Das Rätsel der Arten: Wenn aus eins zwei wird

Die Natur um uns herum wirkt oft wie ein fertiges Gemälde, in dem jedes Tier und jede Pflanze ihren festen Platz in einer klaren Schublade hat. Da ist die Kohlmeise, da ist die Blaumeise – zwei unterschiedliche Arten, die sich zwar ähnlich sehen, aber doch getrennte Wege gehen. Doch wenn wir die Brille der Evolution aufsetzen, verwandelt sich dieses statische Bild in einen hochdynamischen Film. Die große Frage, die schon Charles Darwin als das „Geheimnis der Geheimnisse“ bezeichnete, ist: Wie entstehen diese Schubladen überhaupt? Warum zerfällt das Leben in diskrete Einheiten, statt einen einzigen, kontinuierlichen Brei aus unendlichen Zwischenformen zu bilden? Die Antwort darauf ist die Artbildung oder Speziation. Es ist der Prozess, bei dem sich eine Ursprungspopulation so weit auseinanderentwickelt, dass ihre Mitglieder irgendwann nicht mehr miteinander nachfassen können oder wollen. Dabei ist Artbildung kein plötzliches Ereignis, kein magischer Moment, in dem ein Vogel ein Ei legt und daraus eine völlig neue Spezies schlüpft. Es ist vielmehr ein schleichender, oft Jahrtausende dauernder Übergang, bei dem genetische Barrieren so hoch werden, dass es kein Zurück mehr gibt. Um zu verstehen, wie Vielfalt entsteht, müssen wir uns ansehen, wie Trennung, Zeit und Zufall zusammenwirken, um den Stammbaum des Lebens immer weiter zu verzweigen.

Die Macht der Geografie: Allopatrische Artbildung

Der klassische und vermutlich häufigste Weg, auf dem neue Arten entstehen, beginnt mit einer räumlichen Trennung. In der Biologie nennen wir das allopatrische Speziation. Man braucht dafür gar nicht viel: Ein Fluss, der nach einer Flut seinen Lauf ändert, ein Gebirge, das sich über Jahrmillionen auffaltet, oder eine Gruppe von Individuen, die durch einen Sturm auf eine einsame Insel verschlagen wird. Sobald eine Population in zwei Gruppen geteilt ist, die keinen Kontakt mehr zueinander haben, passiert etwas Unvermeidliches: Ihr Genpool beginnt sich zu verändern, und zwar unabhängig voneinander. In der einen Gruppe treten zufällig Mutationen auf, die in der anderen fehlen. Vielleicht ist das Klima auf der einen Seite des Berges feuchter, was andere Anpassungen erfordert als auf der trockenen Seite. Über Generationen hinweg sammeln sich so kleine Unterschiede an. Anfangs könnten sie sich noch paaren, wenn man sie zusammenbrächte. Doch irgendwann ist die genetische Distanz so groß, dass sie sich fremd geworden sind. Sie haben unterschiedliche Balzrituale entwickelt, ihre Fortpflanzungsorgane passen nicht mehr zusammen oder die genetischen Programme sind schlicht inkompatibel geworden. Wenn sich die Barriere dann auflöst und die beiden Gruppen wieder aufeinandertreffen, erkennen sie sich nicht mehr als Partner. Aus einer Art sind zwei geworden, die nun nebeneinander existieren können, ohne miteinander zu verschmelzen.

Trennung ohne Mauern: Der subtile Weg der Sympatrie

Es gibt jedoch eine Form der Artbildung, die Biologen lange Zeit Kopfzerbrechen bereitet hat: die sympatrische Speziation. Hier entstehen neue Arten im selben Lebensraum, ohne dass eine physische Barriere sie trennt. Es ist quasi eine Scheidung im selben Haus. Das passiert oft durch eine Spezialisierung auf unterschiedliche Nischen. Ein klassisches Beispiel sind bestimmte Insekten, die ihre Eier auf Früchten ablegen. Wenn ein Teil der Population plötzlich beginnt, eine neue Fruchtart zu bevorzugen, die zu einer anderen Zeit reift, trennen sich ihre Lebenszyklen automatisch. Die „Apfel-Gruppe“ trifft die „Kirsch-Gruppe“ einfach nicht mehr zur Paarungszeit. Auch sexuelle Selektion kann hier eine treibende Kraft sein: Wenn Weibchen beginnen, extrem unterschiedliche Vorlieben für bestimmte Männchen-Merkmale zu entwickeln – etwa eine bestimmte Färbung –, kann sich die Population in zwei Lager spalten. Bei Pflanzen gibt es zudem den radikalen Weg der Polyploidisierung: Ein Fehler bei der Zellteilung führt dazu, dass Nachkommen plötzlich den doppelten Chromosomensatz besitzen. Diese Individuen können sich sofort nicht mehr mit ihren Eltern kreuzen, wohl aber untereinander. In einem einzigen biologischen Augenblick ist eine neue Art entstanden, die genetisch isoliert mitten unter ihren Vorfahren lebt.

Biologische Grenzzäune: Die Mechanismen der Isolation

Damit zwei Arten dauerhaft getrennt bleiben, müssen Isolationsmechanismen greifen. Die Natur hat hier ein ganzes Arsenal an Werkzeugen entwickelt, die wir in präzygotische und postzygotische Barrieren unterteilen. Präzygotische Barrieren verhindern schon die Befruchtung. Das kann mechanisch sein – der Schlüssel passt nicht mehr ins Schloss –, oder verhaltensbiologisch, wenn der Gesang des Männchens vom Weibchen der anderen Gruppe schlicht als Lärm und nicht als Liebeslied wahrgenommen wird. Es gibt auch zeitliche Isolation, wenn die eine Art im Frühjahr und die andere im Sommer paarungsbereit ist. Wenn diese Barrieren doch einmal überwunden werden, greifen die postzygotischen Mechanismen. Selbst wenn eine Befruchtung stattfindet, sind die Nachkommen, die sogenannten Hybride, oft benachteiligt. Das bekannteste Beispiel ist das Maultier, die Kreuzung aus Pferd und Esel: Es ist gesund und stark, aber steril. Es ist eine evolutionäre Sackgasse. Durch diese Unfruchtbarkeit wird verhindert, dass die Genpools der beiden Elternarten wieder vermischen. Die Natur zieht hier eine harte Grenze, um die Integrität der mühsam erworbenen Anpassungen zu schützen. Ohne diese Barrieren würde die mühsam aufgebaute Spezialisierung durch ständige Vermischung wieder verwässert werden.

Adaptive Radiation: Die Explosion der Vielfalt

Manchmal bietet die Natur eine Bühne, auf der die Artbildung im Zeitraffer und in gewaltigem Ausmaß stattfindet. Das nennen wir adaptive Radiation. Das passiert meistens dann, wenn eine einzige Stammart in einen neuen, unbesetzten Lebensraum gelangt, in dem es viele freie ökologische Nischen gibt. Die berühmten Darwinfinken auf den Galápagos-Inseln sind das Paradebeispiel: Ein kleiner Schwarm von Bodenfinken gelangte auf die Inselgruppe und fand dort eine Welt ohne Konkurrenz vor. In kurzer Zeit spezialisierten sich verschiedene Gruppen auf unterschiedliche Nahrungsquellen – die einen knackten harte Kerne, die anderen pickten Insekten aus Rindenspalten, wieder andere tranken Blut oder fraßen Kakteen. Ihre Schnäbel verformten sich entsprechend ihrer Funktion. Innerhalb weniger Millionen Jahre entwickelte sich aus einem Vorfahren eine ganze Vielfalt an Arten. Ähnliches geschah in den großen Seen Ostafrikas mit den Buntbarschen, wo hunderte Arten aus einer einzigen Ursprungsform hervorgingen. Diese Ereignisse zeigen uns, dass Artbildung nicht nur ein langsames Dahintröpfeln ist, sondern unter den richtigen Bedingungen zu einer regelrechten Explosion der biologischen Innovation führen kann. Sie ist der Prozess, der sicherstellt, dass das Leben jeden verfügbaren Winkel unseres Planeten mit einer maßgeschneiderten Lösung besetzt.