Die Entwicklungsgeschichte der Lebewesen wird oft als ein Baum dargestellt: Bestimmte Entwicklungslinien haben Verzweigungen hervorgebracht, weil sich Arten im Lauf der Evolution in weitere Spezies aufgetrennt haben. In manchen Fällen liegt diese Aufspaltung noch nicht sehr lange zurück, wodurch sich zwei Arten noch relativ stark ähneln und manchmal noch gemeinsame Nachkommen hervorbringen können. Ein Beispiel dafür sind Braunbär (Ursus arctos) und Eisbär (Ursus maritimus), die aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgegangen sind und sich anschließend an ihre unterschiedlichen Lebensräume angepasst haben. Sie sind auch noch kreuzbar, wie aus seltenen Fällen von Hybridisierungen in den nördlichen Überschneidungsbereichen ihrer Verbreitungsgebiete bekannt ist.
Evolutionsgeschichte im Spiegel des Erbguts
Um mehr Licht auf die Entwicklungsgeschichte zu werfen, haben die Wissenschaftler um Charlotte Lindqvist von der University at Buffalo nun erneut einen Blick auf das Genom der beiden Bärenarten geworfen. Für ihre Studie haben sie die Genome von 64 modernen Eis- und Braunbären analysiert und außerdem für spezielle Vergleichsdaten gesorgt: Sie sequenzierten Eisbären-Erbgut, das aus dem Kiefer eines Exemplars stammt, das vor 115.000 bis 130.000 Jahren im norwegischen Svalbard-Archipel gelebt hat. So waren aufschlussreiche Vergleiche mit den modernen Genomdaten möglich.
Anhand bestimmter Mutationsraten im Erbgut schätzen die Wissenschaftler nun, dass Eisbären und Braunbären vor etwa 1,3 bis 1,6 Millionen Jahren begannen, sich zu unterschiedlichen Arten zu entwickeln. Beim Eisbären zeichnet sich dabei ab: Nachdem er zu einer eigenen Art geworden war, kam es in seinem Erbgut zu einem deutlichen Verlust an genetischer Vielfalt. Dies war wohl auf drastische Populationseinbrüche zurückzuführen, die zu Inzucht führten. Das wichtigste Studienergebnis bilden den Forschern zufolge allerdings die Hinweise auf die Interaktionen von Eis- und Braunbär nach der Artdifferenzierung: In den genetischen Daten spiegelt sich wider, dass es auch noch nach der Etablierung der beiden Spezies zu einer deutlichen Vermischung gekommen ist, die nachhaltige Spuren in den Populationen hinterlassen hat.
Genfluss von Braun- zu Eisbär
Konkret gibt es Hinweise darauf, dass vor etwa 150.000 Jahren eine genetische Übertragung stattfand, die wohl bidirektional war, aber vor allem die Eisbären prägte. “Wir haben Hinweise auf eine Kreuzung zwischen Eisbären und Braunbären gefunden, die dem alten Eisbären, den wir untersucht haben, vorausging”, sagt Lindqvist. “Darüber hinaus zeigen unsere Ergebnisse eine komplizierte, verflochtene Evolutionsgeschichte zwischen Braun- und Eisbären, wobei der Genfluss hauptsächlich von Braunbären zu Eisbären gerichtet war“. Konkret könnte es demnach sein, dass in klimatisch wärmeren Phasen eine verstärkte Überschneidung des Lebensraums der beiden Bärenarten einsetzte, die mit Hybridisierungen einherging. Offenbar setzte sich dabei eher das Erbe der Braunbären bei den Eisbären fest als umgekehrt.
