Eisbären sind älter als gedacht

Urahn lebte bereits vor 600.000 Jahren

Veröffentlicht am: Freitag, 20. April 2012, 11:19 Uhr (087)

FRANKFURT. Eisbären, die größten landlebenden Raubtiere der Arktis, sind evolutionsgeschichtlich etwa fünf mal älter als bisher angenommen. Das ist das Ergebnis des bisher ersten umfassenden Vergleichs von Braun-und Eisbären anhand des Erbguts aus dem Zellkern. Beide Arten haben gemeinsame Wurzeln. Die Studie von Wissenschaftlern des Frankfurter Biodiversität und Klimaforschungszentrums (BiK-F), der Goethe-Universität und weiterer internationaler Forschungseinrichtungen erscheint heute als Titel der Fachzeitschrift „Science“.

Wer zur Abstammungsgeschichte des Eisbären forscht, hat es nicht leicht. Der weiße Riese lebt und stirbt auf Meereis; seine Überreste sinken auf den Meeresgrund, wo sie entweder durch Gletscher zermalmt werden oder unauffindbar sind. Statt mit Fossilien zu arbeiten, vollziehen Forscher die Geschichte der Eisbären daher primär anhand molekularbiologischer Methoden und damit Erbgut-Analysen nach. Fest steht, dass Eisbären mit Braunbären eng verwandt sind und sich als eigene Art von ihnen abgespalten haben. Wann das war, ist bisher umstritten.

Eine 2010 veröffentlichte Studie zeigte, dass der letzte gemeinsame Urahn von Braun- und Eisbär vor 150.000 Jahren lebte. Die Forscher stützten damals ihre Ergebnisse allein auf DNA aus Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Einen umfassenden Blick ins Erbgut erlangten nun Wissenschaftler des BiK-F und der Goethe-Universität in Kooperation mit weiteren Forschern aus den USA, Schweden und Spanien. Dr. Frank Hailer, BiK-F, Leitautor der Studie: „Statt wie bei klassischen Erbgut-Studien nur kleine Stücke mitochondrialer DNA miteinander zu vergleichen, haben wir uns viele unabhängige Stücke aus der DNA des Zellkerns von Braun- und Eisbären angesehen. Dies ist methodisch neu.“ Die Forscher untersuchten zudem eine Vielzahl von Individuen aus dem gesamten Verbreitungsgebiet beider Arten.

Die technisch anspruchsvollerer Methode belegt nun erstmals, worüber vorher nur spekuliert wurde: Der Eisbär hat sich bereits von etwa 600.000 Jahren vom Braunbär abgespalten. Sein weißer Pelz, fellbesetzte Pranken und seine Vorliebe für Seehunde als Nahrung zeugen davon, wie gut er sich seitdem in der Arktis akklimatisiert hat. Mit der neuen Datierung ihrer Evolution ist der Mythos vom besonders schnell anpassungsfähigen Eisbär nun widerlegt. Tatsächlich ist der Eisbär in etwa so alt wie der ebenfalls an die Arktis hervorragend angepasste Polarfuchs.

Eine Erklärung, warum frühere Studien ein jüngeres Alter für den Eisbären annahmen, liegt vermutlich darin, dass beide Arten sich im Laufe der Zeit mehrmals miteinander gepaart haben – ein Vorgang, der heute wieder in der kanadischen Arktis zu beobachten ist. Dadurch wurden Teile der mitochondrialen Braunbär-DNA an Eisbären vererbt. Gerade dieses Stück DNA wurde aber bisher zur evolutionsbiologischen Untersuchung herangezogen. „Die von uns herangezogene DNA aus dem Zellkern wird von beiden Elternteilen vererbt. Wie unsere Studie zeigt, liefert sie ein detaillierteres und genaueres Bild der Evolutionsgeschichte einer Art als mitochondriale DNA, die nur mütterlicherseits vererbt wird“, erklärt Prof. Axel Janke, BIK-F und Goethe-Universität. Er leitete die Forschungsgruppe, die 2011 auch das Braunbären-Genom entschlüsselt hat.

Zu einer zeitweiligen Überlappung der Lebensräume von Eisbär und Braunbär könnte durch frühere Klimaschwankungen hervorgerufen worden sein. Die genetischen Daten weisen auch darauf hin, dass es für den Eisbären im Laufe der letzten 600.000 Jahre vielleicht schon ein- oder mehrmals knapp wurde. „Die geringe genetische Variabilität innerhalb der Art zeigt, dass die Bestandsgröße zeitweise stark dezimiert war. Möglicherweise fiel dies mit früheren Warmzeiten zusammen“, so Hailier. Er ergänzt: „Ob der Eisbär auch den derzeitigen Klimawandel überleben wird, ist ungewiss.“ Erstens läuft die globale Erwärmung deutlich schneller ab als jemals zuvor in der Evolutionsgeschichte des Eisbären. Zweitens ist der Einfluss des Menschen auf den Bären heute viel größer, weil er einerseits Eisbären jagt und andererseits Schadstoffe in den Nahrungskreislauf einbringt.

Publikation: Hailer, F. et. al. (2012): Nuclear genomic sequences reveal that polar bears are an old and distinct bear lineage. Science, DOI: 10.1126/science.1216424

Bilder zum Download finden Sie hier.

Bildtexte:
Eisbär-1: Den Eisbären - das Symbol der Arktis – gibt es bereits seit 600.000 Jahren. (Bildrechte: Hansruedi Weyrich/www.weyrichfoto.ch)

Eisbär-2: Das Erbgut zeigt, dass Eisbären schon mehrere Klimaschwankungen hinter sich haben. (Bildrechte: Alan Wilson/www.naturerpicturesonline.com)

Braunbär: Um mehr über die Abstammungsgeschichte des Eisbären zu erfahren, wurde dessen DNA aus dem Zellkern mit dem Erbgut vom Braunbär verglichen. (Bildrechte: Hansruedi Weyrich/www.weyrichfoto.ch)

Informationen: Prof. Axel Janke, LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) und Institut für Ökologie, Evolution und Diversität der Goethe-Universität, Campus Bockenheim, Tel. (069) 7542 1842; axel.janke@senckenberg.de.