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Evolution:Forscher verwerfen Lehrbuchbeispiel der Evolution

Gelbes Ordensband (Catocala fulminea), sitzt auf eine Blatt, Deutschland yellow underwing (Catocala fulminea), sits on a

Für Laien mag es eine Überraschung sein, dass Nachtfalter und Schmetterlinge überhaupt hören können.

(Foto: imago images/blickwinkel)
  • Biologen haben untersucht, warum Nachtfalter die Fähigkeit zu hören entwickelt haben.
  • Lange dachte man, dass Motten im Lauf der Evolution den Hörsinn entwickelten, um mit Ultraschall jagenden Fledermäusen zu entkommen.
  • Jetzt zeigt sich, dass Motten und andere Nachtfalter bereits hören konnten, ehe die ersten Fledermäuse durch die Dunkelheit flatterten.

In einem Krimi schält sich diese Erkenntnis regelmäßig heraus: Alles lief ganz anders ab als vermutet. So, wie die Geschehnisse bislang erzählt wurden, kann es sich in Wirklichkeit nicht zugetragen haben. Zu einer solchen Erkenntnis kommen nicht nur Kriminalkommissare, sondern zuweilen auch Evolutionsbiologen. Zum Beispiel, wenn sie dem Rätsel nachgehen, wann und warum Nachtfalter die Fähigkeit zu hören entwickelt haben.

Dabei schien es sich seit mehr als 50 Jahren keineswegs um ein Rätsel, sondern vielmehr um Gewissheit zu handeln: Nachtaktive Schmetterlinge wie Motten hätten im Lauf der Evolution den Hörsinn entwickelt, um hungrigen, mit Ultraschall jagenden Fledermäusen zu entkommen, so lautete die gängige Erzählung. Sie galt als Paradebeispiele einer Koevolution. Dies bedeutet, dass sich evolutionäre Entwicklungen in verschiedenen Gruppen gegenseitig direkt beeinflussen. Jäger und Gejagter versuchen sich im Wettrüsten zu übertrumpfen.

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Im Fall der Motten und Fledermäuse jedoch ist diese wechselseitige Dynamik überschätzt worden, lautet das Fazit eines Teams um Akito Kawahara von der University of Florida. Wie die Wissenschaftler im Fachblatt PNAS schreiben, konnten Motten und andere Nachtfalter bereits hören, ehe die ersten Fledermäuse durch die Dunkelheit flatterten. Allenfalls die Fähigkeit der Falter, auch sehr hohe Ultraschalllaute wahrzunehmen, gehe vermutlich auf das Konto der nachtaktiven Säuger.

Einst waren alle Falter nachtaktiv. Was also hat Schmetterlinge ins Tageslicht gelockt?

Wer nicht gerade berufsmäßig über die Rätsel der Evolution sinniert, für den mag die Fragestellung der Studie speziell erscheinen. Schließlich dürften sich die meisten Menschen eher fragen, ob Motten überhaupt hören können - und wie ihre "Ohren" aussehen - als warum. Doch das "ob" ist unumstritten geklärt: Ja, Schmetterlinge verfügen über einen Hörsinn. Sie nehmen Schallwellen mithilfe des sogenannten Tympanalorgans wahr. Es besteht unter anderem aus einer schwingungsfähigen Membran, dem Trommelfell, und befindet sich bei vielen Falterarten am oberen Körperabschnitt.

Um zu rekonstruieren, wann sich der Hörsinn der Nachtfalter entwickelt hat, mussten die Biologen nicht weniger akribisch vorgehen als Ermittler bei einem Kriminalfall. Kawahara und seine Kollegen untersuchten dazu mehr als 2000 Gene von etwa 180 heutigen Schmetterlingsarten. Aus diesen Daten und durch den Vergleich mit fossilen Funden erstellten die Forscher einen entwicklungsgeschichtlichen Stammbaum, mit dessen Hilfe sich entscheidende Schritte der Schmetterlingsevolution datieren ließen.

Demnach entwickelten die meisten Nachtfalter - einige wenige Ausnahmen ausgenommen - bereits vor 78 bis 92 Millionen Jahren die Fähigkeit zu hören. Fledermäuse flatterten hingegen frühestens vor 65 Millionen Jahren durch die Dunkelheit, und ehe sie mithilfe von Ultraschall jagten, dauerte es noch einmal rund 15 Millionen Jahre. Da braucht es keine allzu gewiefte Kombinatorik, um zu folgern: Die Jagd der Fledermäuse kann nicht ausschlaggebend gewesen sein für den Hörsinn der Nachtfalter. Denn dieser hatte sich in den meisten Fällen bereits lange zuvor entwickelt.

Damit stellt sich abermals die Frage: Warum? Wenn jagende Fledermäuse nicht den Anstoß gaben, wer oder was tat dies dann stattdessen? Dazu lässt die Studie nur Vermutungen zu. Vielleicht nahmen die Nachtfalter anfangs, als sie das Hören gerade gelernt hatten, lediglich niedrigere Frequenzen wahr. Tiefere Töne könnten die Anwesenheit hungriger Vögel begleitet haben. Diese wahrzunehmen und den Vögeln ausweichen zu können, dürfte den Nachtfaltern einen deutlichen Überlebensvorteil verschafft haben. Die Fähigkeit hingegen, speziell Ultraschall wahrzunehmen, könnte somit nach wie vor als Reaktion auf die Fledermäuse entstanden sein.

Und was ist mit den Verwandten der Nachtfalter, den tagaktiven Schmetterlingen? Auch in ihrem Fall birgt die Studie Überraschungen - und schwächt abermals die Rolle der Fledermäuse ab. Bisher vermuteten Biologen, Schmetterlinge hätten einst ihre Aktivität in die hellen Stunden verschoben, um den nachtjagenden Säugern zu entkommen. Doch Kawaharas Analyse legt auch in diesem Punkt eine andere Abfolge der Ereignisse nahe. Den neuen Daten zufolge wurden Schmetterlinge bereits vor etwa 100 Millionen Jahren tagaktiv - also zu einer Zeit, zu der auch die Nächte noch frei von Fledermäusen waren.

Womöglich gab für den Schichtwechsel der Schmetterlinge eine ganz andere Tiergruppe den Ausschlag: Bienen. Deren Aufkommen führte vor gut 100 Millionen Jahren dazu, dass Pflanzen eine Vielzahl bunter, farbenprächtiger Blüten entwickelten. Und die ernährten nicht nur Bienen, sondern wirkten wohl auch auf Schmetterlinge verlockend.

So haben die Autoren zwar die bisher übliche Erzählung auseinandergenommen - aber dafür eine andere, ebenso schlüssige Geschichte präsentiert. Ganz so, wie es auch in der Schlussszene eines Krimis üblich ist.

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