Klimawandel verändert Genom

 

In einer Vorveröffentlichung im Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ beweisen William Bradshaw und Christina Holzapfel von der University of Oregon, daß die globale Erwärmung bei Insekten genetische Mutationen verursachen kann. Als Fallbeispiel dient dabei die nordamerikanische Kannenstrauchmücke (Wyeomyia smithii), die in einer Langzeitstudie seit 1972 untersucht worden war. Diese Mückenart kommt im östlichen Nordamerika vom Golf von Mexiko bis hinauf nach Kanada vor. Sie legt ihre Eier in die wassergefüllten Blätter der Kannenpflanze 

Sarracenia purpurea, wo sich die Larven zu entwickeln beginnen, die dann im Frühjahr schlüpfen. Um nicht zu erfrieren, legen diese Mücken eine Art Winterschlaf ein. Wann diese Ruhepause einzusetzen hat, messen sie an der Tageslänge. Sobald im Herbst die tägliche Dauer des Sonnenscheins eine kritische Grenze unterschreitet, fallen die Insekten in ihren Winterschlaf. Das heißt, die Mückenlarve verfügt über ein Sensorium, daß die jeweilige Tageslänge mit der „inneren Uhr“ vergleicht. Genau mit selbigem bestimmt sie auch im Frühjahr den Zeitpunkt zum Erwachen; nämlich dann, wenn die Tageslänge erneut einen kritischen Wert überschreitet. Danach kann die Larve – mit ausreichend Licht und Wärme - ihre Entwicklung fortsetzen.

Professor Bradshaw bewies bereits vor nahezu dreißig Jahren, daß diese „innere Uhr“ genetisch gesteuert ist. 1972 brauchte diese „Uhr“ zumindest eine Tageslänge von 15 Stunden und 48 Minuten, damit die Mückenlarven aus der Winterruhe erwachten. 1996 reichte dafür schon eine Tageslänge von 15 Stunden und 12 Minuten. Diese Differenz von 36 Minuten entspricht einer Vorverlegung der Aktivität um neun Tage. Wyeomyia smithii kann sich diese Verschiebung leisten, weil durch die globale Erwärmung die Vegetationsperiode länger geworden ist; womit klar wird, daß dieselben Larven vor 25 Jahren erfroren wären.

Bislang werteten Biologen genannte Verschiebungen als „phänologische Reaktion“, das ist eine im genetischen Rahmen festgeschriebene Anpassung von Organismen auf leichte Umweltschwankungen. Doch die Ergebnisse von Bradshaw und Holzapfel liefern kein singuläres Resultat. Vielmehr fällt die Veränderung des Mückenverhaltens hinsichtlich Größenordnung und zeitlichem Auftritt mit einer Reihe anderer Beobachtungen zusammen.

So hat sich der biologische Frühlingsbeginn in Europa im Laufe der vergangenen 50 Jahre um rund acht Tage vorverlagert. Von Südeuropa bis Skandinavien entfalten Bäume ihre Frühlingsblätter sechs Tage früher bzw. werfen sie im Herbst um fünf Tage später ab. Auch Frösche – sofern es sie noch gibt – quaken zehn Tage eher in den Teichen, Vögel brüten neun Tage früher; und die Beobachtung von Schmetterlingen auf der britischen Insel ergab, daß die Tiere nicht nur eher schlüpfen, sondern auch länger fliegen.

William Bradshaws jahrzehntelange präzise Aufzeichnungen liefern den ersten Beweis, daß es sich hier nicht um eine phänologische Anpassung, sondern um eine genetische Mutation handelt. In Zukunft ist zu erwarten, daß dieser wissenschaftliche Beleg auch für andere Tier- oder Pflanzenarten erbracht werden wird.

Siehe auch: „Die Welt“, 18.11.2001

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