Adaptive Radiation

Musterbeispiel Darwin-Finken

Als DARWIN 1835 die Galapagos-Inseln erreichte, stellte er zu seiner Überraschung fest, dass es auf den vierzehn Inseln jede Menge Vögel gab, die er zunächst für Meisen, Spechte und andere typische Landvögel hielt.

Es gab Vögel, die kleine Samen fraßen, und Vögel, die große Samen fraßen. Daneben Vögel, die sich von Kakteen ernährten, Vögel, die Insekten fraßen, und sogar Vögel, die sich auf die Leguane setzten und deren Parasiten fraßen.

Jede Vogelart hatte sich auf eine bestimmte Nahrung spezialisiert (siehe: "Darwin-Finken, Nahrung" in meinem Biologie-Lexikon). Darwin fing dann viele Exemplare dieser Vögel ein, präparierte sie und schickte sie mit dem nächsten Postschiff nach England. Dort untersuchte sie ein berühmter Vogelexperte, nämlich John Gould. Sehr zu seiner Überraschung stellt Gould fest, dass es sich bei den eingeschickten Vögeln keineswegs um verschiedene Gattungen handelte, sondern es handelte sich durchweg um Finken! Finken, die sich an unterschiedliche Lebensbedingungen perfekt angepasst hatten.

Als Darwin von den Erkenntnissen Goulds erfuhr, was dies ein entscheidender Mosaikstein für seine Theorie der natürlichen Auslese. Sollten all diese Finken von einer ursprünglichen Finkenart abstammen, die sich mal auf die Galapagos-Inseln verirrt hatte. Hatte sich diese Finkenart in viele verschiedene Finkenarten aufgespalten, die an ihre unterschiedlichen Umwelten angepasst waren?

Heute weiß man, was die Triebkraft für eine solche ökologische Einnischung ist: Die Vermeidung von zwischenartlicher Konkurrenz. Wenn zwei Arten miteinander um weiche Samen konkurrieren, wird auf Dauer die etwas weniger gut angepasste Art unterliegen (Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip) und schließlich von der "stärkeren" Art verdrängt werden. Eine Alternative zum Aussterben stellt die Einnischung dar. Einige wenige Individuen der unterlegenen Art spezialisieren sich auf eine andere Nahrung, suchen ihre Nahrung zu einer anderen Tageszeit oder an einem anderen Ort und haben dadurch nicht nur eine erhöhte Überlebenschance für sich selbst, sondern auch eine erhöhte Fortpflanzungschance. Die Gene, die ihnen diese Spezialisierung ermöglichten, geben sie so verstärkt an die nächste Generation weiter, und schließlich, nach vielen Tausend Generationen, hat sich eine völlig neue Art gebildet, die sich nicht mehr mit der konkurrierenden Art kreuzen kann. Sympatrische Artbildung oder Artbildung durch ökologische Einnischung nennt man einen solchen Artbildungsprozess.

Die Darwin-Finken entstanden durch allopatrische und sympatrische Artbildung

Wie stellt man sich heute die Evolution der Galapagos-Finken vor? Darwin glaubte, dass vor langer Zeit eine kleine Gruppe von finkenähnlichen Singvögeln auf eine der vierzehn Galapagos-Inseln verschlagen wurde, vielleicht durch einen starken Sturm. Diese Finken schafften es nicht nur, auf den kargen Inseln zu überleben, sondern sie vermehrten sich sogar. Bald gab es so viele Finken auf der Insel, dass sie sich gegenseitig Konkurrenz machten; sie fraßen einander die Nahrung weg. Einige Finken entgingen dieser Konkurrenz, indem sie auf unbesetzte Inseln der Galapagos-Gruppe auswichen. Diese geographische Separation und die natürliche Auslese führten im Laufe der Zeit zur Entstehung neuer Finkenarten durch allopatrische Artbildung. Andere Finken blieben auf der ursprünglichen Insel, besetzten aber neue ökologische Nischen, indem sie sich auf andere Nahrungsquellen spezialisierten. Sie suchten ihre Nahrung zum Beispiel nicht mehr auf dem Boden, sondern in Büschen oder auf Kakteen. Dort paarten sie sich dann auch mit anderen Finken, die die gleiche Nahrung fraßen. Im Laufe der Zeit führte die Selektion zu einer immer perfekteren Spezialisierung, und es entstanden neue Finkenarten, ohne dass eine geographische Separation vorlag. Hier haben wir ein typisches Beispiel für sympatrische Artbildung.

Adaptive Radiation

Eine solche wiederholte Aufspaltung einer Ursprungsart in viele neue Arten durch geographische Separation und Besetzung neuer ökologischer Nischen bezeichnet man als adaptive Radiation.

Adaptive Radiation findet immer dann statt, wenn eine Ausgangsart oder eine Gründerpopulation einen neuen Lebensraum besiedelt. Die Vorfahren der Darwin-Finken besiedelten eine der Galapagos-Inseln und breiteten sich dann im Laufe der Jahre aus, sowohl räumlich wie auch ökologisch. Durch mehrere aufeinander folgende allopatrische und sympatrische Artbildungsprozesse entstanden auf den Galapagos-Inseln aus einer Ursprungsart schließlich 13 Arten von Darwin-Finken. Eine vierzehnte Art hat sich auf der nahe gelegenen Cocos-Insel gebildet.

Voraussetzung für eine adaptive Radiation ist, dass der neue Lebensraum eine Vielzahl noch unbesetzter ökologischer Nischen zur Verfügung stellt. Auf der Cocos-Insel waren die meisten ökologischen Nischen bereits durch andere Vögel besetzt, daher fand dort keine adaptive Radiation der Finken statt.

Weitere Beispiele für adaptive Radiationen

• Die Eroberung des Festlandes durch die Pflanzen, wobei Moose, Farne und schließlich Samenpflanzen entstanden.
• Die Eroberung des Festlandes durch die Wirbeltiere, wobei Amphibien, Reptilien und schließlich Säugetiere entstanden.
• Die Eroberung des Luftraumes durch die Vögel, wobei viele der heute bekannten Vogelordnungen entstanden.
• Die Eroberung des Landes durch die Säugetiere, als die Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren ausstarben.

Auf kleinerer Ebene gibt es ebenfalls zahlreiche Beispiele für adaptive Radiationen neben den Darwin-Finken. Hier vier Beispiele:

• Kleidervögel auf Hawaii
• Buntbarsche in den Seen Ostafrikas
• Lemuren auf Madagaskar
• Beuteltiere in Australien

Diese Beispiele sollten reichen, um klar zu machen, was man unter adaptiver Radiation versteht: Beschleunigte Makroevolution durch viele aufeinander folgende allopatrische und sympatrische Artbildungen, ein "Auffächern" einer Ursprungsart in viele neue Arten.