Schlüsselerfindung trieb Evolution der Antarktisfische voran

Basel (Schweiz)/Hamburg - Die Erfindung eines körpereigenen Gefrierschutzes erlaubte es den antarktischen Eisfischen, eine bemerkenswerte Artenvielfalt zu entfalten: Dank der Entwicklung so genannter Anti-Frost-Proteine konnten sie eine neue ökologische Nische erobern - die eisigen Gewässer der Antarktis. Diese Schutzproteine, die das Einfrieren der Körperflüssigkeiten verhindern und damit das Überleben im Wasser auch bei extrem niedrigen Temperaturen ermöglichen, entstanden genau in jener Zeit der Erdgeschichte, in der sich die Antarktis enorm abkühlte und zu einer extrem lebensfeindlichen Umgebung wurde. Unmittelbar nach der Erfindung der Anti-Frost-Proteine begann die Auffächerung der Antarktisfische, der so genannten Notothenioidei, in eine Vielzahl von Arten, konnte ein Team zweier schweizerischer Evolutionsbiologen gemeinsam mit einem Kollegen aus Hamburg mithilfe von Genanalysen belegen. Mit ihren Untersuchungen, über die sie im Fachblatt "PLoS One" (doi:10.1371/journal.pone.0018911) berichten, zeigen die Forscher ein Paradebeispiel dafür auf, dass es in der Evolution regelrechte Schlüsselinnovationen gibt.

"Wir stellten fest, dass die Ausbreitung der Notothenioidei am Übergang des Oligozäns zum Miozän begann", schreiben Michael Matschiner von der Universität Basel und seine Kollegen. Dieser Abschnitt der Erdgeschichte vor rund 24 Millionen Jahren ging mit der Abkühlung der Antarktis und zunehmendem Aufkommen von Eisflächen einher. Die Forscher hatten detaillierte genetische Analysen durchgeführt, mit deren Hilfe sie die Abstammungslinien der Antarktisfische nachvollziehen konnten. Die aus ihren Ergebnissen rekonstruierte Zeitlinie legt nahe: Die Anti-Frost-Proteine, die ein Erfieren verhinderten, ermöglichten es den Antarktisfischen, in neue Nischen vorzudringen und andere Arten zu ersetzen, die in der abkühlenden Umgebung nicht länger überleben konnten uns ausstarben. Heute besiedeln mehr als 120 Arten von Notothenioidei die antarktischen Gewässer, die mehr als 90 Prozent der Fischbiomasse dieses Biotops ausmachen.