Schnellere Evolution bedeutet schnelleres Aussterben?

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Die Artenvielfalt ist ungleichmäßig, wie die Tatsache zeigt, dass viele gleich alte Schwesterzweige der Evolution sowohl viele als auch wenige Arten enthalten.

Es wird allgemein angenommen, dass bei der Evolution der Biodiversität viele große Evolutionszweige durch eine schnelle Evolution entstanden sind und eine höhere Biodiversität aufweisen, während kleinere Zweige eine langsamere Evolution durchliefen und eine geringere Biodiversität aufweisen.

In den 1940er Jahren vertrat der berühmte Paläontologe George Gaylord Simpson in seinem klassischen Buch „The Rhythm and Pattern of Evolution“ jedoch eine gegenteilige Ansicht.

Simpson glaubte, dass eine schnelle Evolution zu Instabilität und Aussterben führen könnte, während eine langsame Evolution zu einer höheren Artenvielfalt führen könnte. Da hohe Evolutionsraten wahrscheinlich nicht lange anhalten werden, können sie evolutionäre Zweige so instabil machen, dass sie aussterben oder zu langsameren Evolutionsraten übergehen. Durch die Untersuchung der grundlegenden Muster der Evolution im Rahmen von Darwins Evolutionstheorie stellte er fest, dass viele sich schnell entwickelnde Arten tatsächlich zu instabilen Gruppen gehören, die das Potenzial haben, sich an sich rasch verändernde Umgebungen anzupassen.

Dies ist eine herausfordernde Perspektive. Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Paleontology veröffentlicht wurde, hat durch die Untersuchung von Eidechsen und einigen ihrer nächsten Verwandten Beweise für Simpsons Behauptung gefunden. Einfach ausgedrückt zeigen ihre Forschungsergebnisse: Je schneller sich die Person entwickelt, desto schneller stirbt sie aus.

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In der neuen Studie analysierten die Forscher eine Tiergruppe namens Lepidosauria, zu der Eidechsen, Schlangen und einige ihrer nächsten Verwandten gehören. Die Lepidosauria entstanden im frühen Mesozoikum vor 250 Millionen Jahren und können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Squamata und Rhynchocephalus. Unter ihnen entwickelten sich aus den Schuppenkriechtieren über 10.000 Arten moderner Tiere wie Eidechsen und Schlangen; während vom Rhynchocephalus heute nur noch eine einzige Art übrig ist – der Rhynchocephalus (auch bekannt als die neuseeländische Riesenechse).

Der Evolutionsbaum der Brückenechsen, Eidechsen und Schlangen. Während des Zeitalters der Dinosaurier entwickelten sich die ausgestorbenen Verwandten der Brückenechsen rasch, während sich die Evolution bei Eidechsen und Schlangen langsam vollzog. | Bildnachweis: Dr. Tom Stubbs

Vor dieser Studie hatten die Forscher erwartet, Anzeichen einer langsamen Evolution bei den Rhynchocephalen und einer schnellen Evolution bei den Squamata zu finden. Sie beobachteten jedoch genau das Gegenteil von dem, was sie erwartet hatten. Sie fanden heraus, dass die Evolutionsraten der Squamata in den ersten zwei Dritteln ihrer Evolutionsgeschichte langsam waren, während ihr Schwesterzweig, die Rhynchocephalidae, der heute nur noch aus einer Art besteht, in der Vergangenheit schnelle Evolutionsraten aufwies.

Die Forscher untersuchten die Geschwindigkeit der Körpergrößenveränderung bei diesen frühen Reptilien und fanden heraus, dass sich einige Schuppenkriechtiere (vor allem solche mit spezialisierter Lebensweise) während des Mesozoikums rasch entwickelten, die Evolutionsrate bei den Rhynchocephalia jedoch sogar noch höher war. Ihre durchschnittliche Evolutionsrate war deutlich schneller als die der Schuppenkriechtiere, etwa doppelt so hoch wie die allgemeine Evolutionsrate. Diese Entdeckung übertraf die Erwartungen der Forscher.

Im späten Mesozoikum entstanden alle modernen Eidechsen und Schlangen und begannen sich zu diversifizieren. Sie lebten Seite an Seite mit den Dinosauriern, kamen jedoch wahrscheinlich nicht mit ihnen in ökologischen Kontakt. Die meisten dieser frühen Echsen waren klein und ernährten sich von Käfern, Würmern und Pflanzen.

Etwa 200 Millionen Jahre lang verlief die Evolutionsrate der Eidechsen und Schlangen (Squamata) (blau) wesentlich langsamer als die der Rhynchocephala (grün); erst in den letzten etwa 50 Millionen Jahren kam es zu einer Umkehr. Die rote Linie zeigt die durchschnittliche Evolutionsrate aller Schmetterlings-Unterklassen im Laufe der geologischen Zeit. | Bildnachweis: Armin Elsler

Nach dem Aussterben der Dinosaurier vor etwa 66 Millionen Jahren wurden sowohl die Rhynchocephalia als auch die Schuppenkriechtiere schwer getroffen. Allerdings erholte sich die Artenzahl der Schuppenkriechtiere später wieder. Während die Rhynchocephala, die sich während des größten Teils des Mesozoikums wie „Innovatoren“ und „schnelle Evolvierer“ verhalten hatten, vor dem Ende des Mesozoikums tatsächlich deutlich zurückgingen und sich danach die gesamte Dynamik änderte.

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Wir alle kennen die Geschichte von „Der Schildkröte und dem Hasen“ aus Äsops Fabeln, in der der schnelle Hase das Rennen verliert, während die langsame Schildkröte schließlich als Erste die Ziellinie überquert. Die Botschaft dieser Geschichte ist, dass man mit Langsamkeit und Beharrlichkeit das Rennen gewinnt. Tatsächlich diskutieren Biologen seit Darwins Zeiten darüber, ob die Evolution eher dem Hasen oder der Schildkröte in „Die Schildkröte und der Hase“ ähnelt. Sind viele biologische Populationen, die aus einer großen Anzahl von Arten bestehen, das Ergebnis einer schnellen Evolution über einen kurzen Zeitraum oder einer langsamen Evolution über einen langen Zeitraum?

Nach neuesten Forschungsergebnissen war es die langsame und stetige Art des Überlebens, die den Schuppenkriechtieren im Mesozoikum den Sieg ermöglichte. während der Rüssel, der sich rasch entwickelte und zu dieser Zeit eine erfolgreiche Lebensgeschichte hatte, mit nur einem Überlebenden unterging. Bei sich rasch entwickelnden Populationen von Organismen ist es manchmal möglich, dass sie sich stabilisieren und gut überleben. Doch häufiger wird ihre Aussterberate so hoch sein, dass sie der Rate entspricht, mit der neue Arten entstehen, und ihr Schicksal wird dem eines Kaninchens gleichen, das mitten im Rennen ein Nickerchen macht.

Darüber hinaus könnten sich Arten, die sich langsam entwickeln, laut Simpsons Vorhersage ebenfalls langsam dem Aussterben nähern und dennoch über lange Zeit erfolgreicher sein als Arten, die sich schnell entwickeln – genau wie die langsame, aber beharrliche Schildkröte in der Fabel. Als nächstes hoffen die Forscher, diese Situation bei weiteren Organismengruppen untersuchen zu können, um zu zeigen, dass eine schnelle Evolution kurzfristig zu einer hohen Artenvielfalt, langfristig jedoch zu einer geringen Artenvielfalt führen kann.

#Kreativteam:

Text: Xiaoyu

#Referenzquelle:

http://bristol.ac.uk/news/2021/november/rapidly-evolving-species-more-likely-to-go-extinct.html

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pala.12579

#Bildquelle:

Titelbild: University of Bristol

Quelle: Prinzip (ID: principia1687)

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