Wer schon einmal etwas unglücklich in einen Pool geklatscht ist, weiß: Auch Wasseroberflächen besitzen eine gewisse Härte. Wir machen in der Regel selten mit dieser Eigenschaft des Mediums Bekanntschaft. Doch einige Vogelarten durchbrechen rasant die Wasseroberfläche, um bei der Jagd auf Fische möglichst tief vorzustoßen. Neben manchen Seevogelarten sind viele Vertreter der Eisvögel (Alcedinidae) für diese Jagdtechnik des sogenannten Stoßtauchens bekannt. Aus der Einschätzung der dabei entstehenden Kräfte geht hervor, dass die dauerhaften Belastungen vor allem für das empfindliche Gehirn gefährlich sein könnten. „Es liegt deshalb nahe, dass fischende Eisvogelarten bestimmte Anpassungen hervorgebracht haben, um zu verhindern, dass ihr Gehirn geschädigt wird“, sagt Seniorautorin Shannon Hackett vom Field Museum in Chicago.
Um dies zu beleuchten, haben sich Hackett und ihre Kollegen auf die Suche nach Hinweisen im Erbgut der Eisvögel begeben. Wie die Forschenden erklären, gab es dazu auch ideale Vergleichsmöglichkeiten. Denn neben den fischenden Eisvogelarten der Welt gibt es auch einige, die sich nicht ins Wasser stürzen, sondern Insekten und andere Landlebewesen jagen.
Angepassten Genen auf der Spur
Aus früheren Studien ist dabei auch bekannt, dass die Fischjagd nicht das ursprüngliche Verhalten im Stammbaum der Eisvögel war. Diese Ernährungsweise und die damit verbundenen Anpassungen haben sich demnach mehrmals unabhängig voneinander in verschiedenen Untergruppen der Eisvögel entwickelt. „Das macht diese Vögel aus wissenschaftlicher Forschungsperspektive besonders interessant“, sagt Hackett. „Denn wenn sich ein Merkmal mehrmals unabhängig voneinander entwickelt hat, könnten sich übergreifende Entwicklungsmotive abzeichnen“, so die Wissenschaftlerin.
Für ihre Studie untersuchten die Forschenden nun das Erbgut von insgesamt 30 Eisvogelarten, zu denen sowohl stoßtauchende als auch nichtfischfressende Spezies gehörten. Die DNA wurde dabei aus gefrorenen Gewebeproben gewonnen, die im Field Museum gelagert werden. Anschließend wurde das Material sequenziert, um die Genome der Vögel abzubilden. Dadurch waren dann Computeranalysen und Vergleiche möglich, um genetische Unterschiede zwischen den Spezies aufzuzeigen.
Wie das Team berichtet, stießen sie dabei auf charakteristische Besonderheiten bei den stoßtauchenden Eisvogelarten, die offenbar mit deren Ernährungsweise sowie ihrer Gehirnstruktur zu tun haben. Unter anderem fanden sie Mutationen im sogenannten AGT-Gen, das mit der Anpassung an die Fischnahrung zusammenhängen könnte. Vor allem stießen sie aber auf auffällige Mutationen im sogenannten MAPT-Gen. Es ist bekanntermaßen an der Herstellung von Tau-Proteinen beteiligt. Diese Bausteine tragen zur Stabilisierung des Nervengewebes im Gehirn bei.
