Frankfurt – Dass es einen Zusammenhang zwischen Temperatur und unterschiedlichen Evolutionsgeschwindigkeiten innerhalb einer Art gibt, wurde bereits zuvor vermutet. Nun haben Forscher diese Beziehung erstmals im Experiment bestätigt. Anhand von Zuckmücken-Populationen konnte das internationale Wissenschafterteam zeigen, dass deren Evolution in warmen Regionen bis zu dreimal schneller verlaufen kann. Damit könnte auch der globale Klimawandel die Evolution beschleunigen. .

"Man kann sagen, dass die Temperatur auf alles einwirkt, was ein Organismus macht", erklärt Markus Pfenninger vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt. Auch bezüglich der Artenvielfalt scheint eine Temperaturabhängigkeit zu bestehen. Pfenninger hierzu: "Von den Polen zum Äquator nimmt die Artenanzahl zu – dieses globale Biodiversitätsmuster konnten wir aber bisher nicht befriedigend begründen."

Warme Umgebung beschleunigt physiologische Prozesse

Einen Erklärungsansatz bietet die evolutionäre Geschwindigkeitshypothese, deren zentrale Idee es ist, dass höhere Temperaturen physiologische Prozesse beschleunigen und so zu einer verkürzten Generationszeit und einer erhöhten Mutationsrate führen. "Beides sollte zur Konsequenz haben, dass sämtliche evolutionären Prozesse in warmen Gegenden schneller ablaufen und somit neue Arten dort mit höherer Rate entstehen", erläutert Ann-Marie Oppold, Erstautorin der in den "Proceedings of the Royal Society B" veröffentlichten Studie.

Die Molekularökologen konnten nun erstmals einen Beleg für diese Hypothese erbringen. Die Wissenschafter untersuchten hierfür Populationen der Zuckmücke Chironomus riparius entlang eines klimatischen Gradienten von Norddeutschland nach Südspanien. Dabei fanden sie heraus, dass die etwa 8 Millimeter großen, gelblich-weißen Insekten in den warmen Regionen bis zu drei Generationen mehr produzieren. Dass die kürzeren Kaltphasen dabei offenbar keine Rolle spielen, zeigte das Experiment: "Wir haben hierfür tausende Larven der Zuckmücken untersucht und geschaut, wie sie sich unter verschiedenen Temperaturen entwickeln", ergänzt Oppold.

Höhere Mutationsraten

Darüber hinaus hat die Analyse von genetischen Markern gezeigt, dass sich die Populationen in den wärmeren Gegenden Europas genetisch stärker voneinander unterscheiden und die Mutationsrate höher ist, als bei ihren Verwandten im Norden. "Nach Ausschluss aller anderen möglichen Ursachen bleibt hierfür lediglich die unterschiedliche Evolutionsgeschwindigkeit als Grund übrig", meint Pfenninger.

Sowohl die Experimente, als auch die genetischen Untersuchungen bestätigen demnach die evolutionäre Geschwindigkeitshypothese als Erklärung für die ungleiche Verteilung der Biodiversität auf der Erde. "Wir können außerdem davon ausgehen, dass die Evolution in Folge der globalen Klimaerwärmung beschleunigt wird – und das sowohl in kalten, als auch warmen Regionen", schließt Pfenninger. (red, 20.2.2016)