Zwerge und Riesen der Evolution: Zahlreiche Tierarten sind im Laufe der Erdgeschichte geschrumpft, andere haben Exemplare von riesenhafter Größe hervorgebracht – aber warum? Paläontologen haben nun eine Theorie dazu entwickelt. Demnach lässt ein starker Wettbewerb um Lebensraum und Nahrung die Arten schrumpfen. Sind hingegen genug Ressourcen vorhanden, werden die Tiere immer größer. Doch beide Trends haben ein Limit: Wer extrem groß oder sehr klein wird, hat ein höheres Risiko, auszusterben.
Die sogenannte Cope-Regel besagt, dass manche Tiergruppen im Laufe der Jahrmillionen immer größer wurden. Benannt ist die Regel nach dem Paläontologen Edward Cope, der diese evolutionäre Entwicklung im 19. Jahrhundert erstmals entdeckte. Unter anderem waren die Vorfahren der heutigen Pferde einst nur so groß wie Hunde. Und auch die Körper vieler anderer Tiere wurden immer größer, wie zahlreiche Fossilien belegen.
Ausnahmen von der Regel
Doch es gibt auch Tiere, die dieser Regel widersprechen. Fossilienfunde belegen ebenfalls, dass zahlreiche Tierarten im Zuge der Evolution immer kleiner statt größer geworden sind. Dazu zählen beispielsweise kleine Pferde, die während der Eiszeit in Alaska lebten, aber auch verschiedene Wirbeltiere, Knochenfische, Kryptodiran-Schildkröten und Inselechsen. Cope´s Regel scheint also auch Ausnahmen zu kennen. Warum genau manche Arten schrumpften und andere wuchsen, war jedoch lange ein Rätsel.
Ein Forschungsteam um Shovonlal Roy von der University of Reading ist dieser Frage nun nachgegangen. Mit Computermodellen simulierten die Wissenschaftler dafür die evolutionäre Entwicklung verschiedener Arten und leiteten daraus ab, welche ökologischen Parameter jeweils für die Körpergröße der Tiere entscheidend gewesen sein könnten.
Nahrung, Klima und Konkurrenz
Das Ergebnis: Vor allem das Nahrungsangebot eines Lebensraums und die Summe der dort lebenden Tiere prägen die Körpergröße einer Art. „Genauso wie wir versuchen, uns je nach Wohnort an heißes oder kaltes Wetter anzupassen, zeigen unsere Untersuchungen, dass die Tiergröße je nach Lebensraum oder Umgebung über lange Zeiträume größer oder kleiner werden kann“, sagt Roy.
Besonders prägend ist auch die Konkurrenz. „Wenn zwischen verschiedenen Arten ein starker Wettbewerb um Nahrung und Unterschlupf herrscht, passen sich die Arten oft an die neue Ressourcenverteilung an. Sie belegen dann verschiedene Nischen und werden dabei immer kleiner, um weniger Energie aus Nahrung zu verbrauchen“, so Roy. Die Alaska-Pferde seien beispielsweise aufgrund von lokalen Klima- und Vegetationsveränderungen rapide geschrumpft. Roy und seine Kollegen nennen dieses Phänomen die „umgekehrte Cope-Regel“.
„Wo die direkte Konkurrenz hingegen gering ist, werden die Tiere tendenziell größer“, ergänzt der Forscher. Das traf den Analysen zufolge auf viele Meerestiere zu, die entsprechend der Cope-Regel über Millionen von Jahre immer größer wurden.
Extreme Körpergrößen sterben aus
Sehr kleine und sehr große Tiere, vor allem Raubtiere, sterben jedoch wiederum häufiger aus – „wie es beispielsweise bei den Dinosauriern der Fall war“, erklärt Roy. Sie sind entweder so klein, dass sie die ideale Beute sind, oder so groß, dass sie an biologische Schranken stoßen und nur noch Populationen mit wenigen Individuen in ihrem Lebensraum leben. Demnach ist die Körpergröße sowohl nach unten als auch nach oben auf natürliche Weise begrenzt, schließen die Forschenden.
In einer ökologischen Nische mit gutem Nahrungsangebot und wenig Konkurrenz könne es daher vorkommen, dass eine Art sehr groß wird und dann ausstirbt. Daraufhin nimmt eine andere Art ihren Platz ein, wird wiederum immer größer und stirbt schließlich ebenfalls aus. Dieser Kreislauf kann sich mehrfach wiederholen, sofern sich an der Situation nichts ändert. Ähnliches gilt für die Entwicklung nach unten, hin zu sehr kleinen Körpergrößen, wie Roy und seine Kollegen berichten. Sie nennen diese beiden Phänomene „wiederkehrende (umgekehrte) Cope-Regel“.
Diese erklärt auch, warum es tatsächlich nur wenige Tiere mit mittlerer Größe gibt: Sie stellen nur ein Zwischenstadium auf dem Weg zu einem der beiden Extreme dar – so jedenfalls die Theorie. (Communications Biology, 2024; doi: 10.1038/s42003-023-05375-z)
Quelle: University of Reading
