Brito, C., S. T. Vilaça, A. L. Lacerda, R. Maggioni, M. Â. Marcovaldi, G. Vélez-Rubio & M. C. Proietti (2020): Combined use of mitochondrial and nuclear genetic markers further reveal immature marine turtle hybrids along the South Western Atlantic. – Genetics and molecular biology 43(2): e20190098.
Die kombinierte Anwendung mitochondrialer und nukleärer Marker führt zusätzlich zur Identifikation von subadulten Hybriden von Meeresschildkröten entlang des südwestlichen Atlantiks.
DOI: 10.1590/1678-4685-GMB-2019-0098 ➚
Caretta caretta,
© Hans-Jürgen Bidmon
Hybridisierung bei Meeresschildkröten tritt gewöhnlicher Weise nur sporadisch auf und bezieht sich meist auf Berichte über wenige Individuen, allerdings zeigen im Gegensatz dazu die brasilianischen Populationen hohe Hybridisierungsraten. Hier untersuchten wir das Vorkommen von Hybriden bei morphologisch als subadulte Echte Karettschildkröten (Eretmochelys imbricata) identifizierten Exemplaren entlang der südwestlichen Atlantikküste (SWA). Wir sequenzierten einen mitochondrialen D-Loop und drei nukleäre DNS- (RAG1, RAG2, und CMOS) Marker um die Hybridisierungsmuster und deren Charakteristika aufzuklären. Wir identifizierten 22 Hybriden (n = 270) elf davon im äußerst südlichen Abschnitt der SWA. In Uruguay beobachteten wir die höchste Hybridhäufigkeit entlang der SWA (~37.5 %) gefolgt von Südbrasilien mit 30 %. Diese Küstenbereiche sind übliche Lebensräume für Unechte Karettschildkröten (Caretta caretta), aber sie gelten als außergewöhnliche Habitate für Echte Karettschildkröten und die dort vorgefundenen Hybriden scheinen sich an das Verhalten von Unechten Karettschildkröten anzupassen. Anhand der Analysen für die nukleären Marker können wir davon ausgehen, dass 50 % der erfassten Hybriden F1-Hybriden der ersten Generation sind und etwa 36 % sind das Ergebnis von Rückkreuzungen zwischen Hybriden und reinerbigen E. imbricata (> F1). Zudem berichten wir hier erstmals über das Auftreten subadulter Hybriden von E. imbricata x Lepidochelys olivacea entlang der brasilianischen Küste. Unter Berücksichtigung der hohen Hybridisierungshäufigkeit entlang der SWA empfehlen wir eine kontinuierliche Erfassung, um auch die Fitness, die genetische Integrität und die Veränderungen im Genpool der daran beteiligten Populationen zu erfassen.
Eretmochelys imbricata,
© Enrico Marcovaldi
Kommentar von H.-J. Bidmon
Hier handelt es sich um eine bemerkenswerte Beobachtung die uns für die Zukunft wirklich wichtige biologisch-ökologische Fragen beantworten könnte (siehe Vila et al., 2012 und den dortigen Kommentar). Deshalb halte ich den letzten Satz dieses Abstracts für äußerst wichtig! Dabei würde mich weit weniger die Fitness der Hybridexemplare interessieren, denn wir haben genug Befunde, dass es bezüglich der Fitness zu keinen großen Einbußen kommen dürfte. Diese Meeresschildkrötenspezies besiedeln einen eigentlich unbegrenzten Lebensraum indem sich über lange Zeiträume hinweg die einzelnen Spezies herausselektioniert hatten. Dadurch stellen sich hier zwei wesentlich wichtigere Fragen. Nämlich zum ersten handelt es sich dabei um ein uraltes Hybridisierungsmuster das erst jetzt auffällt weil die neuen molekulargenetischen Methoden zu dessen Aufklärung zur Verfügung stehen und zum zweiten die Frage ob es sich hier ein durch Umweltveränderungen (z. B. Klimawandel, eventuell auch Veränderungen bei den Meeresströmungen) ausgelöstes neues Phänomen handelt, bei denen man davon ausgehen könnte, dass die beteiligten Arten dadurch ihr Adaptationspotential an sich verändernde Umweltbedingungen zu steigern beginnen? Das mit dem Klimawandel einhergehende Abschmelzen der polaren Eismassen führt zu erheblichem Ansteigen des Meeresspiegels und wohl auch zu Strömungsveränderungen die nicht nur den Golfstrom betreffen. Wir wissen inzwischen wie sich Hurrikane und Niststrandüberschwemmungen auf einzelne Arten auswirken (siehe z. B. Mrosovsky, 2008, Pike et al., 2015) ebenso wie sich die Wanderrichtungen von bestimmten Arten einschließlich der Hybriden unterscheiden (siehe auch Proietti et al. 2014 sowie den dortigen Kommentar). Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse erscheint es nicht unwahrscheinlich, dass Hybridisierung eine schnelle Anpassung an sich vergleichsweise rasant verlaufende Umweltveränderungen ermöglicht und somit dazu beiträgt das Überlebenspotential der beteiligten Arten zu steigern. Ganz auszuschließen ist das nicht, denn Meeresschildkröten haben aufgrund ihres Fossilrekords auch in der Vergangenheit solche Veränderungen erfolgreich bis in unsere Zeit überlebt. Letzteres erinnert mich auch wieder an die bedeutungsvolle Anmerkung von Bowen & Karl (2007) die damals schon andeuteten, dass wir bei Meeresschildkröten nicht nur Unerwartetes sondern auch Lehrreiches erleben werden. Letztendlich könnten sich dabei auch ähnliche Erkenntnisse herauskristallisieren wie sie von Chen & Pfennig (2020): für Schaufelfußkröten beschrieben wurden. Wenn dem so wäre, dann wäre das für ein Phylum mit sehr weit zurückreichenden Fossilrekord eine grundlegende Erkenntnis, denn eine „Bewusst gewählte artfremde Paarungspartnerwahl zur Überlebenssicherung der Nachkommen“ wäre eine fundamental neue Sichtweise auf die Biologie die ja bis jetzt sich nur darauf konzentrierte biologische bzw. ökologische Mechanismen aufzuklären und zu beschreiben die man gegenwärtig bei Lebewesen vorfindet. Also eine Wissenschaft die sich nur auf gegenwartsbezogene Abläufe bezieht, wohingegen vorausschauende Aktionen die aufgrund noch nicht aufgetretener in der Zukunft liegenden Ereignisse wie das Überleben der noch nicht geborenen Nachkommen bislang völlig fremd und unzugänglich war (siehe auch Kommentar zu Roth et al., 2020). Hier stellt sich dann schon die Frage inwieweit treffen die Erkenntnisse der Quantenphysik in Bezug auf das Phänomen Zeit und Raum auch auf biologische Abläufe im Sinne einer Causa finalis zu? Diesbezüglich sollten wir stolz darauf sein, dass uns die molekulare Taxonomie heute ermöglicht erste Anhaltspunkte für solche zukunftsweisenden Überlebensprozesse zu gewinnen!
Lepidochelys olivacea,
ein weibliches Exemplar
© Bipro Behera
Insofern könnte die Molekulare-Taxonomie zum Erkenntnisgewinn sogar weit mehr beitragen als Biodiversität zu beschreiben oder gar Biodiversitätsverlust durch Arteninflation auszugleichen versuchen. Sicher kann Hybridisierung auch Nachteile haben die nicht verschwiegen werden sollten (z. B. aktuell Powell et al., 2020) und solche nachteiligen Mechanismen könnten auch der Grund sein warum man bislang kaum adulte Hybriden von z. B. Testudo graeca und T. marginata oder T. hermanni x T. graeca in der Wildnis findet, aber die Testudinata scheinen nun mal eine phylogenetisch alte Gruppe zu repräsentieren die fast schon als Paradebeispiel unter den Wirbeltieren die Eigenschaft der Hybridisierung in adaptiver Weise für ihr Langzeitüberleben zu nutzen scheint und besondere Ereignisse können auch dazu führen, dass auch Testudo-Arten im Freiland hybridisieren wie sich zumindest in Bulgarien beobachten lässt, da dort schon Hybriden aus T. graeca x T. marginata gefunden wurden.
Literatur
Bowen, B. W. & S. A. Karl (2007): Population genetics and phylogeography of sea turtles. – Molecular Ecology 16(23): 4886-4907 oder Abstract-Archiv.
Chen, C. & K. S. Pfennig (2020): Female toads engaging in adaptive hybridization prefer high-quality heterospecifics as mates. – Science 367(6484): 1377-1379 oder Abstract-Archiv.
Mrosovsky N. (2008): Against oversimplifying the issues on relocating turtle eggs. – Environmental Management 41(4): 465-467 oder Abstract-Archiv.
Pike, D. A., E. A. Roznik & I. Bell (2015): Nest inundation from sea-level rise threatens sea turtle population viability. – R Soc Open Sci.; 22;2(7): 150127. eCollection oder Abstract-Archiv.
Powell, D. L., M. García-Olazábal, M. Keegan, P. Reilly, K. Du, A. P. Díaz-Loyo, S. Banerjee, D. Blakkan, D. Reich, P. Andolfatto, G. G. Rosenthal, M. Schartl & M. Schumer (2020). Natural hybridization reveals incompatible alleles that cause melanoma in swordtail fish. – Science 368(6492): 731-736; DOI: 10.1126/science.aba5216 ➚.
Proietti, M. C., J. Reisser, L. F. Marins, M. A. Marcovaldi, L. S. Soares, D. S. Monteiro, S. Wijeratne, C. Pattiaratchi & E. R. Secchi (2014): Hawksbill × loggerhead sea turtle hybrids at Bahia, Brazil: where do their offspring go? – PeerJ 2: e255 oder Abstract-Archiv.
Roth, T. C. II, M. Rosier, A. R. Krochmal & L. Clark (2020): A multi‐trait, field‐based examination of personality in a semi‐aquatic turtle. – Ethology 126(8): 851-857 oder Abstract-Archiv.
Vila, S. T., S. M. Vargas, P. Lara-Ruiz, E. Molfetti, E. C. Reis, G. Lôbo-Hajdu, L. S. Soares & F. R. Santos (2012): Nuclear markers reveal a complex introgression pattern among marine turtle species on the Brazilian coast. – Molecular Ecology 21(17): 4300-4312 oder Abstract-Archiv.
Galerien
Caretta caretta – Unechte Karettschildkröte
Eretmochelys imbricata – Echte Karettschildkröte
Lepidochelys olivacea – Oliv-Bastardschildkröte