Adaptive Radiation

Adaptive Radiation – Biologie

Hast du dich schon einmal gefragt, was passiert, wenn eine bestimmte Vogelpopulation z. B. eine einsame Insel besiedeln würde, auf der es sonst keine anderen Tiere gibt? Und was im Laufe der Evolution mit dieser Population geschehen würde? Vielleicht hast du ja schon einmal davon gehört, dass die Galapagosinseln in Südamerika von einer Vielzahl an Finkenarten (Darwinfinken) bewohnt werden. Da diese ausschließlich auf den Galapagosinseln vorzufinden sind, bezeichnet man sie als Endemiten. Bei Untersuchungen der mitochondrialen DNA konnte man feststellen, dass die Finkenarten einer Stammart (= Gründerpopulation) entsprungen sein mussten. So entwickelten sich aus der ursprünglichen Stammart 14 verschiedene Finkenarten heraus. Im Folgenden wollen wir uns damit auseinandersetzen, wie sich die verschiedenen Finkenarten auf diesen einsamen Inseln entwickeln konnten. Dies ist nämlich ein klassisches Beispiel für eine adaptive Radiation. Doch was genau versteht man unter einer adaptiven Radiation?

Adaptive Radiation – Definition

In der Evolutionsbiologie bezeichnet man als adaptive Radiation die Auffächerung einer Art. Das bedeutet, dass sich aus einer wenig spezialisierten Art in einem kurzen evolutiven Zeitraum viele neue spezialisierte Arten bilden, die ganz unterschiedliche ökologische Nischen besetzen.

Gehen wir also von einer Vogelart aus, die auf eine unbesiedelte bzw. kaum besiedelte Insel kommt, dann wird diese Art innerhalb einer kurzen Zeit andere Nahrungsansprüche ausbilden oder andere Lebensräume besiedeln. Der Grund dafür ist, dass sie die einzige Tierart auf dieser Insel ist und dementsprechend in keinem Konkurrenzverhältnis zu anderen Tierarten steht. Dennoch herrscht eine innerartliche Konkurrenz, die der Grund dafür ist, dass sich nach einer gewissen Zeit spezialisierte Merkmale bei den Tieren der Stammpopulation ausbilden. Diese spezialisierten Merkmale sind das Ergebnis des Selektionsdrucks innerhalb der Stammpopulation. So sind z. B. die unterschiedlichen Schnabelformen der Finkenarten eine Anpassung (Adaption) an die verschiedenen Nahrungsquellen und damit Voraussetzung zur Besetzung ökologischer Nischen. Demnach entwickeln sich aus einer Stammpopulation bzw. Stammart viele neue spezialisierte Arten, da irgendwann kein Genaustausch mehr mit der Stammart stattfindet.

Zwischenfazit zur adaptiven Radiation

Wir halten fest: Eine adaptive Radiation kann nur stattfinden, wenn keine oder nur wenig Konkurrenz durch andere Organismen weiterer systematischer Gruppen bzw. zwischen mehreren Individuen einer Art besteht.

Ablauf der adaptiven Radiation am Beispiel Darwinfinken

Kommen wir zurück zu den Darwinfinken, die bereits am Anfang erwähnt wurden. Diese stellen ein klassisches Beispiel für die adaptive Radiation dar. Die Grundlagen der Evolutionstheorie Darwins wurden durch die genaue Beobachtung und Analyse der verschiedenen Finkenarten auf den Galapagosinseln gelegt. Diese Inseln sind durch Vulkanismus aus dem Meeresboden heraus entstanden, daher können sie nur von Organismen besiedelt werden, die über das Wasser oder über die Luft verbreitet wurden: vor allem Pflanzen, Insekten und Vögel.

Im Folgenden sind die Schritte der adaptiven Radiation genauer erklärt.

• Die Gründung der Stammpopulation: Durch Stürme kamen wenige Finken zufällig vom Festland auf die Galapagosinseln. Diese Finkenpopulation wird als Gründerpopulation bezeichnet. Im Laufe der Zeit vermehren sie sich auf der noch unbesiedelten Insel.
• Die geografische Isolation: Einige Finken besiedelten die Nachbarinseln. Dadurch wurde der Genfluss zur Stammpopulation unterbrochen.
• Die Einnischung: Auf den Nachbarinseln liegen andere ökologische Bedingungen vor. Da sich die Anzahl der Individuen im Laufe der Zeit erhöht, entwickelt sich eine starke innerartliche (intraspezifische) Konkurrenz. Aufgrund der Einnischung wird Konkurrenz zwischen den Arten vermieden. Dadurch dass unterschiedliche ökologische Nischen besetzt werden, entwickeln die Finken spezifische Merkmale: z. B. Schnabelformen, die an ihre jeweilige Nahrungsquelle angepasst sind.
• Die Radiation: Die Individuen haben unterschiedliche Ansprüche an die Umwelt, sodass sie nebeneinander existieren können, wenn sie zur Stammpopulation zurückkehren. So bildeten sich neue Arten. Aus der Gründerpopulation gingen auf den Galapagosinseln 14 sehr eng miteinander verwandte Finkenarten hervor. In dem unten stehenden Schema kannst du den Verlauf der adaptiven Radiation am Beispiel der Darwinfinken erkennen.

Weitere Beispiele für die adaptive Radiation

Bestimmt wusstest du schon, dass es in Australien Kängurus gibt. Aber wusstest du auch, dass dies eine Folge der adaptiven Radiation ist?
Der australische Kontinent spaltete sich vor circa 60 Mio. Jahren durch Kontinentaldrift von den anderen Kontinenten ab. Zu dieser Zeit gab es Beuteltiere und Säugetiere mit Plazenta, in Australien allerdings nur Beuteltiere. Dadurch konnten sie unterschiedliche ökologische Nischen besetzen. In allen anderen Teilen der Welt wurden jedoch die Beuteltiere verdrängt. Das Resultat der adaptiven Radiation sind mehr als 175  Beuteltierarten, darunter Kängurus, Wombats und Koalas.

Die adaptive Radiation findet meist dann statt, wenn ein Gebiet unbesiedelt ist und eine große Anzahl an ökologischen Nischen zu bieten hat. Weitere Beispiele sind die Dickblattgewächse der Pflanzengattung Aenonium auf den Kanarischen Inseln und die Buntbarsche in Ostafrika. Allerdings kann eine adaptive Radiation auch dann stattfinden, wenn das Gebiet bereits besiedelt war. Dies war der Fall bei der adaptiven Radiation der Säugetiere nach dem Aussterben der Dinosaurier. Es ist zu beachten, dass keine interspezifische, also zwischenartliche, Konkurrenz herrschte.