Schnabelvariation bei Darwinfinken: nur ein Schalter

Abb.1: Einige Arten der Darwinfinken mit verschiedenen Schnabelformen.

Die Darwinfinken mit ihren verschiedenen Schnabelformen sind eines der Paradebeispiele für Evolution. Deren Variabilität ist aber auch ein instruktives Beispiel für die Polyvalenz von Grundtypen, einem Konzept der Schöpfungslehre. Mit Polyvalenz ist die Vielseitigkeit des Erbguts einer Population, einer Art oder eines Grundtyps gemeint, bedingt durch ein großes Ausmaß an Heterozygotie und programmierter Variabilität. Ein größeres Ausmaß an Polyvalenz ist möglich, wenn verschiedene Merkmalsausprägungen quasi vorprogrammiert sind und z. B. durch Umweltreize angeschaltet werden. Solche „Anschaltmöglichkeiten“ werden gemäß dem Grundtypmodell erwartet. Ein Beispiel dieser Art könnten die verschiedenen Schnabelformen der Darwinfinken liefern. Entwicklungsbiologen haben herausgefunden, daß ein Protein, welches eine Rolle bei der Entwicklung der Kopfes und anderer Knochen spielt, auch zu den Molekülen gehört, welche die Form der Schnäbel beeinflussen. Je nachdem, wo und wann das „Knochen-Morphogenese-Protein 4“ (bone morphogenetic protein 4, BMP4) während der Ontogenese eingeschaltet wird, entstehen verschiedene Formen von Schnäbeln, stellten Wu et al. (2004) bei Untersuchungen an Hühnern und Enten fest. Lange, breite Schnäbel bildeten sich, wenn die BMP4-Menge hoch gehalten wurde; bei geringen Konzentrationen wurden die Schnäbel nur kurz. Wird die Menge an BMP4 während der Entwicklung geändert, können mißgebildete Schnäbel entstehen. Eine andere Forschergruppe stellte fest, daß auch bei sechs verschiedenen Darwinfinken-Arten das Muster der Genexpression von BMP4 mit der Form der Schnäbel variiert (Abzhanov et al. 2004).

Diversität benötigt also nicht unbedingt einen allmählichen Erwerb vieler kleiner Änderungen, sondern kann offenbar auf wenigen verschiedenen „Schalterstellungen“ von Genen beruhen, die für die Formbildung eine besondere Rolle spielen. Die Erzeugung morphologischer Variabilität auf der Basis geringer genetischer Unterschiede kann allerdings nur dann funktionieren, wenn verschiedene morphologische Ausprägungsmöglichkeiten bereits im Erbgut angelegt sind – genau das ist mit Polyvalenz von Stammformen im Rahmen der Grundtypenbiologie gemeint.

RJ

[Abzhanov A, Protas M, Grant BR, Grant PR & Tabin CJ (2004) Bmp4 and morphological variation of beaks in Darwin’s finches. Science 305, 1462-1465; Pennisi E (2004) Bonemaking protein shapes beaks of Darwin’s finches. Science 305, 1383; Wu P, Jiang TX, Suksaweang S, Widelitz RB & Chuong CM (2004) Molecular shaping of the beak. Science 305, 1465-1468]