Ob in Korallenriffen oder im Regenwald: Die Tropen gehören zu den artenreichsten Regionen der Erde. Weiter in Richtung der gemäßigten und polaren Breiten hingegen nimmt die Zahl der Pflanzen- und Tierarten deutlich ab. So sind warme tropische Küstenmeere beispielsweise die Heimat von bis zu tausendmal mehr Arten von Fischen als die kalten Polarmeere. “Diese steile Abnahme des Artenreichtums vom Äquator zu den Polen ist eine der allgemeingültigsten großräumigen Muster der Biologie, es gibt sie schon seit mehr als 30 Millionen Jahren”, erklären Daniel Rabosky von der University of Michigan in Ann Arbor und seine Kollegen. Gängiger Theorie nach entsteht dieser breitengradabhängige Gradient der Artenvielfalt dadurch, dass in den Tropen auch die Bildung neuer Arten schneller und häufiger stattfindet. “Die Tropen gelten als evolutionäre Wiege neuer Spezies”, so die Forscher. Für einige Tiergruppen wie Mollusken und Korallen haben Studien diese Theorie auch bestätigt.
Turbo-Evolution in polaren Meeren
Doch gilt dies für alle Tiergruppen? Um das herauszufinden, haben Rabosky und sein Team die Artbildung bei Meeresfischen untersucht. Dafür erstellten sie zunächst einen Stammbaum von mehr als 30.000 Knochenfischarten, in dem sie alle Artabspaltungen zeitlich erfassten. Aus den Verbreitungsdaten dieser Arten ermittelten die Forscher dann, wo diese Arten jeweils entstanden sind und rekonstruierten so die durchschnittliche Artbildungsrate für verschiedene geografische Regionen. “Die computertechnischen Anforderungen für diese Art von Analysen sind enorm hoch”, erläutert Co-Autor Michael Alfaro von der University of California in Los Angeles. Für die statistischen Berechnungen hätten tausende von Desktop-Computern mehrere Monate benötigt.
Die Auswertung bestätigte zwar die deutlich höhere Artenvielfalt der Fische in den Tropen verglichen mit gemäßigten und polaren Breiten. Das Überraschende aber: Bei der Bildungsrate neuer Arten war das Verhältnis genau umgekehrt. In den kalten Gewässern der polaren Breiten sind in den letzten Millionen Jahren fast doppelt so viele neue Arten entstanden wie in den Tropen. Wie die Forscher ermittelten, steigt für alle zehn Breitengrade weiter in Richtung Pole die Artbildungsrate um rund 0,025 Stammeslinien pro Millionen Jahre. Ausgerechnet in den vermeintlich eher lebensfeindlichen, weil eiskalten Gewässern rund um die Antarktis scheint dabei die Evolution geradezu im Turbogang abzulaufen: “Das Südpolarmeer, das von Eisfischen und ihren Verwandten dominiert wird, hat von allen Meeresgebieten weltweit die höchsten Raten der Artbildung”, berichten Rabosky und seine Kollegen. Bei typischen Korallenfischen wie Riffbarschen, Lippfischen oder Grundeln verläuft die Evolution neuer Spezies dagegen vergleichsweise langsam.
