Vogelfossil aus dem sibirischen Permafrost gewährt spannende genetische Einblicke Jahrtausende alte Lerche aus dem Eis - scinexx | Das Wissensmagazin
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Jahrtausende alte Lerche aus dem Eis

Vogelfossil aus dem sibirischen Permafrost gewährt spannende genetische Einblicke

Ohrenlerche
Permafrost hat diese Lerche mehr als 40.000 Jahre lang wie in einer Tiefkühltruhe konserviert. © Love Dalén

Für die Nachwelt konserviert: Forscher haben im Permafrostboden Sibiriens das über 40.000 Jahre alte Fossil einer Ohrenlerche entdeckt. DNA-Analysen enthüllen nun, dass der Vogel eng mit zwei heute in Nordrussland und der Mongolei verbreiteten Unterarten verwandt ist. Er scheint ein gemeinsamer Vorfahre dieser beiden Ohrenlerchen zu sein. Damit liefert der Piepmatz aus dem Eis spannende neue Erkenntnisse über die Evolution dieser Singvögel.

Die dauerhaft gefrorenen Böden des Permafrosts wirken wie gigantische Tiefkühltruhen: Vor allem in der Arktis konservieren sie seit Jahrtausenden Pflanzen und Tiere – von Mammuts über Urpferde und Wölfe bis hin zu menschlichen Mumien. „Solche Überreste bieten eine einzigartige Gelegenheit, um Ökosysteme der Vergangenheit zu erforschen“, erklären Nicolas Dussex von der Universität Stockholm und sein Team. Das Besondere: Im Eis bleiben nicht nur tierische Haare und Federn gut erhalten. Oftmals lässt sich aus dem Gewebe sogar DNA- oder RNA-Material isolieren.

Ein Singvogel aus der Eiszeit

Genau dies ist den Wissenschaftlern nun auch bei einem kleinen Singvogel geglückt. Der Piepmatz wurde bereits im Jahr 2018 aus Permafrostboden im Nordosten Sibiriens geborgen – doch erst jetzt haben Dussex und seine Kollegen mehr über ihn herausgefunden. Demnach handelt es sich um eine weibliche Ohrenlerche (Eremophila alpestris), die schon eine ganze Weile im Eis liegt. Radiokarbonanalysen zufolge ist das Fossil zwischen 44.000 und 49.000 Jahre alt. Damit lebte die Lerche zu einer Zeit, als auch die Mammuts noch zahlreich durch die sibirische Steppentundra zogen.

Das Spannende: Mithilfe von isoliertem DNA-Material gelang es den Forschern, das vollständige mitochondriale Genom des Vogels zu rekonstruieren und auf diese Weise mehr über seine Position im Stammbaum der Ohrenlerchen herausfinden. „Die genetischen Analysen legen nahe, dass der Vogel zu einer Population gehörte, von der die beiden heutigen Unterarten E. alpestris flava und E. alpestris brandti abstammen“, berichtet Dussex. Die Lerche scheint demnach ein gemeinsamer Vorfahre dieser beiden Unterarten zu sein, von denen die eine in Skandinavien und Nordrussland, die andere in der Mongolei, Kasachstan und China vorkommt.

Als die Mammutsteppe verschwand

Damit liefert der Vogel aus dem Eis wertvolle Hinweise darauf, wann und wie die vielfältigen Subspezies der Ohrenlerchen im Laufe der Evolution entstanden sind – heute werden immerhin bis zu 40 Unterarten unterschieden. Bei E. alpestris flava und E. alpestris brandti gehen die Wissenschaftler aufgrund ihrer neuen Erkenntnisse davon aus, dass sie sich aus dieser urzeitlichen Population heraus entwickelten und nach und nach zu zwei klar voneinander abgrenzbaren Unterarten wurden.

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Diese Aufspaltung fand ihnen zufolge zu einem Zeitpunkt statt, als sich die Umwelt der Vögel deutlich veränderte. So erstreckte sich während der letzten Eiszeit die sogenannte Mammutsteppe über Nordeuropa und Asien. Sie war Heimat der namensgebenden Dickhäuter und vieler weiterer ikonischer Tierarten und bildete einer gängigen Theorie zufolge ein landschaftliches Mosaik aus Steppe, Tundra und Nadelwald. Mit dem Ende der Eiszeit änderte sich dies jedoch: Die Mammutsteppe teilte sich in die räumlich klar definierten Biotope von heute auf – die Tundra im Norden, die Taiga in der Mitte und die Steppe im Süden.

Aufspaltung durch Umweltveränderungen

„Unsere Ergebnisse untermauern diese Theorie zur Mammutsteppe. Denn zeitgleich mit ihrem Verschwinden scheint die Diversifikation der Ohrenlerche in die beiden Unterarten stattgefunden zu haben“, sagt Dussex‘ Kollege Love Dalén. Demnach waren es die Umweltveränderungen während des Übergangs vom Pleistozän zum Holozän, die die Entstehung der Ohrenlerchen E. alpestris flava und E. alpestris brandti antrieben.

Um noch mehr über die Geschichte der Lerchen herauszufinden, wollen die Forscher in Zukunft das gesamte Erbgut der Ohrenlerche aus dem Permafrost analysieren und mit den Genomen aller heutigen Ohrenlerchen-Unterarten vergleichen. „Dies wird uns noch mehr über die Hintergründe der Vielfalt an Subspezies bei diesem Singvogel verraten“, schließt Dussex. (Communications Biology, 2020; doi: 10.1038/s42003-020-0806-7)

Quelle: Universität Stockholm

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