Zusammenfassung:
Schweizer Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die einheimischen Schleiereulen einen besorgniserregenden Wandel erleben. In den letzten 30 Jahren ist die Gefiederfarbe dieser nachtaktiven Raubvögel nach und nach immer rotbrauner geworden, auch die Anzahl und Fläche der schwarzen Flecken auf ihrem Körper hat deutlich zugenommen. Durch die Analyse der Genomdaten von mehr als 3.000 Individuen bestätigten die Forscher, dass es sich bei diesem Phänomen nicht um eine zufällige Fluktuation, sondern um das Ergebnis natürlicher Selektion handelt.
Diese Studie wurde von einem Forschungsteam der Abteilung für Ökologie und Evolution der Universität Lausanne in der Schweiz durchgeführt und die relevanten Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Forscher sagen, dass dies eine der bisher umfassendsten genetischen Studien an Wildtierpopulationen ist und der wissenschaftlichen Gemeinschaft auch ein seltenes Beispiel für die Beobachtung der Echtzeitentwicklung in der Natur liefert.
Schleiereulen sind bekannt für ihre herzförmigen Gesichtsscheiben, ihr helles Gefieder und ihre Fähigkeit, nahezu lautlos zu fliegen. Es gibt seit langem Unterschiede in der Gefiederfarbe zwischen den einzelnen Individuen, die von nahezu reinem Weiß bis zu dunklem Rotbraun reichen. Manche Individuen haben nur wenige helle Flecken auf der Brust, während andere ausgeprägtere, dichtere schwarze Abzeichen aufweisen.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Unterschiede im Aussehen nicht nur ästhetischer Natur sind, sondern auch eng mit der Überlebensfähigkeit zusammenhängen. Studien haben ergeben, dass die Federfarbe mit der Fortpflanzungsfähigkeit, Jagdstrategien und Nahrungsquellen zusammenhängt. Schneeeulen beispielsweise können das Mondlicht als Deckung nutzen, um ihren Jagderfolg zu steigern. Mittlerweile werden schwarze Flecken auf Federn mit Immunität und Stressresistenz in Verbindung gebracht. Personen mit größeren schwarzen Flecken scheinen Stresssituationen wie Nahrungsmittelknappheit und Parasitenbefall besser zu bewältigen.
Um die Gründe für die Veränderungen im Aussehen zu erforschen, nutzte das Forschungsteam über Jahrzehnte gesammelte Feldbeobachtungsdaten, um das gesamte Genom von mehr als 3.000 Schleiereulen zu sequenzieren und DNA-Variationen zu identifizieren, die mit Federfarben und Fleckenmerkmalen verbunden sind.
Die Forscher zielten bei ihrer Analyse auf mehrere wichtige genetische Regionen ab. Dazu gehören das MC1R-Gen, das bekanntermaßen an der Pigmentbildung beteiligt ist, und eine genetische Region auf den Geschlechtschromosomen. Das Forschungsteam klärte die spezifischen Auswirkungen dieser Genregionen auf die Federfarbe und die Fleckenbildung weiter auf.
Um festzustellen, ob diese Veränderungen zufällig waren oder durch natürliche Selektion verursacht wurden, verglichen Wissenschaftler reale Beobachtungsdaten mit den Ergebnissen einer großen Anzahl von Computersimulationen. In einem rein stochastischen Evolutionsmodell wäre es unwahrscheinlich, dass einige der mit dem Rotgefieder verbundenen genetischen Varianten in dem in der Realität beobachteten Ausmaß zugenommen hätten. Nur durch die Hinzufügung natürlicher Selektionsfaktoren zum Modell können die in tatsächlichen Populationen beobachteten genetischen Veränderungstrends reproduziert werden.
Tristan Kümmel, der Erstautor der Studie, sagte, dass im Vergleich zu zufälligen Evolutionssimulationen die Häufigkeit einer genetischen Variante im Zusammenhang mit rotbraunen Federn in realen Populationen weit über das hinaus zugenommen hat, was durch Zufallsfaktoren erklärt werden kann, was darauf hindeutet, dass tatsächlich natürliche Selektion stattfindet.
Die Forscher wiesen jedoch darauf hin, dass die natürliche Selektion nicht unbedingt die Federfarbe selbst begünstigt. Da verwandte Gene auch Einfluss auf Stressmanagement, Immunreaktionen und sogar Verhaltensmerkmale haben können, ist es möglich, dass rötliche Federn einfach ein Nebenprodukt eines indirekten Vorstoßes durch natürliche Selektion sind. Mit anderen Worten: Es können andere biologische Fähigkeiten sein, die mit diesen Erscheinungsmerkmalen verbunden sind, die den Überlebensvorteil tatsächlich erhöhen.
Obwohl Wissenschaftler festgestellt haben, dass die natürliche Selektion die genetische Ausstattung von Schleiereulen verändert, gibt es immer noch keine klare Antwort darauf, welche ökologischen und umweltbedingten Faktoren diese Entwicklung vorantreiben. Faktoren wie Klimawandel, Veränderungen in der Beutestruktur, Lebensraumanpassungen und Krankheitsdruck können eine Rolle spielen.
Das Forschungsteam glaubt, dass die Bedeutung dieses Ergebnisses nicht nur darin besteht, zu erklären, warum Eulenfedern ihre Farbe ändern, sondern auch darin, zu beweisen, dass die Evolution nicht nur in Einheiten von Millionen von Jahren stattfindet. Untersuchungen zeigen, dass Wildtierpopulationen bereits nach etwa zehn Generationen von Individuen über evolutionäre Signale verfügen, die durch Genomanalysen eindeutig erfasst werden können.
Angesichts der kontinuierlichen Veränderungen in der globalen Umwelt liefert diese Entdeckung auch positive Informationen für die wissenschaftliche Gemeinschaft, denn einige Arten könnten sich schneller als bisher angenommen anpassen und so ihre Eigenschaften anpassen und ihre Überlebenschancen unter sich ändernden ökologischen Bedingungen verbessern.
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