Neues zur explosiven Artbildung

Vor rund 10 000 Jahren soll sich die letzte Eiszeit ihrem Ende zugeneigt haben. Im Zuge der damit einhergehenden Wiederbesiedlung der freiwerdenden Landflächen soll auch der Singvogel Junko (Gattung Junco) eine bemerkenswerte Diversifikation erfahren haben, wie Milà et al. (2007) durch eine neue Studie eindrucksvoll belegen. Interessanterweise benötigte der Vogel dafür „nicht einmal eine isolierte Nische, sondern nutzte gleich einen ganzen Kontinent“, wie in Spektrumdirekt (2007) berichtet wird. Dies widerlegt die Allgemeingültigkeit der bisher vertretenen Annahme bezüglich der nordamerikanischen Vogelvielfalt, „dass die Diversifikation erfolgte, als die Populationen über lange Zeiträume in Refugien isoliert waren, die wahrscheinlich einen bis mehrere volle Eiszeitzyklen umfassten“ (Milà et al. [2007]; vgl. Johnson & Cicero 2004; Weir & Schluter 2004). Vielmehr rückt nun auch das sich an das Pleistozän anschließende Holozän ins Blickfeld des Interesses.

Abb.1: Winterammer Junco hyemalis (GNU Freie Dokumentationslizenz)

Vom südlichen Mesoamerika ausgehend soll der Junko (bzw. die Junko-Art Junco phaenotus, „Rotrückenjunko“, „yellow-eyed junco“) die freiwerdenden Gebiete besiedelt und dabei seine heutige Vielfalt erreicht haben. Besonders hervorzuheben ist die dabei neu entstandene Art der Winterammer (Junco hyemalis; „dark-eyed junco“; Abb. 1), welche weiter nördlich wiederum eine beeindruckende Vielfalt erreichte und mittlerweile in fünf verschiedenen Unterarten auftritt, die lange Zeit sogar für eigene Arten gehalten wurden (Spektrumdirekt 2007). Berichte von stabilen Hybridisierungszonen stellten diese Arttrennung jedoch in Frage (Nolan et al. 2002). Dies gilt jedoch nicht für alle fünf Formen: Für zwei Unterarten (J. oreganus und J. caniceps) gibt es bereits Hinweise auf ein Fehlen von Kreuzungen in gemeinsam besiedelten Gebieten, was als Indiz für bereits stattgefundene sympatrische (im gleichem Gebiet erfolgte) Artbildung gilt (Johnson & Cicero 2004).

Die Ergebnisse sind auch insofern interessant, als sie erneut belegen, dass das Erreichen einer großen Vielfalt in kurzer Zeit durchaus möglich ist, wenn eine Stammart mit entsprechend großem genetischen Potential vorliegt und diese einen neuen, frei werdenden Lebensraum besiedelt (siehe auch Stephan 2002).

Wie viel Zeit ist für die Artbildung zu veranschlagen? Laut molekularer Uhr und genetischen Daten aus mitochondrialen Kontrollregionen ergibt sich für die Entstehungsdauer der neuen Junko-Art eine Zeitspanne von 1300-3800 Jahren, was die Autoren als „außergewöhnlich“ bezeichnen. Andere Untersuchungen bestätigten diese Zahl als Untergrenze und lassen eine Addition von bis zu 7000 Jahren offen. Dem unteren Wert von 1300 Jahren liegt eine Mutationsrate von 15% pro Million Jahre zugrunde. Aus der Klasse der Vögel sind jedoch auch wesentlich höhere Mutationsraten bekannt: Beispielsweise 21% bei Gänsen (Quinn [1992]) und gar 30% bei Pinguinen (Lambert et al. 2002). Eine solche Mutationsrate hätte zu noch größeren Diversifikationsraten geführt. In diesem Zusammenhang ist des weiteren zu bedenken, dass die Dauer des Holozän, in dem sich die Disversifikation des Rotrückenjunkos komplett vollzogen haben soll, laut Menting (2002) um 50% und mehr gekürzt werden muss, um die Daten realistisch verstehen zu können.

Die durchschnittliche Zeitspanne für Artbildungen in der Klasse der Vögel wird auf 0,1-0,2 Millionen Jahren geschätzt. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass das Pleistozän weiterhin eine wichtige Rolle für die Vogeldiversifikation spielen soll, auch wenn die Ergebnisse der hier vorgestellten Studie den Fokus mehr in Richtung Holozän verschiebt. Für das Pleistozän werden im konventionellen Zeitrahmen 1,8 Millionen Jahre veranschlagt. Sollte sich die von Brandt (2006) vorgeschlagene drastische Verkürzung auf nur mehrere Tausend Jahre weiter belegen lassen, so müsste auch der Zeitrahmen für die Artaufspaltungen bei den Vögeln entsprechend deutliche Kürzungen erfahren.

CH

[Johnson NK & Cicero C (2004) New mitochondrial DNA data affirm the importance of Pleistocene speciation in North American birds. Evolution 58, 1122-1130; Lambert DM, Ritshie PA, Millar CD, Holland B, Drummond AJ & Baronoi C (2002) Rates of evolution inancient DNA from Adélie penguins. Science 295, 2270-2273; Menting G (2002) Die kurze Geschichte des Waldes. Plädoyer für eine drastische Kürzung der nacheiszeitlichen Waldgeschichte. Andernach; Milà B, McCormack JE, Castenada G, Wayne RK & Smith TB (2007) Recent postglacial range expansion drives the rapid diversification of a songbird lineage in the genus Junco. Proc. R. Soc. B 274, 2653-2660; Nolan VJ, Ketterson ED, Cristol DA, Rogers CM, Clotfelter ED, Titus RC, Schoech SJ & Snajdr E (2002) Dark-eyed junco (Junco hyemalis). In: Poole A & Gill F (2002) The birds of North America. Vol. 716, pp. 1-44; Quinn TW (1992) The genetic legacy of mother goose. Phylogeographic patterns of lesser snow goose Chen caerulescens caerulescens maternal lineages. Mol. Ecol. 1, 105-117; Spektrumdirekt (2007) Artbildung im Zeitraffer. Spektrum direkt – die Wissenschaftszeitung im Internet, 30. August; Stephan M (2002) Der Mensch und die geologische Zeittafel. Warum kommen Menschenfossilien nur in den obersten geologischen Schichten vor? Holzgerlingen; Weir JT & Schluter D (2004) Ice sheets promote speciation in boreal birds. Proc. R. Soc. B 271, 1881-1887.]