Stahlkopfforellen: Genetische Anpassung an Süßwasser innerhalb von nur 120 Jahren

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Zwei Stahlkopfforellen (Oncorhynchus mykiss)

Copyright: NOAA.gov

West Lafayette (USA) – In einer aktuellen Studie weisen US-Wissenschaftler die genetische Anpassung von Stahlkopfforellen von ihrem mehrheitlich salzwässrigen pazifischen Lebensraum an einen vollständig süßwässrigen Lebensraum innerhalb von gerade einmal 120 Jahren nach. Damit zeigt nicht nur erneut, wie spontan und anpassungsfähig die Natur ist, die Beobachtung könnte auch für die Kryptozoologie von Interesse sein.

Tatsächlich schlüpfen Stahlkopfforellen zwar im Frischwasser, wandern dann aber durch Flüsse in den Ozean und kehren zum Laichen wieder zurück in ihre Flüsse. Diese Wanderungen erlauben es den Fischen im Ozean Nahrung zu suchen, wodurch sie größer werden und mehr Eier produzieren können, als wenn sie ihr gesamtes Leben in Flüssen verbringen.

Eine genetische Untersuchung von 264 Stahlkopfforellen, wie sie einst im Lake Michigan ausgesetzt wurden und den See seither als ihren „neuen Ozean“ betrachten – also nicht mehr ins Meer wandern – und im Michigan eine sich selbst erhaltende Population gegründet haben, zeigte nun im Vergleich zu „normalen“ Stahlkopfforellen aus der Region, dass sich die Fische im Lake Michigan seit ihrer Ankunft im See genetisch an ihren neuen alleinig aus Frischwasser bestehenden Lebensraum angepasst haben. Das Besondere an dieser Entdeckung ist allerdings, dass die Tiere hier erst vor rund 120 Jahren ausgesetzt wurden.

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Wie das Team um Mark Christie von der Purdue University aktuell im Fachjournal „Molecular Ecology“ (DOI: 10.1111/mec.14726) berichtet, stehen zwei der drei Chromosomenregionen, anhand derer die Wissenschaftler nun Veränderungen festgestellt haben, in einer direkten Verbindung zu jenem Prozess, durch den die Fische ein Gleichgewicht zwischen Salzen und Ionen innerhalb der Zellmembranen im Körper aufrecht erhalten – der sogenannten Osmoregulation.

Während Süßwasserfische aktiv Ionen aus ihrer Umwelt aufnehmen, um so den Salzverlust durch passive Diffusion auszugleichen, geben Salzwasserfische Ionen ab, um auf diese Weise die Salzaufnahme im Salzwasser durch ihren eigenen Körper auszugleichen

Die von den Forschern festgestellten Veränderungen in den Chromosomen-Regionen beeinflussen genau diesen Prozess und erklären somit sehr gut, wie die Stahlkopfforellen in einer vollständig süßwässrigen Umwelt überleben konnten.

Die dritte verändert vorgefundene Region beeinflusst hingegen den Stoffwechsel und die Wundheilung der Tiere: „Diese Anpassung könnte es den Stahlkopfforellen ermöglicht haben, Nutzen aus alternativen Beutetieren zu ziehen oder sich zusätzliche Aktivitätsressourcen in ihrer neuen Umgebung zu erschließen“, so die Forscher. Alternativ könnte sich diese Region aber als Reaktion auf die Anwesenheit eines den Fischen zuvor unbekannt Parasiten angepasst haben: Meerneunaugen (Petromyzon marinus), wie sie in den 1930er Jahren unbeabsichtigt im Lake Michigan ausgesetzt worden waren.


Zwei Meerneunaugen an einer Amerikanischen Seeforelle.

Copyright: Gemeinfrei

Diese Parasiten saugen und beißen sich wie Blutegel an ihren Wirten fest und hinterlassen dabei große Wunden, an denen viele Wirts-Opfer verenden. „Wenn man sich solche offenen Wunden sowohl im Salz- als auch im Süßwasser vorstellt, so sind deren Auswirkungen im Süßwasser sehr viel schwerer, da die Zellen hier sehr viel leichter aufbrechen können“, kommentiert die Mitautorin Janna Willoughby. „Obwohl die Meerneunaugen in wirklich großer Anzahl im Michigan vorkommen, interagieren sie innerhalb ihres natürlichen Lebensraums jedoch nur selten mit den Stahlkopfforellen. Das würde dann bedeuten, dass sie vielleicht einfach nur eine starke selektive Kraft darstellen.“

Zugleich stellten die Wissenschaftler aber fest, dass die genetische Vielfalt der Stahlkopfforellen innerhalb ihres neuen Lebensraumes im Lake Michigan jedoch deutlich niedriger liegt als bei jenen Populationen im gewohnten Lebensraum der Tiere. Dieser sog. Gründer-Effekt kann oft innerhalb neuer Kolonien, die nur auf einige wenige Tiere zurückgehen, beobachtet werden. „Selbst wenn man einen solchen Effekt vorfindet, so kann sich eine neue Population dennoch an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen“, erläutert Christie abschließend. „Die Frage, welche Populationen sich anpassen können und warum andere dies nicht tun, spielt gerade angesichts des Klimawandelns und anderer Naturschutzthemen eine zunehmend dringlichere Rolle.“

Aber auch für das Forschungsgebiet der Kryptozoologie, die sich der Erforschung von bislang noch nicht wissenschaftlich beschriebenen oder (vermeintlich) ausgestorbenen Tierarten widmet, könnte die neue Beobachtung einer genetischen Anpassung an einen neuen Lebensraum innerhalb von gerade einmal 120 Jahren von Interesse sein. Dies immer dann, wenn bestimmte Arten zwar in Lebensräumen beobachtet wurden und werden, in denen sie eigentlich nicht natürlich beheimatet sind.

Ein anschauliches, da den meisten bekanntes Beispiel hierfür stellt das sog. Ungeheuer von Loch Ness (Nessie) dar. Einige Kryptozoologen spekulieren schon lange darüber, ob es sich bei „Nessie“ nicht sogar um eine bis heute im Loch Ness überlebende Populationen großer Meerechsen – sogenannten Plesiosauriern (s. Abb.) – handeln könnte. Die Meerechsen könnten – so die Vorstellung dieser Hypothese – bei der Entstehung des heutigen Süßwassersees, im Loch Ness eingeschlossen worden sein und bis heute überlebt haben. Gegen diese Hypothese sprach bislang die Tatsache, dass Plesiosaurier jedoch eigentlich in den Meeren, also in Salzwasser lebten. Der Loch Ness selbst war einst ein Nordsee-Fjord, der nach der letzten Eiszeit abgeschnitten und zum heutigen See wurde. Auf diese Weise dürfte dieser See anfangs wohl noch einen gewissen Salzwassergehalt gehabt haben, der sich im Verlauf der folgenden Jahrtausende dann allmählich verringerte. Könnte sich also auch eine Population von Plesiosauriern im Loch Ness an genau diese Umstände angepasst haben – und das vielleicht schneller als Wissenschaftler dies bislang für möglich hielten? Erst kürzlich konnten Wissenschaftler nachweisen, dass einige Plesiosaurier entgegen der verbreiteten Vorstellung doch Warmblüter waren. Die Tiere wären also zumindest in der Lage gewesen, den kalten Temperaturen des Loch Ness zu wiederstehen (…GreWi berichtete).

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