Eine invasive Vogelpopulation in Hawaii bietet ein Fenster in die genetische Drift – evolutionäre Veränderungen, die typischerweise über Jahrtausende beobachtet werden.
Das Verständnis der genetischen Drift oder der zufälligen Mutation von Genen im Laufe der Zeit ist von entscheidender Bedeutung für die Erhaltung vom Aussterben bedrohter Arten mit kleinen Populationen, wie dem hawaiianischen Honeycreeper, dem I’iwi (Vestiaria coccinea).
Die einheimischen Vögel Hawaiis erleben aufgrund einer Kombination aus Lebensraumverlust, eingeschleppten Raubtieren, Klimawandel und Krankheiten wie Vogelmalaria eine der schlimmsten Aussterberaten der Welt.
Wenn eine ganze Vogelfauna bedroht ist, neigen Forscher dazu, sich auf gefährdete einheimische Arten zu konzentrieren.
Aber ein Vogelökologe, Jeffrey Foster, von der Northern Arizona University in den USA, erkannte, dass die kürzliche Einführung eines kleinen Singvogels in Hawaii eine einzigartige Gelegenheit bot, genetische Veränderungen in relativ kurzer Zeit zu untersuchen, als die Vögel Hawaii von Insel zu Insel besiedelten.
„Japanische Buschsänger kamen zum ersten Mal auf Big Island an, als ich dort in den 1990er Jahren lebte“, sagt Foster. „Die Idee, dass man diese Invasion im Gange studieren könnte, hat mich total umgehauen.“
Der Buschsänger wurde 1929 auf der großen Insel Oahu eingeführt und besiedelte dann Mitte der 1990er Jahre kleinere, äußere Inseln. Foster und seine Kollegen von maßen Veränderungen der genetischen Vielfalt bei den Buschsängern, indem sie Blut- und Muskelproben von 147 Vögeln verglichen, die zwischen 2003 und 2005 auf fünf Inseln lebten.
Die populationsgenetische Theorie sagt voraus, dass genetische Drift in kleinen Populationen letztendlich zu einem Verlust der Vielfalt führt. Fosters Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Auk: Ornithologische Fortschritte ergaben, dass die genetische Vielfalt der eingeführten Buschsänger dieser Vorhersage folgte. Der genetische Reichtum, gemessen durch das Vorhandensein von Genvarianten, die als Allele bekannt sind, war zum Zeitpunkt der Einführung am höchsten, wo es mehr lebende Vögel gab, und am niedrigsten auf den am weitesten von Oahu entfernten Inseln, die kleinere Populationen hatten.
Es gab jedoch einige Variationen dieses Musters. Die Vögel auf einer Insel, Kauai, hatten fast die gleiche genetische Vielfalt wie ihre vermutete Quelle, was darauf hindeuten könnte, dass mehrere Individuen sie kolonisierten.
Der Befund veranschaulichte auch eines der Hauptergebnisse der genetischen Drift.
„Die Vögel auf Kauai, der Insel westlich von Oahu, scheinen ausgeprägter zu sein als die Vögel auf den Inseln östlich von Oahu“, sagt Foster, „was darauf hindeutet, dass die Vögel auf den jeweiligen Inseln im Laufe der Zeit genetisch weiter voneinander abweichen können.“
Silberaugen (aus der Gattung Zosterops ) sind eine häufig verwendete Art, um genetische Diversitätsveränderungen in einer Population zu untersuchen, wenn Inseln besiedelt werden, und die Vorhersagen der Gentheorie zu testen. Silberaugen bewegen sich in Herden, und so bestehen die Gründungspopulationen auf abgelegenen Inseln aus zahlreichen Individuen mit ihrer eigenen genetischen Vielfalt.
Im Gegensatz dazu ist der japanische Buschsänger ein Einzelgänger, so dass der Besiedlungsprozess auf Inseln nur aus wenigen Individuen gleichzeitig besteht. Die Untersuchung von Buschgrasmücken ermöglicht es den Forschern, einen Einblick in den Prozess der genetischen Drift zu erhalten, der in kleineren Populationen auftritt.
Foster sagt, dass die Art nur ein Beispiel für die Besiedlung zwischen den Inseln durch eingeführte Vögel auf den Hawaii-Inseln ist, und schlägt vor, dass dieses Studiensystem als Modell für die zeitgenössische Evolution dienen kann.