gravierende Dürren haben Entstehung und Verbreitung von Mensch und Wassertier beeinflusst.
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Wiederkehrende Fluten oder Dürren: Afrika und seine Bewohner werden immer wieder geplagt von klimatischen Extremereignissen. Keine in der Menschheitsgeschichte waren aber womöglich schlimmer als jene extremen Trockenphasen, die den Kontinent vor 135 000 bis 90 000 Jahren heimgesucht haben: Von der Kalahari bis zum Sahel breiteten sich die Wüsten aus und schwanden die Wälder. Selbst eines der tiefsten Gewässer der Erde – der ostafrikanische Malawi-See – schrumpfte zu einer relativen Pfütze zusammen, und sein heute klares und kühles Wasser dampfte zu einer brackigen, warmen Brühe ein: Um rund 600 Meter lag sein Spiegel damals niedriger.

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Ausbringen des Bohrgestänges | Wissenschaftler machen ein Bohrgestänge betriebsbereit, das Sedimentproben vom Grund des Malawi-Sees emporholen soll.
All das brachte den frühen Homo sapiens womöglich in ernsthafte Kalamitäten, vermuten Forscher um Andrew Cohen von der Universität von Arizona in Tucson. Sie rückten mit schwerem Bohrgerät am Malawi-See an, das sonst auf hoher See zur Erforschung von Meeressedimenten oder bei der Suche nach Erdöl-Quellen zum Einsatz kommt. An den Ufern des Gewässers heuerten die Forscher dann einen lokalen Frachtkahn an und bestückten ihn mit einem leistungsfähigen GPS-Gerät und Steuerungssystem, damit das Schiff stets auf Kurs blieb und ortstreu die Proben aus dem Seegrund gewinnt.

Insgesamt zogen Cohen und sein Team so mehrere Bohrkerne mit je 380 Meter Länge aus dem Seeboden, die ihnen einen Einblick in die letzten 150 000 Jahre Klimageschichte der Region gewährten – mit beeindruckenden Ergebnissen. Denn der Malawi-See dient als Auffangbecken für alles, was Niederschläge an seinen gebirgigen Rändern abschwemmen oder der Wind hhinein bläst. Wo heute starke Regenfälle üppige Wälder wuchern lassen, kümmerte vor 135 000 bis 90 000 Jahren nur schütteres Busch- oder Grasland vor sich hin: In den entsprechenden Sedimentabschnitten der Proben fanden sich nur sehr wenige Pollen und kaum Holzkohlereste, was beides für eine lichte, eher wüstenhafte Vegetation spricht, die Bränden kaum Nahrung lieferte.

Gleichzeitig schrumpfte das große Binnengewässer beträchtlich ein, obwohl die Temperaturen im ostafrikanischen Hochland relativ niedrig gelegen haben mussten – zumindest deuten dies die großen Anteile an Pollen von Hochgebirgsarten an, während tropische Gewächse stark unterrepräsentiert sind. Doch bei Niederschlagswerten von weniger als 400 Millimetern pro Jahr sank der der Seespiegel über die Jahrtausende auf nur noch rund 125 Meter über Grund. Gleichzeitig stieg der Salz- und Alkaligehalt des Wassers, das zunehmend durch Algen getrübt wurde, bis es optisch und ökologisch dem heutigen Turkana-See in Kenia glich, der auch Jade-See genannt und als Soda-Quelle genutzt wird. Zudem schwanden die felsigen Küstenlebensräume, die zwischenzeitlich schlammige oder sandige Uferpartien ersetzten.

Dadurch veränderten sich die Lebensgemeinschaften des Gewässers beträchtlich – mit Konsequenzen für die Entwicklung der hoch diversen Buntbarsch-Gesellschaften, die heute die ostafrikanischen Seen prägen: Allein im Malawi-See soll es zwischen 500 und 1500 verschiedene Cichliden-Arten geben, die wegen ihrer raschen Aufspaltung in die einzelnen Spezies und ihre mannigfaltige Anpassung an die einzelnen ökologischen Nischen als Paradefall der Evolution gelten. Ein Großteil von ihnen soll – nach bisherigem Kenntnisstand – seit Ende der letzten Trockenphase vor 15 000 Jahren entstanden sein.

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Umgebung des Malawi-Sees heute | Heute wuchert üppige Vegetation rund um den Malawi-See. Vor mehreren zehntausend Jahren war dies anders: Eine ausgeprägte Dürre ließ nur halbwüstenartige Bedingungen und daran angepasste Pflanzen zu.
Cohen und seine Kollegen widersprechen dem nun. Nach ihrer Einschätzung entwickelten sich viele der Buntbarsche schon seit mindestens 70 000 Jahren auseinander, als die neu erkannte Megadürre zu Ende ging, es wieder feuchter wurde und sich das Malawi-Becken neuerlich auffüllte. Immerhin zerfiel der See während der Trockenzeit wohl in mehrere voneinander getrennte Becken, was die Speziation erleichtert hätte. Mit dem steigenden Wasserspiegel erreichten diese Artengruppen felsige Uferbereiche, in denen sich Aufspaltung wegen der zahlreich vorhandenen Nischen beschleunigte.

Betroffen waren jedoch nicht nur die Fische von der Klimaänderung. Denn auch andere Studien zeigen, dass Afrika als Ganzes durch diese ausgeprägte Dürreperiode musste, in der sich die Sahara nach Süden ausdehnte, in Westafrika aktive Dünenfelder entstanden und die Kalahari gen Norden wuchs. In der Folge brachen womöglich die Bevölkerungszahlen unserer Vorfahren ein, was sich auch in den archäologischen Funden aus dieser Zeit widerspiegelt: Es gibt sie kaum. Die Menschheit überlebte also womöglich nur knapp, und dies hinterließ nachweislich Spuren in unserem Erbgut, das offensichtlich durch einen genetischen Flaschenhals musste.

Erst als sich die Bedingungen vor 70 000 Jahren verbesserten, rappelte sich Homo sapiens wieder auf und nahm stark an Zahl zu. Dieses rasche Bevölkerungswachstum trieb ihn sogleich gen Norden – begünstigt durch günstige Klima- und Vegetationsverhältnisse zumindest entlang des Nils: Der endgültige und erfolgreiche Weg aus Afrika heraus war bereitet, frühere Funde von menschlichen Überresten oder Artefakten in Nordafrika oder dem Vorderen Orient waren dagegen nur einzelne gescheiterte Unternehmungen, so die Forscher. Für diese bleibt zudem noch viel zu tun: Sie haben erst ein Zehntel der in den Sedimenten gefangenen Zeitstrecke ausgewertet.

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