Zusammenfassung:
Der Kaiserpinguin, der eine maximale Höhe von etwa 1,2 Metern erreichen kann, ist der bekannteste Pinguin, aber auf der Südhalbkugel leben noch 17 weitere Pinguinarten. Da viele dieser Pinguine abgelegene Inseln bewohnen, die von Wissenschaftlern nur selten besucht werden, wurden sie lange Zeit kaum erforscht. Diese Isolation könnte der Grund dafür sein, dass Wissenschaftler zuvor eine neue Eselspinguinart auf den Kerguelen-Inseln übersehen haben. Die Kerguelen-Inseln, auch „Desolate Islands“ genannt, sind etwa 3.220 Kilometer vom nächsten dauerhaft bewohnten Land entfernt.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Wissenschaftlern aus Chile und der University of California, Berkeley, veröffentlichte in der Fachzeitschrift „Communications Biology“ einen Artikel, in dem diese Entdeckung bekannt gegeben wurde. Dies ist das erste Mal seit mehr als einem Jahrhundert, dass eine neue Pinguinart offiziell benannt wurde.
Forscher haben durch genetische Beweise herausgefunden, dass die weit verbreiteten Eselspinguine, von denen früher angenommen wurde, dass sie dieselbe Art seien, tatsächlich aus vier verschiedenen Arten bestehen. Eine Pinguinart blieb so lange unerkannt, weil sie anderen Eselspinguinen sehr ähnlich sieht, mit schwarzem Rücken und weißem Bauch. Diese Färbung hilft ihnen, sich vor Raubtieren zu verstecken und steigert ihre Effizienz bei der Beutejagd im Meer.
Die neu entdeckten Pinguine sind von anderen Eselspinguinen kaum zu unterscheiden, abgesehen von geringfügigen Unterschieden in Größe und Lautäußerung. Da die Unterschiede im Aussehen minimal sind, es aber erhebliche Unterschiede in den Genen gibt, klassifizieren Forscher sie als „kryptische Arten“.
Die Forscher bestätigten außerdem, dass drei weitere Gruppen, die zuvor als Unterarten der Eselspinguine galten, genetisch einzigartig genug sind, um als vollwertige Arten anerkannt zu werden. Die Zukunft des neu entdeckten südöstlichen Eselspinguins Pygoscelis kerguelensis und zweier weiterer Eselspinguinarten ist ebenfalls ungewiss, da der Klimawandel die Lebensräume in der Antarktis und Subantarktis verändert.
Derzeit sieht es so aus, dass nur der Südliche Eselspinguin, Pygoscelis ellsworthi, schweren Einschlägen entgehen und sogar von seinem wachsenden antarktischen Verbreitungsgebiet profitieren könnte.
Julianna Vianna, eine der leitenden Autorinnen des Artikels und Professorin für Ökosysteme und Umwelt an der Andrés Bello National University in Santiago, Chile, sagte, dass in der Antarktis nicht die Eselspinguine wirklich vom Klimawandel bedroht seien, sondern andere Pinguinarten; Doch in der subantarktischen Region sind die Eselspinguine besonders besorgniserregend. Die subantarktische Region liegt nördlich der Antarktis und besteht aus einer Reihe entfernter Inseln unter der Gerichtsbarkeit von Chile, Südafrika, Frankreich, den Niederlanden, Australien und Neuseeland.
Vianna wies darauf hin, dass Naturschutzbehörden in den entsprechenden Ländern dieses Problem erkennen und geeignete Maßnahmen ergreifen müssen, um diese drei Arten von Eselspinguinen zu retten.
Vianna organisierte zusammen mit Larry Bowie, einem Wissenschaftler an der University of California, Berkeley, und Eli Pullan, einem Wissenschaftler an der University of Chile, Pinguinforschungsexperten aus mehreren Ländern, um diese neue Genomstudie durchzuführen. Einige Wissenschaftler haben zuvor vorgeschlagen, dass es bis zu sechs Unterarten von Eselspinguinen geben könnte, doch Forscher konnten sich schon lange nicht auf ihre Klassifizierung einigen.
Die neue Studie basiert auf den gesamten Genomsequenzen von 64 Pinguinen. Die Proben stammten aus zehn Brutkolonien und deckten damit erstmals nahezu das gesamte geografische Verbreitungsgebiet der Eselspinguine ab. Die Forscher verglichen auch physikalische und ökologische Eigenschaften der Pinguine, einschließlich ihrer Färbung, Rufe, Brutzeiten, Nahrungsarten und Futtersuchverhalten.
Bowie ist Direktor des Museum of Vertebrate Zoology an der University of California, Berkeley. Er sagte, dass von allen Pinguinen die Klassifizierung der Eselspinguine wahrscheinlich die umstrittenste sei. Seit mehr als einem Jahrhundert diskutieren Wissenschaftler darüber, in wie viele Arten oder Unterarten sie unterteilt werden sollten. Dieser Artikel versucht, diese Frage mithilfe modernster integrierter Forschungsmethoden zu beantworten.
Bowie und Vianna arbeiten seit fast einem Jahrzehnt zusammen, um die Evolution und Vielfalt der Pinguine zu untersuchen. Im Jahr 2019 veröffentlichten die beiden Forschungsergebnisse, die besagten, dass Pinguine vor etwa 22 Millionen Jahren in der Nähe von Australien und Neuseeland entstanden seien. Später teilten sich Kaiserpinguine und Königspinguine in zwei verschiedene Gruppen auf und bewohnten die antarktischen bzw. subantarktischen Regionen.
Vor etwa 12 Millionen Jahren bildete sich der Zirkumantarktische Ozeanstrom, der andere Pinguinarten dazu drängte, sich in die subantarktische Region auszubreiten. Seitdem haben Pinguine nach und nach Populationen auf abgelegenen Inseln aufgebaut, deren Verbreitung sich bis in den Norden Afrikas und Teile Südamerikas erstreckt.
Eselspinguine unterscheiden sich von vielen anderen Pinguinen dadurch, dass sie sich sehr abwechslungsreich ernähren und fast jedes Lebewesen erbeuten, das unter Wasser gefangen werden kann. Wenn die Krillpopulationen zurückgehen, wird diese Flexibilität bei der Fütterung zum Vorteil. Im Gegensatz dazu ist die Zahl der Kaiser- und Adéliepinguine, die sich stärker ernähren, rückläufig, während die Population der Eselspinguine auf der Antarktischen Halbinsel immer noch wächst.
Forscher glauben, dass dieses äußerst anpassungsfähige Futtersuchverhalten auch die Bildung neuer Arten vorantreibt. Eselspinguine suchen normalerweise in der Nähe ihrer Brutkolonien nach Nahrung und kehren jedes Jahr in dieselbe Brutkolonie zurück. Im Laufe der Zeit haben isolierte Populationen einzigartige Verhaltens- und ökologische Merkmale entwickelt.
Im Laufe der letzten 300.000 bis 500.000 Jahre entwickelten sich aus diesen isolierten Inselpopulationen nach und nach verschiedene Arten. Wissenschaftler sagen, dass antarktische Fronten diese Differenzierung auch verstärken. Antarktische Fronten können zu erheblichen Unterschieden in der Wassertemperatur und im Salzgehalt führen und so die Bewegung von Tieren zwischen Regionen einschränken.
Nördlich der Antarktisfront ist das Wasser relativ warm und salzig. Hier lebt die östliche Linie Pygoscelis taeniata, die auf den Crozet-Inseln, Marion Island und Macquarie Island vorkommt; und die nördliche Abstammungslinie Pygoscelis papua, die hauptsächlich auf den Falklandinseln, auch Malvinas-Inseln genannt, und der nahegelegenen Insel Martillo in Südamerika vorkommt.
Die neu entdeckte südöstliche Linie Pygoscelis kerguelensis hat sich auf der Insel Kerguelen entwickelt und ist möglicherweise auch auf der nahegelegenen Insel Heard verbreitet und lebt in der Nähe der Antarktisfront.
Südlich der Antarktisfront liegt die südliche Linie Pygoscelis ellsworthi. Es handelt sich um die größte Population von Eselspinguinen, die auf der Antarktischen Halbinsel, entlang der Küste der Antarktis und in Südgeorgien zu finden ist.
Diese Genomstudie wurde vom Doktoranden Daley Noll von der Universität Chile geleitet. Im Vergleich zu früheren Studien analysierte das Forscherteam eine größere Vielfalt an Genen und untersuchte Tausende von Einzelnukleotidpolymorphismen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich verschiedene Arten auf genetischer Ebene an ihre jeweiligen Lebensumstände angepasst haben.
Zum Beispiel haben in der Antarktis lebende Südliche Eselspinguine mehr Gene, die mit der Wärmeproduktion, der Fettspeicherung und der Lichtwahrnehmung zusammenhängen. Forscher glauben, dass diese Eigenschaften ihnen helfen, mit extremer Kälte, jahreszeitlichen Veränderungen des Sonnenlichts und stark reflektierenden Eisoberflächen zurechtzukommen.
Östliche Eselspinguine verfügen über mehr Gene, die mit einem effizienten Kohlenhydratstoffwechsel und einer verbesserten Tauchfähigkeit zusammenhängen. Diese genetischen Merkmale, die am Sauerstofftransport, dem Blutgefäßwachstum, der Mitochondrienfunktion und der Lungenentwicklung beteiligt sind, könnten ihnen dabei geholfen haben, längere Zeit in nährstoffarmen Gewässern zu tauchen.
Mittlerweile zeigten in Südamerika lebende Nördliche Eselspinguine genetische Merkmale im Zusammenhang mit der Verdauung, der Herzfunktion und der Muskelaktivität. Forscher glauben, dass diese Veränderungen ihnen helfen könnten, ihre Unterwasser-Nahrungsaktivitäten über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.
Um die Auswirkungen des Klimawandels auf Eselspinguine vorherzusagen, nutzten Wissenschaftler Klimamodelle, um abzuschätzen, welche Gebiete im Jahr 2050 noch über geeignete Lebensräume verfügen könnten. Bei einem Szenario mit moderater Erwärmung könnten Eselspinguine auf subantarktischen Inseln alle geeigneten Lebensräume auf bestehenden Inseln verlieren und es in der Nähe nur wenige alternative Migrationsstandorte geben.
Im Gegensatz dazu könnten Eselspinguine in der Antarktisregion weiter in die Antarktis vordringen. Wenn das Meereis schrumpft und die Krillpopulationen zurückgehen, könnten die Populationen von Kaiser-, Adelie- und Zügelpinguinen zurückgehen, wodurch mehr Platz für Eselspinguine entsteht.
Vianna wies darauf hin, dass viele Pinguine in nicht-antarktischen Gebieten auch immer größeren Bedrohungen ausgesetzt sind, darunter die Erwärmung des Ozeans, die Zerstörung von Lebensräumen, Raubtiere wie Ratten und Hunde, Konkurrenz durch kommerzielle Fischereiaktivitäten und versehentliches Fangen in Fischernetzen.
Aus Sicht des Klimawandels könnten Inselarten mit extrem geringen Populationen ähnlichen Risiken ausgesetzt sein wie subantarktische Eselspinguine, sagte sie. Galapagos-Pinguine und andere Inselpinguine sind endemische Arten und können fast nirgendwo hingehen, wenn sich ihre Umgebung verändert. Die Inseln liegen so abgelegen, dass es für die Pinguine schwierig ist, sich anzupassen und in andere Gebiete zu ziehen, um Populationen zu etablieren.
Bowie sagte, dass die in dieser Studie gesammelten umfangreichen Genomdaten auch weitere Naturschutzstudien in der Zukunft unterstützen könnten. Vianna nutzt derzeit Pinguingenome, um nach genetischen Merkmalen zu suchen, die mit einer Resistenz gegen die Vogelgrippe in Zusammenhang stehen. Die Vogelgrippe befällt Pinguine, andere Vögel und Säugetiere auf der ganzen Welt. Die Ergebnisse sollen Wissenschaftlern dabei helfen, die Pinguinpopulationen zu identifizieren, die am anfälligsten für die Krankheit sind.
Bowie sagte, dass die Sequenzierung des gesamten Genoms nicht nur die Fähigkeit der Wissenschaftler verändert, die Anpassung und Differenzierung von Arten zu untersuchen, sondern auch einen sehr wichtigen Wert für die Erhaltung hat.
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