Garrick, R. C., E. Benavides, M. A. Russello, C. Hyseni, D. L. Edwards, J. P. Gibbs, W. Tapia, C. Ciofi & A. Caccone (2014): Lineage fusion in Galápagos giant tortoises. – Molecular Ecology 23(21): 5276-5290.
Evolutionslinienfusion bei Galápagos-Riesenschildkröten.
DOI: 10.1111/mec.12919 ➚
Chelonoidis nigra,
wird mit einem Apfel
aus der Unterkunft gelockt
© Hans-Jürgen Bidmon
Obwohl viele der klassischen Artaufspaltungsprozesse (Radiationen) auf Inseln meist als sich wiederholende Abspaltungsereignisse aufgefasst werden, so ist doch die Rolle der Artenfusion wesentlich unbekannter, da in solchen Situationen die reinerbigen Arten sehr schnell durch einen Schwarm von Hybridindividuen ersetzt werden. Hier zeigen wir eine Evolutionslinienfusion in Aktion bei einer Galápagos-Riesenschildkrötenart, Chelonoidis becki vom Wolf-Vulkan auf der Insel Isabela. Die lange Generationszeit der Galapagos-Riesenschildkröten und eine sehr dichte und umfassende Probensammlung (841 Individuen) von genetischen und demographischen Datensätzen war die integrale Voraussetzung zum Nachweis und der Charakterisierung dieses Phänomens. Für C. becki identifizierten wir zwei genetisch distinkte, morphologisch kryptische (minimale) Evolutionslinien. Aus den historischen Rekonstruktionen zeigte sich, dass sie den Wolf-Vulkan in zwei zeitlich gut getrennten Besiedlungsereignissen von der Insel Santiago aus besiedelten. Dabei erfolgte die Erstbesiedlung vor ca. 199.000 Jahren. Nach der zweiten Besiedlungswelle existierten beide Evolutionslinien etwa 53.000 Jahre lang nebeneinander. Während dieser gemeinsamen Zeit begannen sie mit ihrer Fusion (Hybridisierung), denn die Mikrosatellitendaten zeigen eine weitreichende introgressive Hybridisierung. Interessanterweise zeigen die noch reinerbigen Weibchen anscheinend eine besonders ausgeprägte Geschlechtspartnerselektivität bei einer der Linien. Vorwärtssimulationen in der Zeit (Zukunftsvorhersagemodellierungen) sagen voraus, dass es dabei zu einem sehr schnellen Verschwinden der Linie kommen wird, die den Vulkan zuerst besiedelte. Diese Untersuchung zeigt ein selten zu beobachtendes Ereignis für einen retikulären (vernetzten) Evolutionsverlauf in Aktion, was besonders hervorhebt, wie wichtig die Populationsgenetik für das Verständnis der (biologischen) Vergangenheit, Gegenwart und für die zukünftigen evolutiven Phänomene ist, die mit einer Linienfusion einhergehen.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Ich finde, dass diese Arbeit einen sehr wichtigen und oft vernachlässigten Aspekt der Evolution und DNS-Erhaltung beleuchtet. Wie die Autoren in ihrer Einleitung und Diskussion klarmachen, ist das vielleicht für Schildkröten ein selten nachgewiesenes Ereignis, aber es wurde schon wie die zitierte Literatur zeigt, vielfach für andere Tier- und Pflanzenlinien nachgewiesen (siehe auch Kommentar zu Hoffmann & Sgro 2011, Freedberg & Myers 2012). Wie die Autoren anmerken, trägt hier der Mensch noch keine Schuld an den beobachteten Ereignissen, da es auf den Galapagosinseln Menschen erst seit etwa dem 1.600 Jahrhundert gibt. Es lässt einen schon etwas ehrfürchtig auf diese Inseln blicken, die uns seit Darwin eigentlich so viel über die Evolutionsvorgänge erkennen lassen. Ja und letztendlich scheinen die Schildkröten, wenn man so will, dem Menschen in Bezug auf die Evolutionslinienhybridisierung ziemlich ähnlich zu sein (siehe Kommentar zu Loire et al. 2013 und die dort zitierte Literatur). Denn auch das zweite beobachtete Phänomen nämlich, dass die Weibchen der alten Linie sich bevorzugt mit fremden Männchen und insbesondere mit F1-Hybridmännchen paaren, scheint verständlich, denn sie haben wohl den längsten „Inzuchtrekord“ auf dem Wolf-Vulkan, und auch für die Inselpopulationen der Galapagos wurde schon nachgewiesen, dass die Gene für das Immunsystem darunter beeinträchtigt werden (siehe Loire et al. 2013). Kein Wunder, dass sie instinktiv versuchen, dieses Manko nach Möglichkeit auszugleichen und auch hier gibt es Parallelen zur Partnerwahl beim Menschen (siehe Kommentar zu Loire et al. 2013). Etwas zynisch ausgedrückt warte ich jetzt eigentlich nur noch auf den Aufruf aller dem Artenschutz verpflichteten „Extrem-Artreinerhalter“ doch nach Möglichkeit auf dem Wolf-Vulkan die Evolution zu stoppen und endlich einen schildkrötendichten Zaun oder noch besser eine Mauer zwischen West- und Nordhang zu errichten und die Hybriden nach Möglichkeit zu töten oder wenigstens nach Knafo et al. (2011) und Rivera et al. (2011) zu sterilisieren. Denn wer will denn schon nach den zutage getretenen Erkenntnissen dieser Arbeit dafür die Verantwortung übernehmen, dass hier einer der reinerbigen Evolutionslinien das gleiche Schicksal wie Lonesome George droht? Tja und nicht zuletzt, wie ist das eigentlich – müsste man die Schildkröten nicht ganz verschwinden lassen, denn die waren doch auch mal Invasoren? Ist zwar lange her – aber was „dem lieben Gott“ da durch die Lappen gegangen ist, müssen wir doch korrigieren – Oder? Wir sollten langsam beginnen, aus diesen Erkenntnissen zu lernen und uns angewöhnen einen etwas mehr anscheinend näher an der Wahrheit liegenden, realistischen evolutiven Blick zu entwickeln für das, was wir heute so als „invasive Arten“ und Arterhaltung diskutieren und zu praktizieren versuchen. Dabei sollten wir uns auch ehrlich der Frage widmen, wie haben es gewisse Evolutionslinien geschafft, einen so weit zurückreichenden Fossilrekord zu etablieren, der uns ja eigentlich andeuten müsste, dass sie anscheinend sehr potente Überlebensmechanismen schon in ihrer Vergangenheit entwickeltet hatten, die sie anscheinend auch heute noch nutzen. In diesem Sinne würde ich mir zumindest wünschen, dass wir den Blick in eine überlebenssichernde Zukunft nicht nur den Computermodellen überlassen, sondern auch damit beginnen, unseren eigenen geistigen Horizont zu erweitern. Denn dabei ist es auch eine unser Aufgaben unseren Nachwuchs in diesem Sinne zu erziehen, nur das hilft ihm ohne den Fehlern der Vergangenheit zu lange nachzuhängen, letztendlich die eigene Zukunft und Umwelt besser zu gestalten. Ja und all jenen, die da gegen Tierhaltung so extrem wettern, und auch der Politik sei gesagt, dass die meisten, die uns heute diese Erkenntnisse klarwerden lassen, dieses Interesse für ihre Arbeit und die Intuition sich damit zu beschäftigen nicht durch Haltungsverbote und überschwängliche damit verbundene Bürokratie entwickelt haben, sondern meist durch den Spaß am praktischen Umgang mit der belebten Umwelt in all ihren vielfältigen Formen. Wen wollen Sie zukünftig zu verantwortungsvoll agierenden Artenschützern erziehen, wenn seit frühster Kindheit jeglicher Umgang mit Artenvielfalt, wie ich meine unsinnigerweise, verboten ist. Sie sollten, wenn Sie was tun wollen, durchaus für Importverbote plädieren und dafür sorgen, dass z.B. Börsen und Handel nur ausgewiesener Maßen Nachzuchten anbieten dürfen, aber ansonsten den verantwortungsvollen Umgang mit Tieren und Pflanzen fördern, sonst wird es immer schwerer werden für das, was uns hier die mit Steuergeldern finanzierte wirklich zukunftsweisende biologische Forschung aufzeigt, auch in die Köpfe und damit in die zukünftigen gesellschaftlichen Entscheidungsträger auf breiter akzeptabler Basis einzubringen. Und dabei geht es in einer globalen Welt nicht nur um einheimische Haustierarten und Rassen, sondern immer mehr auch um den Erhalt exotischer Arten. Dazu brauchen wir keinen Import, sondern lediglich die Erlaubnis, auch zukünftig mit der hier in Europa schon vorhandenen Artenvielfalt in menschlicher Obhut verantwortungsvoll umgehen zu dürfen. Wie ich meine, darf ein falsch verstandener Tierschutz weder in Bezug zur wissenschaftlichen (siehe Anonymus 2014) noch zur privaten Tierhaltung zum Selbstzweck von Tierschutzorganisationen verkommen und er sollte erst recht nicht als Vorbild für politische Entscheidungsträger dienen. Denn wir können die Evolution nicht zurückdrehen, und wir als Menschen haben in der Vergangenheit unsere Umwelt beeinflusst und tun es auch noch heute, und auch das ist, ohne noch massivere Umweltschäden als Nebenwirkungen zu verursachen, unumkehrbar und würde auch unseren selbst definierten Zielen wie der Aufrechterhaltung der Biodiversität widersprechen. Wie uns die jüngste Wissenschaft zeigt, ist Artenvielfalt und damit Biodiversität im Zeitalter des modernen Menschen selbst in den entlegensten Winkeln diese Planeten eher von unserer Ökonomie sprich den Handelsbeziehungen geprägt als von der geographischen Lage (Helmus et al. 2014) und damit ist nicht der Tier- und Pflanzenhandel gemeint (siehe diesbzgl. auch: Ribeiro & Freitas 2014). Letzteres zeigt auch, dass heute schon Biodiversität und Evolutionslinienverläufe eher durch generelle politische Entscheidungen, insbesondere Handelssanktionen beeinflusst werden, als, wie man meinen sollte, durch die CITES-Abkommen.
Literatur
Anonymus (2014): Editorials: Staff support German research organizations need to help their workers to defend animal research. – Nature 513: 459-460.
Freedberg, S. & E. M. Myers (2012): Cytonuclear equilibrium following interspecific introgression in a turtle lacking sex chromosomes. – Biological Journal of The Linnean Society 106(2): 405-417 oder Abstract-Archiv.
Helmus, M.R., D. L. Mahler & J. B. Losos (2014): Island biogeography of the Anthropocene. – Nature 513: 543-546.
Hoffmann, A. A. & C. M. Sgro (2011): Climate change and evolutionary Adaptation. – Nature 470(7335): 479-485 oder Abstract-Archiv.
Knafo, S. E., S. J. Divers, S. Rivera, L. J. Cayot, W. Tapia-Aguilera & J. Flanagan (2011): Sterilisation of hybrid Galapagos tortoises (Geochelone nigra) for island restoration. Part 1: endoscopic oophorectomy of females under ketamine-medetomidine anaesthesia. – The Veterinary Record 168(2): 47 oder Abstract-Archiv.
Loire, E., Y. Chiari, A. Bernard, V. Cahais, J. Romiguier, B. Nabholz, J. M. Lourenço & N. Galtier (2013): Population genomics of the endangered giant Galapagos tortoise. – Genome Biology 14(12): R136 oder Abstract-Archiv.
Ribeiro, D. B. & A. V. L. Freitas (2014): Brazil’s new laws bug collectors. – Science 345: 1571.
Rivera, S., S. J. Divers, S. E. Knafo, P. Martinez, L. J. Cayot, W. Tapia-Aguilera & J. Flanagan (2011): Sterilisation of hybrid Galapagos tortoises (Geochelone nigra) for island restoration. Part 2: phallectomy of males under intrathecal anaesthesia with lidocaine. – The Veterinary Record 168(3): 78 oder Abstract-Archiv.
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Chelonoidis nigra – Galapagos-Riesenschildkröte