Eines der Merkmale von Kälte ist es, dass Lebensprozesse viel langsamer ablaufen als in wärmeren Gebieten. Dazu gehören beispielsweise die Schwimmbewegungen von Fischen. Auch die Artenvielfalt dieser Tiergruppe ist in tropischen Gebieten um einiges höher als in den polare Regionen. Und doch haben nun Forscher ein Paradoxon entdeckt, als sie die Gründe für den sogenannten „Breitengrad-Diversitätsgradienten“ herausfinden wollten: In den antarktischen Gewässern bilden sich neue Arten schneller als in den Tropen.

Die Fischarten der Antarktis sehen auf den ersten Blick aus, wie von einem anderen Planeten. Abgeschirmt von der restlichen Welt, haben sich in den vergangenen 30 Millionen Jahre wohl unzählige neue Arten gebildet, mehr als in den Tropen. Bild: J. Gutt
Die Fischarten der Antarktis sehen auf den ersten Blick aus, wie von einem anderen Planeten. Abgeschirmt von der restlichen Welt, haben sich in den vergangenen 30 Millionen Jahre wohl unzählige neue Arten gebildet, mehr als in den Tropen. Bild: J. Gutt

Von den mehr als 30‘000 Fischarten leben viele in tropischen Gewässern, meist in Verbindung mit Korallenriffen. Bisher ging man davon aus, dass diese Lebensräume evolutionäre Hotspots sind, in denen sich neue Arten bilden. Doch nun hat eine neue Studie die Verbindungen zwischen den Fischarten neu untersucht und herausgefunden, dass die schnellsten Raten der Artbildung in den polaren Regionen liegen. In den letzten paar Millionen Jahren haben die kaltwasser-liebenden und polaren Fischarten zweimal schneller neue Arten gebildet als der Durchschnitt in den Tropen. „Diese Resultate sind völlig überraschend und ein Paradoxon“, sagt der Studienleiter und Evolutionsbiologe Daniel Rabosky von der Universität Michigan. „Verschiedene Hypothesen haben die extreme tropische Vielfalt als ein Resultat einer schnelleren Artbildungsrate beschrieben. Aber an Fischen wurde diese Hypothese bisher nicht getestet. Unsere Ergebnisse sprechen klar dagegen und sind unerwartet, weil wir herausgefunden haben, dass die schnellsten Raten in den Regionen mit der kleinsten Artenvielfalt zu finden sind.“ Die Autoren der Studie geben zu, dass sie die Ergebnisse nicht völlig erklären können und die inkompatibel mit der Vorstellung sind, dass die tropischen Riffe als Wiege der Fischvielfalt gelten. Es stellt sich auch die Frage, ob diese rapide Artbildung eine gegenwärtig laufende Expansion der Meeresvielfalt darstellt oder die Regel ist.

Die tropischen Korallenriffe beherbergen eine Vielzahl von Lebensräumen. Dies wiederum bildet die Möglichkeit einer hohen Artenzahl. Doch gemäss der neuen Studie sind die polaren Regionen noch schneller bei der Artbildung. Bild: Michael Wenger
Die tropischen Korallenriffe beherbergen eine Vielzahl von Lebensräumen. Dies wiederum bildet die Möglichkeit einer hohen Artenzahl. Doch gemäss der neuen Studie sind die polaren Regionen noch schneller bei der Artbildung. Bild: Michael Wenger

«Die Zahl der Arten einer Region ist grösstenteils ein Gleichgewicht zwischen der Rate der neuen Artbildung und der Aussterberate», erklärt Rabosky. «Die schnelle Spezialisierung von Fischen in den polaren Ozeanen kann also nur zu einer höheren Vielfalt führen, wenn sie schneller ist, als die Geschwindigkeit, mit der die Arten wieder aussterben. Und das ist das fehlende Teil in diesem Puzzle, leichzeitig auch das am schwierigsten zu verstehende Teil. Denn wir müssen nun versuchen, Fossilien und auch neue statistische Methoden zu finden, um zu bestimmen, wie die Aussterberate sowohl in den polaren wie auch in den tropischen Regionen das Ganze bestimmt.» Gemäss der Studie finden sich die schnellsten Raten für die Artbildung innerhalb der antarktischen Eisfische und ihren Verwandten. Doch auch im Norden lebende Aalmutter (zu der auch die europäische Quappe gehört) und die Stachelköpfe (dazu gehört der norwegische Rotbarsch, ein beliebter Speisefisch) bilden schneller neue Arten als die bekannten Korallenfische. «Wer hätte gedacht, dass man regelrechte Explosionen der Artbildung in den eiskalten Gewässern der Antarktis findet, wo das Wasser praktisch am Gefrierpunkt liegt und die Fischarten alles Mögliche an verrückten Anpassungen ausbilden müssen, um dort zu überleben», sagt Rabosky. Sein Kollege und Mitautor Dr. Peter Cowman meint: «Die Tatsache, dass die tropischen Riffgebiete eine höhere Zahl an Fischarten aufweisen, obwohl sie eine niedrigere Artbildungsgeschwindigkeit haben, könnte damit zusammenhängen, dass sie lange eine Verbindung mit den umgebenden Gewässern hatten und dadurch auch als Refugium dienen konnten. Auf jeden Fall wirft unsere Arbeit ein neues Licht auf die Vielfalt in den Riffen.» Es bleiben auf jeden Fall noch viele Fragen offen in den dunklen Gewässern der Polargebiete.

Die Gewässer rund um Antarktika gehören immer noch zu den am wenigsten erforschten Regionen der Welt. In den Tiefen könnten sich noch viele bisher unbekannte Arten von fischen und anderen Lebewesen aufhalten. Bild: Michael Wenger
Die Gewässer rund um Antarktika gehören immer noch zu den am wenigsten erforschten Regionen der Welt. In den Tiefen könnten sich noch viele bisher unbekannte Arten von fischen und anderen Lebewesen aufhalten. Bild: Michael Wenger

Quelle: Universität Michigan