Evolution: Fisch passt sich extremer Verschmutzung an

So verschmutzt, wie der Schiffskanal von Houston ist, der den Hafen der Stadt mit dem Golf von Mexiko verbindet, ist es erstaunlich, dass dort überhaupt noch etwas lebt. 60 Jahre industrielle Aktivität und Schiffsverkehr haben den Wasserweg stark mit Chemikalien wie polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belastet, die bei Fischen zu Fehlbildungen führen können. Regelmäßig warnen die texanischen Gesundheitsbehörden davor, Fische aus dem Gewässer zu verzehren. Nun staunen Wissenschaftler, dass es einigen Arten wie dem Golf-Killifisch gelingt, in dem verdreckten Kanal unversehrt zu überleben. Wie US-Biologen im Fachmagazin Science schreiben, liegt das wohl daran, dass die Golf-Killifische Gene von einer anderen Fischspezies übernommen haben, die Tausende Kilometer entfernt lebt, und sich dort bereits gegen die Verschmutzung gewappnet hat.

Für die Studie fing das Team um Elias Oziolor von der texanischen Universität Baylor zunächst etliche Exemplare des robusten Fischs im Kanal und der davor liegenden Bucht ein. Das Gebiet ist unterschiedlich stark verschmutzt; je näher am Hafen, desto schlimmer wird es. Im Labor stellten die Biologen fest, dass die Tiere umso höhere Konzentrationen an Giftstoffen aushalten, je tiefer sie im Kanal leben.

Noch erstaunlicher ist aber, wie sie zu dieser Widerstandskraft gekommen sind. Bei der Durchleuchtung des Erbguts von rund 300 Fischen zeigte sich, dass die resistenten Fische eine ausgeprägte Mutation aufwiesen, die vermutlich die hohe Toleranz gegenüber Schadstoffen bewirkt. Es handelt sich um die gleiche Genveränderung, die auch der atlantische Killifisch aufweist, eine verwandte Spezies, die mehr als 2500 Kilometer entfernt in Florida lebt. Sie hat sich dort bereits seit längerem an ähnliche Chemikalien angepasst. Die Forscher vermuten daher, dass die Mutation beim Golf-Killifisch durch die Einkreuzung von einzelnen Exemplaren des atlantischen Verwandten zustande gekommen ist. Man spricht von Hybridisierung.

"Evolutionärer Rettungsanker"

Doch wie war diese Vermischung möglich? Beide Fische werden nur wenige Zentimeter groß und können nicht Tausende Kilometer weit schwimmen. Vermutlich seien die atlantischen Killifische im Ballastwasser von Schiffen in die Bucht gelangt, erklären die Wissenschaftler. Somit hätte der Mensch unabsichtlich dabei geholfen, die durch ihn bedrohte Spezies zu retten. "Unsere Arbeit zeigt, dass Hybridisierung wie ein evolutionärer Rettungsanker funktionieren kann", sagt Cole Matson, einer der beteiligten Forscher. Dies gelte wohl nicht nur für chemische Verschmutzung, sondern auch für schnelle Umweltveränderungen infolge des Klimawandels.

Immer mehr Studien zeigten, dass sich Arten schneller als gedacht anpassen könnten, schreibt die Biologin Karin Pfennig von der University of North Carolina in einem Kommentar. Allerdings schrumpften viele Populationen zugleich infolge von Umweltzerstörung. Damit gehe auch die genetische Vielfalt verloren, die für eine solche Anpassung nötig sei. Dieser Teufelskreis könne womöglichdurch die Kreuzung mit anderen Arten durchbrochen werden - aber nicht immer, betont Pfennig. "Hybridisierung kann auch eine evolutionäre Sackgasse sein, und eine Gefahr für die Vielfalt."