Warum sind manche Tiergruppen weltweit verbreitet, während andere nur räumlich begrenzt vorkommen? Ein internationales Forschungsteam zeigt nun, dass bei den weltweit verbreiteten Kröten sieben Merkmale wesentlich für diesen Erfolg verantwortlich sind. Ihre im Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlichten Erkenntnisse tragen dazu bei, etwa das Problem der invasiven Arten besser zu verstehen.
Während die meisten Amphibiengruppen auf einzelne Landmassen wie Afrika oder Südamerika beschränkt sind, kommt eine davon, jene der Kröten (Bufonidae), weltweit auf nahezu allen Kontinenten vor. Die Kröten sind darüber hinaus eine faszinierende Gruppe der Lurche, weil sie über ein breites Spektrum von Fortpflanzungsstrategien verfügen und zahlreiche Lebensräume mit unterschiedlichen ökologischen Nischen besetzen. Eine internationale Forschungsgruppe, zu der Simon Loader vom Fachbereich Biogeographie der Universität Basel gehört, wollte herausfinden, warum ein solcher Ausbreitungserfolg zustande kommen kann. Sie postulierte, dass die Vielfalt von Eigenschaften mit den Gründen für die weltweite Präsenz verknüpft sein könnte und überprüfte dies mit umfangreichen phylogenetischen und ökologischen Daten.
Sieben Merkmale bringen den Erfolg
Unter Verwendung der Verbreitungsdaten suchten die Forscher nach einer Verbindung zwischen der Grösse des Verbreitungsgebiets und mehreren ökologischen und physiologischen Eigenschaften: Abhängigkeit von Gewässern, Besitz von Ohrdrüsen, Fettkörper im Leistenbereich, Fortpflanzung durch Eiablage und in temporären Gewässern, Existenz von sich aktiv aus der Umgebung ernährenden
Kaulquappen, Gelegegrösse, Körpergröße. Es zeigte sich, dass es starke Korrelationen mit allen diesen Eigenschaften gab. Weitere statistische Auswertungen belegten, dass jene Arten, die über alle
sieben Eigenschaften verfügten, die erfolgreichsten globalen Besiedler repräsentierten.
Kröten-typisches Aussehen mehrfach entstanden
Die Wissenschaftler rekonstruierten die evolutionären Verwandtschaftsverhältnisse innerhalb der Familie der Kröten auf der Basis von DNA-Analysen von etwa 43 Prozent der bekannten Biodiversität dieser Gruppe. Das entpsricht 220 Arten. Die genetische Auswertung – mit Hilfe der sogenannten „molekularen Uhr“ – erbrachte zudem Kenntnisse über die absolute zeitliche Einordnung der Art- und Gruppenaufspaltungen. Die unterschiedlichen Ausbreitungsfähigkeiten der einzelnen Linien im Laufe der Zeit belegten, dass morphologisch ähnliche oder gleiche „Kröten-typische“ Merkmale mehrfach unabhängig voneinander entstanden sind: Es waren ausgerechnet jene, die das so charakteristische, durch warzige, dicke Haut gekennzeichnete Erscheinungsbild der Kröten prägen.
Ausbreitungswelle durch „perfekten Kröten-Typus“
Die Studie ergab zudem, dass sich die Arten um so besser ausbreiteten, je mehr der sieben entscheidenden Eigenschaften sie bereits entwickelt hatte. Als dann schließlich der perfekte „Kröten-Phänotyps“ erreicht war, löste dies die weltweite Ausbreitungswelle dieser Tiere im Oligozän vor 25 bis 35 Millionen Jahren aus. Auf diesen Schub folgte direkt eine deutlichen Zunahme der Artbildung. Nach Ansicht der Forscher könnte ein vergleichbarer Ablauf auch für andere Organismengruppen und Biodiversitätsmuster heute und in der Vergangenheit bedeutsam sein.
(Universität Basel, 09.02.2010 – NPO)
