Meeresfische haben vor 66 Millionen Jahren eine evolutionäre Lotterie gewonnen

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Warum enthalten unsere Ozeane eine so erstaunliche Vielfalt an Fischen in so vielen verschiedenen Größen, Formen und Farben? Ein UCLA-geführtes Team von Biologen berichtet, dass die Antwort 66 Millionen Jahre zurückreicht, als der Chicxulub-Asteorid zur Erde stürzte und die Dinosaurier und ungefähr 75 Prozent der weltweiten Tier- und Pflanzenarten auslöschte.

Etwas mehr als die Hälfte der heutigen Fische leben in den Ozeanen. Die meisten Meeresfische, einschließlich Thunfisch, Heilbutt, Zackenbarsch, Seepferdchen und der Mahi-Mahi gehören zu einer außerordentlich vielfältigen Gruppe namens Acanthomorphen. (Die Studie analysierte nicht die große Anzahl anderer Fische der Süßgewässer)

Auf den Asteroidenimpakt folgte ein dramatischer Rückgang der Biodiversität in den Ozeanen der damaligen Welt, die den Meeresfischen, die das Massenaussterbeereignis überlebten, eine große Chance bot, sich zu diversifizieren.

“Die heutige reiche Artenvielfalt unter Meeresfischen zeigt die Fingerabdrücke des Massensterbens am Ende der Kreidezeit”, sagte Michael Alfaro, Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie am UCLA College und Hauptautor der Studie.

Um diese Fingerabdrücke zu analysieren, verwendeten die “evolutionären Detektive” eine neue genomische Forschungstechnik, die von einem der Autoren entwickelt wurde. Ihre Arbeit wird in der Zeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht.

Evolutionsgeschichte der Hauptgruppen der Acanthomorphen (Bild: Michael Alfaro/UCLA Ecology and Evolutionary Biology)

Als sie den Zeitpunkt der Diversifizierung der Acanthomorphen untersuchten, entdeckten Alfaro und seine Kollegen ein faszinierendes Muster: Obwohl es viele andere überlebende Linien von Acanthomorpha gab, zeigen heute die sechs artenreichsten Gruppen alle Anzeichen einer substanziellen evolutionären Veränderung und Verbreitung für die Zeit des Massensterbens. Aus diesen sechs Gruppen haben sich fast alle Arten von Meeresfischen entwickelt, die wir heute kennen, sagte Alfaro.  Er fügte hinzu, dass es unklar ist, warum sich die anderen acanthomorphen Linien nach dem Massensterben nicht so diversifizieren konnten.

“Das Massensterben, so argumentieren die Wissenschaflter, bot eine evolutionäre Chance für einige wenige der überlebenden Acanthomorpha, sich stark zu diversifizieren und es hatte einen großen Einfluss auf die Biodiversität der Meeresfische”, sagte Alfaro. “Es ist so, als ob es vor 66 Millionen Jahren eine Lotterie gegeben hätte und diese sechs großen Akantomorph-Gruppen waren die Gewinner.”

Die Ergebnisse stimmen eng mit fossilen Beweisen der Evolution der Acanthomorpha überein, die nach dem Aussterben ebenfalls eine deutliche Zunahme ihrer anatomischen Vielfalt zeigt.

Die in der Studie verwendete genomische Technik, genannt Sequence Capture von ultrakonservierten DNA-Elementen, wurde an der UCLA von Brant Faircloth entwickelt, der jetzt Assistenzprofessor für biologische Wissenschaften an der Louisiana State University ist. Wo bisherige Methoden nur 10 bis 20 Gene zur Erstellung einer Evolutionsgeschichte verwendeten, schafft Faircloth mit mehr als 1.000 genetischen Markern ein vollständigeres und genaueres Bild. (Zu den Markern gehören Gene und andere DNA-Komponenten, z. B. Teile der DNA, die Proteine ein- oder ausschalten, und zelluläre Komponenten, die bei der Regulation von Genen eine Rolle spielen.)

Die Forscher extrahierten auch DNA von 118 den Meeresfischen zugehörigen Arten und führten eine Computeranalyse durch, um die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen ihnen zu bestimmen. Zu ihren Funden: Es ist nicht möglich zu sagen, welche Arten genetisch verwandt sind, indem man sie einfach betrachtet. Seepferdchen zum Beispiel sehen nicht wie Meerbarben aus, aber die beiden Arten sind evolutionäre Cousins – ein Ergebnis, das die Wissenschaftler überrascht hat.

“Wir zeigen, dass dieser Ansatz funktioniert und dass er die evolutionäre Geschichte der artenreichsten Gruppe von Meereswirbeltieren neu beleuchtet”, sagte Alfaro.

Veröffentlichung: Michael E. Alfaro, Brant C. Faircloth, Richard C. Harrington, Laurie Sorenson, Matt Friedman, Christine E. Thacker, Carl H. Oliveros, David Černý, Thomas J. Near. Explosive diversification of marine fishes at the Cretaceous–Palaeogene boundary. Nature Ecology & Evolution, 2018; 2 (4): 688 DOI: 10.1038/s41559-018-0494-6

Quelle: off. Pn der University of California – Los Angeles

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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.