ThemenKurzbeiträgeStreiflichter
Druckerfreundliche Ansicht dieser Seite


Merkmalsmosaike bei Wasservögeln
Morphologische und molekulare Ähnlichkeiten
passen nicht immer zusammen

von André Weller

Studium Integrale Journal
10. Jahrgang / Heft 1 - April 2003
Seite 36 - 38


Inhalt
•  Einleitung
•  Fazit
•  Literatur


Einleitung

Moderne Hypothesen zur Evolution der Vögel beruhen in erster Linie auf Erkenntnissen über ihre Verbreitung (Biogeographie) und der Variation äußerer Merkmale (Morphologie) bzw. ihre genetischen Merkmale (genotypische Verwandtschaft), nur selten werden auch Verhaltensmerkmale herangezogen (z.B. Brutbiologie, Gesang). Während biogeographische Aspekte vor allem bei der Verwandtschaftsanalyse von Arten innerhalb von Gattungen (und damit innerhalb von Grundtypen) eine Rolle spielen, werden auf höherer taxonomischer Ebene (z.B. Vergleich von Gattungen, Familien) heute fast ausschließlich molekularbiologische Methoden angewandt. Hauptsächlich zwei Verfahren kommen zum Einsatz: (1) der Vergleich einzelner Gene bzw. bestimmter Gensequenzen und (2) die Fähigkeit der Erbsubstanz DNA einer Art, sich mit der anderer Arten chemisch zu verbinden (DNA-DNA-Rekombination). Basierend auf der letztgenannten Methode lieferten Sibley & Ahlquist (1990) einen fundamentalen Ansatz zur allgemeinen Klassifikation der Vögel. In diese Analyse bezogen sie auch Wasservögel ein, d.h. Arten, die auf ein Leben am bzw. im Wasser spezialisiert sind. Die Autoren kamen damals zu der Schlußfolgerung, daß sich die meisten wasserbewohnenden Vogelgruppen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückführen lassen (Monophylie). Da jedoch nicht alle Vogelfamilien gleichermaßen in der Studie repräsentiert waren, ließen sich nicht in allen Gruppen, z.B. innerhalb der sog. Pelikanartigen (Ordnung Pelecaniformes), die genetischen Verwandtschaftsverhältnisse hinreichend klären.

Abb. 1: Merkmalsmosaike bei Wasservögeln: Lappentaucher wie der Haubentaucher (Podiceps cristatus, D) ähneln in ihren genetischen Eigenschaften erstaunlicherweise den Flamingos, während Kormorane (Phalacrocorax auritus, A) entgegen bisheriger Annahmen nicht näher mit den Pelikanen (Pelecanus occidentalis, C) verwandt zu sein scheinen. Watvögel, z.B. der amerikanische Schwarzhals-Stelzenläufer (Himantopus mexicanus, B), repräsentieren einen genetisch relativ ursprünglichen Typ der Wasservögel.)

Daher wurde kürzlich eine umfassende Studie mit Vertretern aller Familien der Wasservögel von einer amerikanischen Forschergruppe durchgeführt, wobei neben der Rekombinationsrate auch spezifische Abschnitte des Erbgutes (mitochondriale Gensequenzen) miteinander verglichen wurden (Van Tuinen et al. 2001). Ihre Ergebnisse deuten an, daß sich Übereinstimmungen im Körperbau (Morphologie) nicht immer auch in der Ähnlichkeit der Erbsubstanz widerspiegeln (vgl. Cracraft 1981). Ein Beispiel bilden die Lappentaucher (z.B. Haubentaucher) und Seetaucher (z.B. Eistaucher), deren stromlinienförmiger Körper mit den relativ weit hinten ansetzenden, propellerartig funktionierenden Tauchfüßen perfekt an die Unterwasserjagd nach Fischen angepaßt ist. Wie die genetischen Untersuchungen zeigen, sind die Lappentaucher (Familie Podicipedidae) jedoch offenbar am nächsten verwandt mit den Flamingos (Phoenicopteridae), die bisher zu den Schreitvögeln, den sog. Storchenartigen (Ciconiiformes), gerechnet wurden.

Die Gruppe der Pelikanartigen oder Ruderfüßer umfaßte bisher ihrem äußeren Erscheinungsbild nach Vertreter sehr unterschiedlicher Familien wie die Pelikane (Pelecanidae), Kormorane (Phalacrocoracidae), Tölpel (Sulidae) und die neuweltlichen Schlangenhalsvögel (Anhingidae) sowie die tropischen Fregattvögel (Fregatidae) und die Tropikvögel (Phaethontidae), die als gemeinsames Merkmal über Schwimmhäute zwischen den Zehen verfügen (del Hoyo et al. 1995). Wie die Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppe um Van Tuinen andeuten, sind die Pelikane in ihren genetischen Eigenschaften dem Schuhschnabel (Balaeniceps rex) und dem Hammerkopf (Scopus umbretta), zwei eigentümlichen Vogelarten der afrikanischen Vogelwelt, am ähnlichsten. Beide Arten wurden mit den Flamingos bisher zu den Schreitvögeln gestellt, zeichnen sich aber gegenüber diesen und weiteren Familien wie den Störchen (Ciconiidae), Reihern (Ardidae) oder Ibissen (Threskiornithidae) durch eine massige Kopf- und Schnabelform aus. Die Untersuchungen lassen die Wissenschaftler vermuten, daß sich Pelikane und die beiden afrikanischen Vertreter möglicherweise aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben.

In allen gezeigten Fällen werden Ähnlichkeiten im Körperbau bei nicht als genetisch nahe verwandt eingestuften Arten auf mehrfach unabhängig voneinander stattfindenden Evolutionsprozesse unter ähnlichen Umwelt- und Selektionsbedingungen zurückgeführt (z.B. Füße mit Schwimmhäuten). Umgekehrt wird angenommen, daß sich genetisch sehr ähnliche Arten aufgrund einer Anpassung an verschiedene Lebensweisen (z.B. Ernährungsstrategien) morphologisch deutlich auseinander entwickelt haben.

Einmal mehr stimmen die Befunde
der Morphologie und Molekularbiologie
nicht grundsätzlich überein.

Den molekularbiologischen Befunden stehen bisher nur wenige Fossilfunde gegenüber, die nicht immer in Übereinstimmung mit den Erkenntnissen der Molekularbiologen stehen. Hinsichtlich einer genetisch begründbaren Verwandtschaft von Lappentauchern und Flamingos scheint der Typus eines stromlinienförmig gebauten Tauchvogels, wie er von den heutigen Lappen- und Seetauchern repräsentiert wird, eine relativ ursprüngliche Anpassung an das Wasserleben zu sein (Chiappe 1995), und Morphologie und Verhalten einiger fossiler Flamingos könnten als taucherähnlich interpretiert werden (Feduccia 1996). Demgegenüber ähneln die ältesten bekannten Flamingos in ihrem Erscheinungsbild eher den heutigen Vertretern kleinerer küstenbewohnender Watvögel, z.B. den Strandläufern (Olson & Feduccia 1980), während die ersten Watvögel und Kranichartigen (Gruiformes) ihrerseits Verwandtschaft zu den Rallen zeigen. Auch die hochspezifische Art der Nahrungsaufnahme bei den Flamingos durch einen komplizierten Filtermechanismus im Schnabel (vgl. Mascitti & Kravetz 2002) ist nicht ohne weiteres als abgeleitetes Merkmal erklärbar, wenngleich Zweers et al. (1994) darin eine mögliche schrittweise Anpassung an die Aufnahme von Wasser beim Picken nach Nahrung vermuten.

Zum Inhaltsverzeichnis  Zur Literaturliste

Fazit

Wie die angeführten Ergebnisse belegen, treten bei Wasservögeln z.T. sehr heterogene Merkmalsmosaike auf, deren Bewertung bei Untersuchungen zu Ähnlichkeiten bzw. Verwandtschaftsbeziehungen eng mit der jeweils angewandten Methodik gekoppelt ist. Wie bei anderen Organismengruppen auch stimmen die Befunde der morphologischen und molekularbiologischen Untersuchungen nicht grundsätzlich überein. Damit sind Interpretationen im Rahmen unterschiedlicher Deutungsmodelle und Entstehungstheorien möglich.

Zum Inhaltsverzeichnis  Zur Literaturliste

Literatur

Chiappe LM (1995)
The first 85 million years of avian evolution. Nature 378, 349-355.
Cracraft J (1981)
Toward a phylogenetic classification of the recent birds of the world (class Aves). Auk 98, 681-714.
Feduccia A (1996)
The origin and evolution of birds. Yale Univ. Press, New Haven, CT.
del Hoyo J, Elliot A & Sargatal J (1992)
Handbook of the birds of the world. Vol. 1. Ostrich to ducks. Lynx Edicions, Barcelona.
Mascitti V & Kravetz FO (2002)
Bill morphology of South American flamingos. Condor 104, 73-83.
Olson SL & Feduccia A (1980)
Relationships and evolution of flamingos (Aves: Phoenicopteridae). Smithson. Contr. Zool. 316, 1-73.
Sibley CG & Ahlquist JE (1990)
Phylogeny and classification of birds: a study in molecular evolution. Yale Univ. Press, New Haven, CT.
Van Tuinen M, Butvill DB, Kirsch, JAC & Hedges SB 2001
Convergence and divergence in the evolution of aquatic birds. Proc. Roy. Soc. Lond. B 268, 1345-1350.
Zweers GA, DeJong F, Berkhoudt H & Vandenberge JC (1994)
Filter-feeding in flamingos (Phoenicopterus ruber ruber). Condor 97, 297-324.

zum Seitenanfang

Themen | Kurzbeiträge | Streiflichter

Studium Integrale Journal

Home Publikationen Zeitschrift (SIJ) 10. Jg. Heft 1

Studiengemeinschaft WORT und WISSEN e.V.
Letzte Änderung: 27.06.2007
Webmaster