Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat den evolutionären Stammbaum für eine der auffallendsten und am stärksten gefährdeten Vogelfamilien der Welt, die hawaiianischen Honigkriecher, bestimmt.

Mit Hilfe eines der größten DNA-Datensätze für eine Gruppe von Vögeln und unter Verwendung von Sequenzierungsmethoden der nächsten Generation hat das Team, zu dem auch Professor Michi Hofreiter von der Universität York gehört, die Arten von Finken bestimmt, aus denen sich die Familie der Honigkriecher ursprünglich entwickelt hat, und den Zeitpunkt dieser raschen Evolution mit der Entstehung der vier hawaiianischen Hauptinseln in Verbindung gebracht.

An den Forschungen, die am 8. November in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht werden, waren auch Wissenschaftler der Smithsonian Institution und des Earlham College in den USA sowie des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig beteiligt.

Es gab einst mehr als 50 Arten dieser farbenfrohen Singvögel, die so vielfältig waren, dass es historisch gesehen unklar war, ob sie alle zu ein und derselben Gruppe gehörten.

Professor Hofreiter vom Fachbereich Biologie der Universität York sagte: „Honigkriecher sind wahrscheinlich das eindrucksvollste Beispiel für eine Anpassungsadiation bei Wirbeltieren, die zu einer Reihe von Schnabelformen geführt hat, die unter Vögeln einzigartig sind. In unserer Studie sind wir zum ersten Mal in der Lage, die Beziehungen zwischen den Arten innerhalb dieser Gruppe zu klären und so die Evolution zu verstehen.“

HeatherLerner, Assistenzprofessorin für Biologie am Earlham College, fügte hinzu: „Einige fressen Samen, einige Früchte, einige Schnecken, einige Nektar. Einige haben die Schnäbel von Papageien, andere von Grasmücken, wieder andere sind finkenähnlich und wieder andere haben gerade, dünne Schnäbel. Die Frage, mit der wir begannen, lautete also: Wie hat sich diese unglaubliche Vielfalt im Laufe der Zeit entwickelt?“

Die Antwort ist einzigartig für die hawaiianischen Inseln, die Teil eines Fließbandes der Inselbildung aufgrund vulkanischer Aktivität sind, wobei neue Inseln auftauchen, wenn sich das Fließband nach Nordwesten bewegt. Jede Insel, die sich bildet, ist ein unbeschriebenes Blatt für die Evolution. Wenn also eine Bienenfresserart von einer Insel auf eine neue wandert, treffen diese Vögel auf neue Lebensräume und ökologische Nischen, die sie dazu veranlassen können, sich anzupassen und sich in verschiedene Arten zu verzweigen. Die Forscher untersuchten die Entwicklung der hawaiianischen Honigkriecher nach der Entstehung von Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui und Hawaii. Der größte Evolutionsschub in neue Arten, eine so genannte Radiation, fand zwischen 4 Millionen und 2,5 Millionen Jahren statt, nachdem sich Kauaii-Niihua Oahu gebildet hatte, aber bevor die beiden anderen großen Inseln existierten, und führte zur Entwicklung von sechs der zehn verschiedenen Arten.

Ko-Autorin Helen James, Forschungszoologin am Smithsonian National Museum of Natural History: „Diese Strahlung ist einer der naturwissenschaftlichen Schätze, die der Archipel mitten im Pazifik bietet. Es war faszinierend, ein biologisches System mit einer geologischen Formation in Verbindung zu bringen, und ermöglichte es uns, als erste ein vollständiges Bild der Anpassungsgeschichte dieser Vögel zu zeichnen.“

Anhand der genetischen Daten von 28 Vogelarten, die den Honigkriechern morphologisch, genetisch oder geografisch ähnlich zu sein schienen, stellten die Forscher fest, dass sich die verschiedenen Honigkriecherarten aus eurasischen Gimpeln entwickelten. Im Gegensatz zu den meisten anderen Vogelarten, die aus Nordamerika stammten und die Hawaii-Inseln besiedelten, stammte der Gimpel wahrscheinlich aus Asien, fanden die Wissenschaftler heraus.

Rob Fleischer, Leiter des SmithsonianConservation Biology Institute’s Center for Conservation and EvolutionaryGenetics sagte: „Es gibt die Vorstellung, dass es keine Arten mehr gibt, die tatsächlich auf Hawaii heimisch sind, aber das sind wirklich heimische Vögel, die wissenschaftlich wertvoll sind und eine wichtige und einzigartige ökologische Funktion haben. Ich bin begeistert, dass wir endlich über genügend DNA-Sequenzen und die notwendige Technologie verfügen, um als erste diesen genauen und zuverlässigen Stammbaum zu erstellen.“

Die Vielfalt der hawaiianischen Honigkrebse hat stark gelitten, mehr als die Hälfte der 56 bekannten Arten ist bereits ausgestorben. Die Forscher konzentrierten sich auf die 18 überlebenden Arten, von denen jedoch sechs von der International Union for Conservation of Nature als stark gefährdet, vier als gefährdet und fünf als gefährdet eingestuft werden.

ProfessorHofreiter sagte: „Es ist eine Tragödie, dass die meisten Arten dieser einzigartigen Vogelgruppe, eines der besten Beispiele für die Kraft der natürlichen Auslese, die wir auf der Erde haben, ausgestorben sind oder am Rande des Aussterbens stehen. Wir haben noch Zeit, Maßnahmen zu ergreifen, um die verbliebene Vielfalt zu erhalten.“

Der nächste Schritt in der Forschung besteht darin, anhand von Museumsexemplaren und subfossilen Knochen zu bestimmen, wo die ausgestorbenen Arten in den evolutionären Stammbaum oder die Phylogenie passen, um zu sehen, ob die neuen Abstammungslinien in das Gesamtmuster passen, das in der aktuellen Studie gefunden wurde. Für die DNA-Analyse in der aktuellen Studie wurden spezielle Protokolle verwendet, die von Professor Hofreiter und seinen Kollegen am Max-Planck-Institut entwickelt wurden.

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Weitere Informationen

• Das Paper ‚Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers‘ wird am 8. November in Current Biology veröffentlicht. Eine PDF-Version des Artikels wird um 17.00 Uhr britischer Zeit auf den Medienseiten von Current Biology online verfügbar sein.
• Autoren der Studie vom Smithsonian Conservation Biology Institute sind Lerner (jetzt am Earlham College) und Fleischer. Weitere Autoren sind James vom Smithsonian’s National Museum of Natural History sowie Michi Hofreiter von der University of York und Matthias Meyer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. Die Arbeit wurde von der National Science Foundation
• Mehr über das Department of Biology der University of York www.york.ac.uk/biology/
• Das Hauptbild zeigt einen jungen Laysan-Fink (Mitte), und im Uhrzeigersinn von oben: Hawaii akepa, Maui Papageienschnabel, poouli, iiwi, Maui alauahio, und akiapolaau. Kunstwerk © H. Douglas Pratt.