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Evolution im Zeitraffer
Das Langzeitexperiment von John Endler
Es ist eine Tatsache, dass sich die Evolution nicht in menschlichen Zeitmassstäben bei der Arbeit beobachten lässt. Gelegentlich jedoch tut sie es doch! So zum Beispiel bei einem Langzeitexperiment das von John Endler einem kanadischen Biologen und seinem Team 1980 an einer Guppy-Art durchgeführt wurde.
John Endler entdeckte zuvor, dass die Guppy-Art Poecilia wingei, die unter anderem in Bächen in Trinidad vorkommt, unterschiedliche Färbungen aufweist, abhängig davon ob sie im Ober- oder Unterlauf der Bäche lebt. Im Oberlauf der Bäche, wo kaum Fressfeinde lauern, besitzt fast jedes geschlechtsreife Männchen ein auffälliges Farbmuster. Bachabwärts, wo Guppys zu Beutefischen werden, verschwindet diese Farbvielfalt und weicht einer unauffälligen Musterung. Um eine Erklärung für diese Unterschiede und eventuell einen Hinweis auf die natürliche Selektion zu finden, startete er die erwähnte Versuchsreihe.
Dazu nahm er 12 Aquarien und besetzte sie mit möglichst farbenprächtigen Guppys. 6 Aquarien bekamen bunten Kies als Bodengrund die anderen 6 bekamen bunten Sand. Nun liess er die Populationen für 6 Monate in Ruhe. Nach dieser Zeit begann er mit dem eigentlichen Experiment. Die beiden Gruppen wurden dazu noch einmal in zwei Gruppen geteilt. Zwei Gruppen blieben unter sich und die anderen beiden Gruppen erhielten jeweils einen Fressfeind zugeteilt: entweder einen Buntbarsch (Crenicichla alta), der vor allem erwachsenen Guppys nachstellet, oder einen Zahnkärpfling (Rivulus hartii), der kleiner ist und sich eher an den Guppynachwuchs hält.
So hat Endler vier verschiedene Selektionsmechanismen eingeführt.
1. Die Vorliebe von Guppy-Weibchen für besonders auffällige Männchen
2. Das höhere Risiko durch die Auffälligkeit gefressen zu werden
3. Die Chance durch bessere Anpassung an die Umwelt zu überleben
4. Entwicklung der Population, wenn Nachwuchs und Sexualpartner unterschiedliche Überlebensraten haben.
Die grosse Farbenvielfalt kann auch durch die rasche Vermehrung der Guppys erklärt werden. Nicht umsonst nennt man den Guppy auch Millionenfisch. Die Natur wählt Sex als Mittel um den Genpool so abwechslungsreich wie möglich zu gestalten. Guppyweibchen bevorzugen deshalb das Ausgefallene. Dadurch stecken die männlichen Partner aber in der Klemme. Der eigene Reproduktionserfolg steht möglicherweise dem eigenen Überleben im Wege. Endlers Versuchsanordnung sollte Aufschluss geben, wie eine Balance in diesem Interessenkonflikt aussehen könnte.
Nach bereits 15 Generationen haben sich die von Buntbarschen bedrohten Männchen optisch weitgehend dem Untergrund angenähert. Diejenigen auf Kiesboden zeigten wenige, grosse Flecken und diejenigen auf Sandboden viele kleine Flecken und die Farben verschwanden bei beiden. Die vom Zahnkärpfling verfolgte Population konnte sich grössere Auffälligkeiten bei den geschlechtsreifen Männchen leisten, weil ihr Feind ja nur am Nachwuchs interessiert war, der noch nicht ausgefärbt zur Welt kam. Es dauerte allerdings länger, bis sich die Reproduktionsraten eingependelt hatten: Nach dreißig bis sechzig Generationen kamen in den Barschbecken wesentlich mehr Guppys zur Welt, die gleichzeitig deutlich kleiner waren und früher geschlechtsreif wurden. Im Kärpflingsbecken hatte der gegenteilige Trend eingesetzt: Weniger, dafür kräftigerer Nachwuchs, der sich seinerseits später fortpflanzte.
Die gleichen Ergebnisse konnte John Endler später bei freilebenden Guppys bestätigen. In der Natur sind jedoch keine so scharfen Abgrenzungen wie im Experiment möglich. Darum spielt das Nahrungsangebot und die Konkurrenz mindesten eine so grosse Rolle wie das Vorhandensein von Fressfeinden. Die Partnerwahl hängt zudem von noch subtileren Dingen wie der Protzerei mit Farben ab. Inzuchtfaktoren spielen eine Rolle, und bei alldem kann eine Art immer nur Kompromisse machen zwischen dem Aufwand, den sie beim Balzverhalten treibt, und den Vorteilen, die ein unauffälligeres Leben mit sich bringt. Zu Ehren von John Endler wurde die Guppy-Art Poecilia wingei Endler Guppy benannt.
Ist dieses Experiment nun ein Beweis für die Evolutionstheorie? Beweise sind so eine Sache in der Naturwissenschaft. Eigentlich gib es nur in der Mathematik Beweise und in allen anderen Disziplinen redet man eher von Fakten und Belegen. Daher sollte man, wie in zahllosen ähnlichen Beispielen, von einer Bestätigung der Evolutionstheorie und der natürlichen Selektion sprechen.
Mirko Fries
Quelle: Richard Dawkins / FAZ