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Forschende der Universität Zürich konnten bei wild lebenden Schneemäusen in der Nähe von Chur ein sehr seltenes Ereignis evolutionärer Anpassung «in Aktion» dokumentieren. Der durch mehrere aufeinanderfolgende Winter mit frühem Schneefall resultierende Selektionsdruck führte bei den Jungtieren zu einem verringerten Körpergewicht. Der Grund: kleinere Mäuse sind ausgewachsen, bevor sich die Wetterbedingungen verschlechtern.
Genau dies gelang dem Team von Erik Postma, Forschungsgruppenleiter am Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der UZH. Die Wissenschaftler untersuchten seit 2006 regelmässig eine Population von Schneemäusen (Chionomys nivalis) in ihrem alpinen Habitat oberhalb vom bündnerischen Churwalden in einer Höhe von rund 2000 m. Sie konnten zeigen, dass sich die Wühlmäuse innert weniger Generationen genetisch signifikant veränderten. «Entgegen unseren Erwartungen wurden die untersuchten Tiere nicht etwa grösser. Die evolutionäre Adaption führte dazu, dass die Mäuse kleiner und leichter wurden», sagt Erik Postma.
Grundsätzlich sind grössere Schneemäuse fitter: Sie verfügen über bessere Fähigkeiten, um zu überleben und sich zu vermehren. Trotz dieser positiven Korrelation auf der Ebene des Erscheinungsbildes (Phänotyp), zeigte sich auf der Ebene des Erbguts (Genotyp) ein umgekehrter kausaler Zusammenhang. «Jene Mäuse, deren genetische Ausstattung zu einem geringeren Körpergewicht führte, waren die fittesten; speziell in Jahren, in denen der erste Winterschnee früher als sonst fiel», führt der Biologe aus. Leichtere Jungtiere, so die Annahme, würden ihre endgültige Grösse früher erreichen, noch bevor sich das Wetter verschlechtert und der Winter einbricht.
Quantitative genetische Modelle zeichnen genaueres Bild der Selektion
Erst die Unterscheidung der Rolle der Gene und jener der Umwelt ermöglichte den Biologen den Blick hinter diese phänotypische «Maskierung». Anhand von DNA-Proben rekonstruierten sie zuerst den Stammbaum der Mäusepopulation und damit die verwandtschaftlichen Verhältnisse der Tiere. Dann ermittelten sie mittels statistischen Modellen und quantitativer Genetik die Veränderungsrate jener Gene, die für das Körpergewicht verantwortlich sind. Dieses Vorgehen offenbarte einen Selektionsdruck zugunsten von Jungtieren, die früher ihre maximale Körpergrösse erreichen. «Wir gehen davon aus», ergänzt Erik Postma, «dass die klimatische Veränderung – mehrere hintereinander folgende Jahre mit frühem Schneefall – der Grund für diese evolutive Anpassung des Körpergewichts ist.»