Hennessy, E. (2015): The Molecular Turn in Conservation: Genetics, Pristine Nature, and the Rediscovery of an Extinct Species of Galapagos Giant Tortoise. – Annals of the Association of American Geographers 105: 87–104.

Der molekulare Wandel in der Erhaltungsgenetik für einzigartige Natur und die Wiederentdeckung einer ausgestorbenen Spezies der Galapagos-Riesenschildkröte.

Die wissenschaftliche Genetik ist zu einem häufig benutzten Werkzeug im Erhaltungsmanagement geworden, das dazu beiträgt, unser Verständnis in Bezug auf die Biodiversität grundlegend zu verändern und uns Wege aufzeigt, sie zu erhalten. Auf den Galapagosinseln hat die Genetik dazu geführt, dass eine Riesenschildkrötenspezies wiederentdeckt wurde, die seit mindestens 150 Jahren als ausgerottet galt. Dieser Artikel nutzt die Geschichte dieser Landschildkröten, um zu untersuchen, wie dieses spezielle Arbeitsgebiet der Erhaltungsgenetik – die Rekonstruktion der Evolutionsgeschichte oder die Phylogenie – dazu führt, wie einzigartige Natur heute verstanden und gemanagt wird. Indem ich aufzeige, wie politische Ökologie und der wichtige geographische Aspekt der Genetik, die eine zentrale Bedeutung für Erhaltungszuchtprogramme und Wiederansiedlungsprogramme haben, dazu benutzt werden, eine Insel wieder mit Schildkröten zu besiedeln und zwar mit Schildkröten, die genetisch der ursprünglichen Population am nächsten verwandt sind. Ich liefere hier Argumente dafür, dass es heute Gene sind, die als neue Erhaltungsobjekte in den Fokus rücken, was nicht nur nach neuen Kombinationen und Konfigurationen von Wissenserarbeitung verlangt, sondern auch neue Möglichkeiten bietet, bedrohte Natur zu managen. Landschildkröten-Genomgeographien (Fujimura and Rajagopalan 2011, Nash 2013), die Evolutionslinien bestimmten Inseln zuordnen, artikulieren zwei Aspekte schützenswerter Natur, die verstanden sein sollten und bei ökologischer Restauration auf dem Spiel stehen: der festgelegte kartographische Raum der Inseln, der über lange Zeit zur Strukturierung der Nationalparkerhaltung beitrug, und die Reinheit der Evolutionslinien der Arten, zu deren Identifizierung die genetischen Technologien beitragen und neue Wege bieten, diese Zusammenhänge zu verstehen und zu manipulieren. Die Analyse von Genen als erhaltenswerte Objekte öffnet eine technisch-wissenschaftliche „Black Box“ zu deren Untersuchung und bietet neue Technologien zur Darstellung einzigartiger Natur innerhalb der historisch geführten Debatte über das Erhaltungsmanagement.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Diese Arbeit stellt die moderne, molekulare Biodiversitätsforschung in das Zentrum ihrer Betrachtung und sie zeigt auf, welche neuen Möglichkeiten sich durch sie ergeben, aber auch welche Konsequenzen daraus für die Gesellschaft und die Wissenschaft in Bezug auf deren Anwendung und praktische Umsetzbarkeit erwachsen. Hier wird unter dem Begriff „politische Ökologie“ herausgearbeitet, dass es dabei eben auch darum geht, wie sich nicht nur die Evolutionsforschung (Phylogenese) an der Geographie orientieren muss, um sinnvolle phylogenetische Rekonstruktionen zu erarbeiten, sondern auch die Politik, da sich die Evolution als natürlicher Prozess eben nicht an politisch-geographischen Grenzen oder gesellschaftlichen Meinungen orientiert. Es geht dabei auch darum, dass sich der Begriff Genomgeographie zunehmend darauf bezieht, welche Teile des Genoms, wo geographisch lokalisiert sind, und auch hier wird an diesem Punkt, eine wie ich finde, wesentliche Erkenntnis angesprochen, nämlich dass es sich bei dem Besiedlungsprozess der Galapagosinseln mit Tieren um einen „nicht-linearen Prozess“ handelte. (Das Verständnis für nicht lineare Prozesse innerhalb der Umwelt und insbesondere in der Biologie wird eine der großen Herausforderungen dieses Jahrhunderts). Dabei geht es auch darum, wie wir bestimmte molekulargenetische Befunde deuten, worauf letztendlich auch die beiden oben im Abstract angeführten Zitate abzielen, da wir ja, wenn wir die Artabgrenzung so eng wie wir sie für etliche Tiere und Organismen heute ziehen, in Bezug zum Menschen sicher auch Daten für negative, um nicht zu sagen „rassistische“ Abgrenzungen liefern würden. Zudem geht die Arbeit auf einen neuen Aspekt ein, nämlich die Frage, ob es aufgrund der neuen Datenlage eben nicht mehr wie früher ausschließlich um den artspezifischen Phänotyp geht, sondern ob es heute nicht darum gehen sollte, die Erhaltung des Gens in den Vordergrund zu stellen. Letzteres weil man eben auch feststellt, dass sich trotz unterschiedlicher Genetik die Phänotypen manchmal in ähnlichen Umwelten zum Verwechseln ähnlich sind. Dabei wird auch immer wieder darauf eingegangen, dass es in der Erhaltungsbiologie wohl immer noch darum geht, auch längst Vergangenes so zusagen zu restaurieren oder wieder einzuführen, ein Aspekt, den ich schon öfters diskutiert habe, und auf den ich später noch einmal eingehen möchte.
Allerdings liegt der Fokus dieser Arbeit dann im eher theoretisch angewandten Teil, aber auf einem praktischen Beispiel, nämlich der Wiederentdeckung der auf der Galapagosinsel Florena einstmals heimischen
Chelonoidis elephantopus auf dem Wolfvulkan der Insel Isabela (siehe Poulakakis et al. 2008, Garrick et al. 2012). Da es sich um eine theoretische Arbeit handelt, die hier insbesondere auf den Interviews mit den entsprechenden Wissenschaftlern und Naturschutzmanagern aufbaut, wurde das ein Problem, denn das was man wiederentdeckte, waren bislang keine reinerbigen überlebende C. elephantopus, sondern bestenfalls F1-Hybriden der ersten Generation. Da einige dieser Tiere wohl nicht viel älter als 30 Jahre sein sollen, sucht man immer noch, in der Hoffnung die reinerbigen Elterntiere zu finden. Nun könnte man sich ja freuen, dass man diese 84 Hybriden gefunden hat, wobei auch 26 Schildkröten die mitochondriale DNS der C. elephantopus tragen, es also auch weibliche C. elephantopus Elterntiere gegeben haben muss. Aus diesen Daten entstand aber die Frage mit welchen Schildkröten besiedelt man nun die Insel Florena. Ja und ab hier wird es, wie ich finde, zwar durchaus eine pragmatische Diskussion der Sachverhalte, die aber in letzter Konsequenz auch ein Beispiel für die Inkonsequenz im Artenschutz steht, wobei ich mich immer frage, ob es dabei wirklich um die Sache oder um das Ego der beteiligten Personen geht? Im Grunde genommen, wenn diese Beteiligten sich nach den bislang geltenden Ansichten bei der Arterhaltung orientiert hätten, hätte es ein Rückkreuzungsprogramm geben müssen, um wieder möglichst reinerbige C. elephantopus zu züchten. Die Konsequenz wäre gewesen, dass man das trotz einer Ausgangspopulation von derzeit 84 Individuen nur über Rückkreuzung, sprich auch Inzucht, hinbekommen hätte und dass man dabei eine Menge diverser eventuell nicht weiterverwendbarer Hybriden erzeugt hätte. Der zweite Punkt wäre gewesen, dass es sehr lange gedauert hätte, denn 4 Generationen können sich bei diesen Schildkröten leicht auf mehr als 80 oder gar 100 Jahre aufaddieren (Und hier denke ich knickten die Akteure ein, denn man will natürlich den Fortschritt noch erleben, denn eigentlich war es bislang nur den Forstwirten vorbehalten, für ihre Nachfolger zu planen und zu handeln). Somit hat man sich, wie ich finde, für einen vernünftigen anderen Weg entschieden, der vor allem die genetische Diversität hoch hält, aber dabei von dem Ziel abrückt, möglichst reinerbige C. elephantopus rückzuzüchten. Man hat also die 26 Schildkröten, die die mitochondriale DNS von C. elephantopus tragen, in ein normales Zuchtprogramm aufgenommen, um damit mit C. elephantopus verwandte Exemplare zu züchten, und man will die anderen Hybridexemplare schon auf Florena auswildern, damit sie zum einen die dortige Vegetation erhalten und restaurieren und zum anderen, damit sie und ihre Nachkommen als Genpool für die Zucht erhalten bleiben, da, wenn sie sich untereinander paaren, der C. elephantopus Anteil im Genom auch zunehmen dürfte. Auf diese Weise kann man hoffen, dass sich auf Florena wieder eine ursprüngliche C. elephantopus Ökomorphe einstellt, denn wenn es die Umwelt ist die diese Tiere prägt und selektioniert, kann man davon ausgehen, dass dies eintreten könnte. Hier muss man aber klar sehen, dass dieses Vorgehen dem, was bislang in der Erhaltungsbiologie gepredigt wird, widerspricht, denn da setzt man immer noch auf möglichst reinerbige Exemplare und die Rückkreuzung. Nun, bei diesen Schildkröten hat man nicht das Problem, dass man den Tieren gleich ansieht, dass sie Hybriden sind, sonst hätte man es früher schon leichter gehabt, sie zu entdecken. Aber dennoch es ist schon ein Gesinnungswandel, denn alles was wir bis heute über die Evolution gelernt haben, ist doch, dass sie nicht statisch ist. Es wird also auch fast zwangsläufig für alle anderen noch reinerbigen Unterarten eine Weiterentwicklung und Veränderung geben.
Mir stellt sich dabei aber eine eher grundlegende Frage. Denn bei unseren ursprünglichen DNS-tragenden Lebensformen den Archaea und Bakterien wissen wir, dass in deren Evolution ein Genaustausch über Artgrenzen hinweg ein übliches Ereignis ist und auch heute noch ständig in wohl jedem belebten Boden oder Meeresboden oder gar in unseren Eingeweiden stattfindet (Schliep et al. 2011, Bapteste et al. 2012, Alvarez-Ponce et al. 2013). Der Vorteil für die Wissenschaft besteht darin, dass man das nicht nur im Freiland nachweisen kann, sondern auch zeitnah im Labor untersuchen kann. Was uns diese Experimente zeigen, ist wohl, dass sie dem Überleben und der Umweltanpassung dienen. Für uns ist es zwar ärgerlich, wenn Bakterien sehr schnell via solcher Mechanismen multiresistent gegenüber Antibiotika werden, aber es zeigt auch klar, wie diese Fähigkeit die Umweltanpassung fördert und wie dies dazu beiträgt das Überleben dieser Organismen im Evolutionsgeschehen zu fördern. Wenn man also die Phylogenese akzeptiert, muss man auch erkennen, dass sich aus diesen primitiven Lebensformen auch unsere heute zu beobachtende Makrobiodiversität entwickelt hat, wobei sich einige der höherentwickelten Spezies oder besser Evolutionslinien die Fähigkeit zum „genetischen Austausch“ über Artgrenzen oder besser nach der alten Definition von Mayr (1963) über Unterartgrenzen hinweg aufrecht erhalten haben. Was sich also an den so genannten Prokaryonten innerhalb von Stunden, Tagen und Wochen an Gentransfer über Artgrenzen (abstrakte menschliche Definition) hinweg feststellen lässt legt nahe, dass andere Lebensformen, die das können, auch evolutive Vorteile daraus ziehen können. Denn in geologischen und erdgeschichtlichen Zeiträumen gesehen sind selbst 100.000 Jahre nur ein Wimpernschlag. Wenn sich aber noch Schildkrötenarten wie
Mauremys japonica und M. reevesii sowie Mauremys mit Cuora (Suzuki et al. 2014 und dort zitierte Literatur) oder gar wie Astrochelys radiata (Madagaskar) und Chelonoides carbonaria (Südamerika, Vinke & Vinke 2004) mit einander paaren können und fertile Nachkommen zeugen, dann spricht das für sich. Als, um beim letzteren Beispiel zu bleiben, sich diese Kontinente trennten, gab es wahrscheinlich noch nicht einmal diese Arten in der Form, wie wir sie heute kennen. Für mich mit ein möglicher Beleg dafür, dass sich die Abläufe innerhalb der belebten Materie auf allen ihren Organisationsebenen immer so verhalten wie „im richtigen Leben“ (siehe Bidmon 2014a), oder, wenn Sie so wollen, „Im Kleinen (Prokaryont)“ wie „Im Großen (z. B. Wirbeltier)“.
Da drängt sich doch fast zwangsläufig die Frage auf, welchen Vorteil hatten sie dadurch im Evolutionsgeschehen oder wieso haben z. B. so viele Schildkröten das Massenaussterben der Dinosauriers überlebt? Sicher mag es auch dafür andere Gründe geben, aber so einfach vom Tisch wischen sollten wir die Antwort auf solche Fragen nicht – denn die Evolution geht weiter und auch weiterhin müssen Anpassungsleistungen manchmal sogar recht schnell geleistet werden, um zu überleben. Zudem, wie beurteilen wir uns selbst als Spezies
Homo sapiens? Fühlen wir uns dadurch benachteiligt oder gar eingeschränkt, bloß weil es anscheinend auch in unserer Evolutionslinie Hybridisierungsereignisse gab (siehe Bidmon 2014b)? Ich denke, wir sollten nicht nur an das Hier und Jetzt denken, sondern den Fragen nach dem Langzeitüberleben von Evolutionslinien mehr Gewicht einräumen. Denn wenn wir da Fehler machen, können wir Massenaussterben eher fördern, als durch fälschlicherweise statische Biodiversitätserhaltungsversuche verhindern!
Sicher mag es für den menschlichen Betrachter oder Sammler schön sein, noch den einen oder anderen künstlich im Zoo oder in menschlicher Obhut erhaltenen Phänotyp und cf-Genotyp zu bestaunen, aber die Frage, ob der ohne menschliches Zutun überhaupt überlebensfähig wäre, ist dadurch nicht beantwortet (siehe Milinkovitch et al. 2013). Wie viele reine Hunderassen sind heute nur noch durch veterinärmedizinischen Einsatz überlebensfähig oder einigermaßen gesund zu erhalten? Auf eine gesunde, natürliche Überlebensfähigkeit sollte es aber ankommen! Zumindest wenn man nicht nach dem Motto „Nach mir die Sintflut“ handeln will.

Literatur

Alvarez-Ponce, D., P. Lopez, E. Bapteste & J. O. McInerney (2013): Gene similarity networks provide tools for understanding eukaryote origins and evolution. – Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America 110 (17): E1594–1603.

Bapteste, E., F. Bouchard & R. M. Burian (2012): Philosophy and evolution: minding the gap between evolutionary patterns and tree-like patterns. – Methods of Molecular Biology 856: 81–110.

Bidmon, H.-J. (2014a): Kommentar zu: Wilkinson, A. & L. Huber (2012): Cold-Blooded Cognition: Reptilian Cognitive Abilities. – S. 129–143 in: Vonk, J. & T. K. Shackelford (Hrsg.): The Oxford Handbook of Comparative Evolutionary Psychology. – New York, NY, (Oxford University Press) oder Abstract-Archiv.

Bidmon H.-J. (2014b): Kommentar zu: 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 R134: doi: 10.1186/gb-2013-14-12-r136 oder Abstract-Archiv.

Fujimura, J. & R. Rajagopalan (2011): Different differences: The use of „genetic ancestry“ versus race in biomedical human genetic research. – Social Studies of Science 41: 5–30.

Garrick, R. C., E. Benavides, M. A. Russello, J. P. Gibbs, N. Poulakakis, K. B. Dion, C. Hyseni, B. Kajdacsi, L. Márquez, S. Bahan, C. Ciofi, W. Tapia & A. Caccone (2012): Genetic rediscovery of an 'extinct' Galápagos giant tortoise species. – Current Biology 22 (1): R10–11.

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 oder Abstract-Archiv.

Gibbs, J. P., E. A. Hunter, K. T. Shoemaker, W. H. Tapia & L. J. Cayot (2014): Demographic Outcomes and Ecosystem Implications of Giant Tortoise Reintroduction to Espanola Island, Galapagos. – PLOS ONE 9: 10: e110742.

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 R134: doi: 10.1186/gb-2013-14-12-r136 oder Abstract-Archiv.

Mayr, E. (1963): Animal species and their evolution. – Cambridge, MA (Belknap Press of Harvard University Press).

Milinkovitch, M. C., R. Kanitz, R. Tiedemann, W. Tapia, F. Llerena, A. Caccone, J. P. Gibbs & J. R. Powell (2013): Recovery of a nearly extinct Galapagos tortoise despite minimal genetic variation. – Evolutionary Applications 6: 377–383 oder Abstract-Archiv.

Nash, C. (2013): Genome geographies: Mapping national ancestry and diversity in human population genetics. – Transactions of the Institute of British Geographers 38 (2):193–206.

Poulakakis, N., S. Glaberman, M. Russello, L. B. Beheregaray, C. Ciofi, J. R. Powell & A. Caccone (2008): Historical DNA analysis reveals living descendants of an extinct species of Galapagos tortoise. – Proceedings of the Natural Acadamy of Science USA 105 (40): 15464–15469 oder Abstract-Archiv.

Schliep, K., P. Lopez, F. J. Lapointe & E. Bapteste (2011): Harvesting evolutionary signals in a forest of prokaryotic gene trees. – Molecular Biology and Evolution 28 (4): 1393–1405.

Suzuki, D., T. Yabe & T. Hikida (2014): Hybridization between Mauremys japonica and Mauremys reevesii Inferred by Nuclear and Mitochondrial DNA Analyses. – Journal of Herpetology 48(4): 445–454 oder Abstract-Archiv.

Vinke, T. & S. Vinke (2004) Vermehrung von Landschildkröten: Grundlagen, Anleitungen und Erfahrungen zur erfolgreichen Zucht. – Offenbach (Herpeton Verlag Elke Köhler), 189 S.

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