Anpassung der Arten

Ihre Herkunft stand für einige Forscher schnell fest. Die Underground Mosquitos, so meinten sie, mussten von regulären Culex pipiens abstammen, die irgendwann die U-Bahn besiedelt und sich an dieses düstere Habitat mitsamt menschlicher Nahrungsquelle angepasst hätten. Yuki Haba sah das anders. Der an der Princeton University tätige Biologe misstraute der gängigen Theorie. Schließlich hatte schon der schwedische Gelehrte Peter Forskål 1775 im Nildelta eine Molestus-Mücke mit ausgeprägtem Appetit auf Menschenblut gefunden. Ähnliche Meldungen gab es auch aus anderen Teilen der Mittelmeerregion. Haba und seine Kollegin Lindy McBride gingen der Sache nach. Das Duo wertete 2022 zahlreiche Berichte über Vorkommen und Verhalten von Culex pipiens weltweit aus und verglich entsprechende genetische Daten. Das Ergebnis lässt wenig Raum für Zweifel. Die Molestus-Form stammt wahrscheinlich aus Ägypten und gelangte über Gütertransporte nach London. Inzwischen findet man sie auch in weiteren Metropolen wie New York und Moskau.

Die Entstehung des unterirdischen Typs könnte ursprünglich sogar mit der Neolithisierung zusammenhängen, glaubt Yuki Haba. „Mosquitos brauchen Wasser“, betont er. Im sonst recht trockenen Ägypten hätten Bauern schon vor Jahrtausenden die ersten Kanäle und Reservoirs zur Bewässerung angelegt, erklärt der Wissenschaftler. Damit schufen sie auch erstklassige Brutstätten für die Mücken. Lebten sie erst mal in der Menschen Nähe, dürften die Blutsauger bald in deren Häuser und Ställe eingezogen sein. Culex pipiens molestus wäre dann durchaus das Produkt eines anthropogen initiierten Evolutionsprozesses. Der begann nur viel früher als bisher gedacht.

Füchse im Wandel

Rotfüchse indes sind wirklich erst im 20. Jahrhundert den Reizen moderner Großstädte verfallen. Zunächst tauchten die Vierbeiner in London und Bristol auf. Zürich, die Fuchskapitale Mitteleuropas, wurde ab 1985 kolonisiert. Den Zugezogenen ging es gut. Sie fanden genug Nahrung und, trotz des urbanen Trubels, auch ruhige Orte, wo sie ihren Nachwuchs großziehen konnten. Mit der Zeit entstanden so stabile Stadtfuchs-Populationen. Die Behörden hörten auf, die Neuankömmlinge als Problem zu sehen, und stellten meistens die Bejagung ein. Heute sind Mensch und Rotpelz oft prima Nachbarn. Doch manche Experten behalten die Entwicklung weiterhin im Blick.

Kevin Parsons ist einer von ihnen. Er arbeitet an der University of Glasgow und untersucht, wie sich die Füchse an das Leben in Metropolen anpassen. Das betrifft auch ihre Ernährung. „Sie sind keinesfalls nur vom Müll abhängig“, erklärt der Biologe. In London bestehe Reinekes Speiseplan zu rund 40 Prozent aus Pizzaresten, Pommes und dergleichen, ansonsten fressen die Zugewanderten Beeren, Würmer, Insekten, Nager und Vögel. Stadtfüchse scheinen mehr Tauben als Ratten zu erbeuten, berichtet Parsons. Manches in der abwechslungsreichen Diät könnte den Rotpelzen allerdings Probleme bereiten. Verpackte Speisen müssen quasi geknackt werden. Solche Herausforderungen wirken sich mitunter auch langfristig auf die Tiere aus.

Bei den urbanen Füchsen gibt es tatsächlich erste Hinweise auf einen zukünftig womöglich tiefgreifenden Wandel. Parsons hat 2020, zusammen mit ein paar Kollegen, den Schädelbau von 75 Exemplaren aus London und 36 Tieren aus dem ländlichen Südostengland analysiert. Die städtischen Vierbeiner haben demnach etwas kürzere und breitere Schnauzen als jene vom Lande. Ihre Kiefer könnten dadurch mit mehr Muskeln ausgestattet werden, sagt Parsons. Die Wissenschaftler fanden aber noch weitere interessante Details. Bei den Stadtfüchsen zeigen sich weniger Unterschiede zwischen den Geschlechtern: Die Schädel von Weibchen und Männchen ähneln sich. Das Hirnschädelvolumen der urbanen Füchse ist zudem kleiner. All dies kenne man bereits von Hunden, wie Parsons erläutert. Solche Merkmale seien typisch für das sogenannte Domestikationssyndrom: die Veränderung von Körper- und Verhaltensmerkmalen durch die Nähe zum Menschen. Haben die Füchse den gleichen Weg eingeschlagen wie einst ihre caninen Verwandten? Vielleicht, meint Parsons. Londoner Rotpelze hätten jedenfalls schon gelernt, experimentelle Puzzles zu lösen, und zeigten auch weniger Scheu. „Es könnte eine Art Selbstdomestizierung stattfinden.“

Kabeljau unter Druck

Auch im Lebensraum Meer prägt der Mensch die Evolution: Der Dorsch oder Kabeljau (beide gehören zu ein und derselben Spezies, nämlich Gadus morhua) leidet schon seit Jahrzehnten unter Überfischung. Und das hat weitreichende Folgen. Die Tiere ändern sich. Eigentlich können Kabeljaue an die 25 Jahre alt werden, sie erreichen dann anderthalb Meter Länge bei einem Gewicht von manchmal über 40 Kilo. Die intensive Fischerei indes verursacht eine so hohe Mortalität, dass kaum noch ein Dorsch dieses Potenzial ausschöpfen kann. Fast alle sterben jung. Also müssen sie „schneller“ leben.

„Im Nordwestatlantik werden Kabeljaue heute etwa zwei Jahre früher geschlechtsreif“, erklärt die finnische Ökologin Kuparinen. Ein vergleichbarer Trend lässt sich auch bei europäischen Populationen beobachten. Experten sehen hier eine unnatürliche Selektion am Werk. Frühreife Dorschweibchen produzieren zwar nicht annähernd so viele Eier wie ihre schwergewichtigen Artgenossinnen. Aufgrund des enormen Fischereidrucks sind sie dennoch im Vorteil und haben auf Dauer einen höheren Fortpflanzungserfolg. Gene, die einen beschleunigten Lebenslauf begünstigen, setzen sich durch. Im Endeffekt könnten einzelne Populationen oder die Spezies als Ganzes verzwergen, meint Kuparinen. Die Geschrumpften würden womöglich auch ihren Speiseplan ändern, sprich auf kleinere Beutetiere ausweichen. Das wiederum dürfte zu Verschiebungen in der Nahrungspyramide führen. Das ökologische Gefüge geriete ins Rutschen.

Die Wissenschaft hat dem Phänomen schon einen Namen gegeben: fischereiinduzierte Evolution. Andere Arten wie Lachse und Schollen scheinen ebenfalls betroffen zu sein. „Fischerei kann auch die genetische Vielfalt beeinträchtigen“, sagt Kuparinen. In stark dezimierten Populationen drohe zum Beispiel Inzucht. Experten fordern deshalb ein Umdenken im Fischereimanagement und die gezielte Schonung großer, alter Exemplare. Eigens dafür entwickelte Netzsysteme werden bereits getestet.

Verlängerte Vogelschnäbel

Des Menschen Handeln kennt gleichwohl viele Ausprägungen, und seine Haltung Wildtieren gegenüber ist oft seltsam ambivalent. Viele werden verfolgt, manche aber eher verhätschelt. So treibt die Briten schon lange eine besondere Liebe zu Singvögeln um. Im Vereinigten Königreich werde etwa doppelt so viel Geld für Vogelfutter ausgegeben wie in Gesamtkontinentaleuropa, berichtet Jon Slate, Evolutionsbiologe an der University of Sheffield. Das Füttern der gefiederten Freunde begann im 19. Jahrhundert und sei seitdem immer populärer geworden. Die Vögel nehmen das Angebot stets dankbar an. Wie stark sie inzwischen von den Gaben abhängig sind, weiß niemand, doch Slate und seine Kollegen machten vor einigen Jahren eine erstaunliche Entdeckung: Die weitverbreitete Fütterung verändert demnach nicht nur das Verhalten der Tiere, sondern, ähnlich wie bei den Stadtfüchsen, auch ihre Anatomie. Das zeigt sich sogar in den Genen.

Das Team verglich 2017 das Erbgut von über 900 Kohlmeisen (Parus major) aus der Umgebung von Oxford mit dem von gut 2000 Artgenossen aus den zentralen Niederlanden. Dabei traten mehrere deutliche Unterschiede zutage. Höchst auffällig ist die Häufigkeit einer bestimmten Variante des Gens COL4A5, nämlich Haplotyp C, in der DNA der englischen Vögel. COL4A5 trägt den Code für die Bildung von Kollagenfasern, und der C-Typ lässt bei Kohlmeisen offenbar die Schnäbel etwas länger wachsen. Abgesehen davon unterscheiden sich die englischen und niederländischen Meisenpopulationen auch in den Sequenzen von LRRIQ1. Dieser DNA-Abschnitt steht bei den berühmten Darwinfinken auf den Galápagosinseln mit deren vielfältiger Schnabelgestaltung in Verbindung.

Für Slate und seine Mitstreiter spiegelt die genetische Veränderung der englischen Kohlmeisen eine Anpassung an die Nutzung von Futterspendern wieder. Je länger ihr Schnabel, desto besser können die Tiere diese Nahrungsquelle erschließen. So findet eine fortwährende Selektion statt, denn COL4A5-C bietet seinen Trägern nachweislich Vorteile. „In Zusammenhang mit diesem Gen beobachten wir klare Fitness-Unterschiede“, betont Slate. Kohlmeisen mit der C-Variante im Erbgut ziehen mehr Nachwuchs groß, vermutlich wegen der besseren Futterversorgung. Und die Schnäbel wachsen weiter. Seit Anfang der 1980er-Jahre hat ihre durchschnittliche Länge kontinuierlich zugenommen – um 0,004 Millimeter jährlich. Darwin wäre begeistert.

Enzyme der Läuse

Der Zugriff auf neue Nahrung hat auch bei der Grünen Pfirsichblattlaus einen erheblichen Evolutionsschub ausgelöst. Die auf den zoologischen Namen Myzus persicae getaufte Insektenspezies stammt ursprünglich wohl aus Asien, kommt heute aber fast weltweit vor, wie der Entomologe Chris Bass von der University of Exeter erläutert. Unter Landwirten gelten die winzigen Sechsbeiner als üble Schädlinge. Sie befallen keineswegs nur Obstbäume, sondern machen sich auch über Zuckerrüben und andere Feldfrüchte her. „Die Art hat ein ziemlich breites Spektrum an Wirtspflanzen“, sagt Bass. Die Eroberung eines bestimmten Gewächses hat Experten trotzdem verwundert. Denn Tabak (Nicotiana tabacum) ist eigentlich ein extrem harter Gegner, ein botanischer Berserker mit hochgiftiger Abwehr. Aber das nutzte ihm letztlich nichts.

Die ersten Meldungen von Pfirsichblattläusen auf Tabakpflanzen gab es in den 1940er-Jahren, berichtet Bass. Es entstand eine eigene Unterart, Myzus persicae ssp. nicotianae, die sich weitgehend auf diese Futterquelle spezialisierte. „Der Anbau durch den Menschen schuf eine neue Ressource“, so Bass. Riesige Tabak-Monokulturen stellten für die Blattläuse ein wahres Schlaraffenland dar, doch zuerst mussten sie dessen chemische Verteidigung überwinden. Die Natur kam ihnen dabei zu Hilfe. Nikotin ist bekanntlich ein Nervengift, und für die meisten Insekten, die es mit der Nahrung aufnehmen, ist es tödlich. Manche Varianten des fast in allen Lebewesen vorhandenen Enzyms Cytochrom P450 (CYP) sind gleichwohl in der Lage, das Toxin abzubauen. Ein internationales Forscherteam unter Bass’ Leitung nahm 2020 das Erbgut von M. p. nicotianae genau unter die Lupe und fand tatsächlich eine Vervielfältigung zweier CYP-Gene mit Nikotin-Neutralisierungsaktivität. Durch Mutationen wurde ein bestimmtes Chromosom-Segment mehrmals dupliziert, die betroffene DNA-Kette verlängerte sich um bis zu 1,5 Millionen Bausteine. Die rettenden Gene liegen nun in drei- bis fünffacher Ausführung vor. Dank dieser Vermehrung, gepaart mit einer stark gestiegenen Genexpression, verfügen die Blattläuse reichlich über entgiftendes CYP. Der Weg in die Tabakplantagen ist frei.

Die Enzymmenge allein macht allerdings noch nicht den Unterschied, die Moleküle müssen ihre Aktivität auch an den richtigen Stellen entfalten. Blattläuse leben nämlich in Symbiose mit Bakterien der Art Buchnera aphidicola. Letztere sind in speziellen Zellen (Bakteriozyten) untergebracht und versorgen ihre Wirte vor allem mit essenziellen Aminosäuren. Nikotin indes ist für viele Mikroben ebenfalls toxisch. Um diese Gefahr zu bannen, setzt M. p. nicotianae ihr CYP nicht nur zum Selbstschutz im Verdauungstrakt frei, sondern auch in den Bakteriozyten läuft die Enzymproduktion auf Hochtouren. Dafür bleibt die CYP-Konzentration im restlichen Blattlauskörper minimal. So spart der Organismus Energie und Ressourcen.

Laute Frösche

Auch Amphibien kann es gelingen, sich anzupassen. Wenn in Mittelamerika die Sonne untergeht, beginnen Millionen Frösche mit ihrem allabendlichen Konzert. Das Zirpen, Quaken und Flöten ertönt jedoch nicht nur im Regenwald, auch in Panama City spielt vielerorts diese urtümliche Musik. Einer der Hauptverantwortlichen ist Physalaemus pustulosus, zu Deutsch der Tungara-Frosch. Die nur zwei bis vier Zentimeter langen Tierchen fühlen sich wohl in der Stadt. Sie bewohnen Teiche, Regentümpel und Gräben. Hauptsache, das Wasser darin verschwindet nicht so schnell wieder. Der urbane Lärm indes hat den Fröschen offenbar Schwierigkeiten bereitet. Der Krach stört ihre Kommunikation, vor allem das akustische Werben der Männchen um paarungswillige Damen. Das behindert die Fortpflanzung.

Die Tiere scheinen das Problem aber gelöst zu haben – auf überaus elegante Weise. Eine niederländisch-US-amerikanische Expertengruppe brachte 2019 die Details ans Licht. Die städtischen Froschmännchen haben demnach ihr Rufrepertoire erweitert. Der Gesang ist intensiver und komplexer geworden, mit mehreren „Bips“ am Ende einer jeden Jaulstrophe. Die Wirkung konnten die Wissenschaftler ebenfalls nachweisen. Sie analysierten den Tier-Gesang dafür in sogenannten Mesokosmen, eine Art Wasser-Gehege. In der vergleichenden Versuchsanordnung lockten die adaptierten Rufe urbaner Männchen deutlich mehr Weibchen an als der Standardgesang von den Artgenossen aus dem Wald. Auf Dauer könnte die veränderte Brautwerbung sogar zu einer Fortpflanzungsbarriere zwischen den Froschpopulationen führen, meinen die Forscher. Begünstigt werde die akustische Weiterentwicklung wahrscheinlich auch durch einen gewissen Schutz, den die Stadt ihren Bewohnern bietet. Froschfressende Fledermäuse, welche ihre Beute nach dem Gehör orten, gebe es dort fast nicht.

Die Liste wird länger werden. Je genauer Biologen hinschauen, desto mehr Fälle von anthropogen induzierter Evolution dürften sie finden. Die Natur kann gar nicht anders. In einer Welt des beschleunigten ökologischen Umbruchs müssen Pflanzen und Tiere neue Möglichkeiten erschließen. Wer sich nicht anpasst, droht zu verschwinden. Doch das Leben geht seine Wege. Mit gewaltiger kreativer Kraft hat es in den vergangenen Millionen Jahren schon so manche Krise überstanden. Wir dürften noch einige Überraschungen erleben.