Tödliches Gift bringt Evolution in Schwung

Giftiger Schwefelwasserstoff im Wasser kann sich auf die Evolution von Fischen auswirken und selbst auf kleinstem Raum zur Entstehung neuer Arten führen. Dies hat jetzt ein internationales Forscherteam in einer neuen Studie im Fachjournal „Evolution“ nachgewiesen. Die Wissenschaftler fanden bei Fischen sowohl erbliche Veränderungen des äußeren Erscheinungsbildes, des Stoffwechsels als auch des Verhaltens.

{1r}

Das Biologenteam um Martin Plath vom Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam untersuchte Zahnkärpflinge in Mexiko. Diese wenige Zentimeter großen Fische leben in einem verzweigten Fluss- und Höhlensystem. In einigen Bereichen des Flusslaufs und in einer bestimmten Höhle ist das Wasser stark schwefelwasserstoffhaltig.

Größerer Kopf und größere Kiemen

Schwefelwasserstoff ist ein Atemgift, das unter anderem den Sauerstofftransport durch die roten Blutkörperchen behindert. Normalerweise sterben Fische bei den dort herrschenden Konzentrationen. Die Zahnkärpflinge konnten sich jedoch an diese lebensfeindlichen Bedingungen anpassen.

Schon rein äußerlich unterscheiden sie sich von ihren Artgenossen im schwefelwasserstofffreien Wasser durch einen größeren Kopf und die infolge dessen größere Oberfläche der Kiemen. Plath und seine Kollegen konnten zudem eine Reihe von genetischen Veränderungen nachweisen, die sich auf den Stoffwechsel der Tiere auswirken. Die Veränderungen sind bereits so massiv, dass sich die Tiere nicht mehr mit Artgenossen aus den schwefelwasserstofffreien Abschnitten des Flusses paaren, obwohl es zwischen den Populationen keine physischen Barrieren gibt.

Die Forscher konnten das sowohl durch genetische Untersuchungen als auch durch Verhaltensexperimente nachweisen. Diesen wesentlichen Aspekt bei Artbildungsprozessen bezeichnen Biologen als reproduktive Isolation.

Woher stammt das Gift?

Schwefelwasserstoff kann auf verschiedenen Wegen ins Wasser gelangen. Eine natürliche Quelle ist schwefelhaltiges Gestein aufgrund vulkanischer Aktivität, wie beispielsweise in der von den Biologen untersuchten Schwefelhöhle.

Außerdem entsteht es durch bakterielle Zersetzung, wenn große Mengen organischen Materials ins Wasser gelangen. Das kann Laub sein oder – wie in dem oberirdischen Teil des untersuchten Flusssystems – Zellulose, die die Holz verarbeitende Industrie ins Wasser leitet. Hier nimmt also möglicherweise der Mensch durch Umweltverschmutzung Einfluss auf die Evolution.

(idw – Universität Potsdam, 12.11.2008 – DLO)