Neuseelands Südinsel war einst von dichtem Wald bedeckt, die Bäume brachen wie eine dunkelgrüne Flut um die grasbewachsenen Berggipfel. Nach der Ankunft der Māori-Siedler vor etwa 750 Jahren wurden einige Hügel von den Menschen mit Feuer von ihren Bäumen gerodet, und das Laub ist nicht zurückgekehrt. Für die in diesen Wäldern lebenden Organismen veränderte sich ihr Lebensraum fast über Nacht von geschützten Wäldern zu exponierten, windigen Wiesen.
Seit die Wälder brennen, haben sich auch kleine geflügelte Insekten, die Steinfliegen genannt, verändert, haben Forscher herausgefunden. In einer Art evolutionärer Wende im Laufe von nur wenigen Jahrhunderten haben die oberhalb der Baumgrenze lebenden Steinfliegen die Fähigkeit zu fliegen verloren, was darauf hindeutet, dass vom Menschen verursachte Veränderungen eines Ökosystems, wie die Abholzung, die Körper von . radikal umgestalten können seine Bewohner. Die Entdeckung wurde am Mittwoch in der Fachzeitschrift Biology Letters veröffentlicht.
Charles Darwin bemerkte, dass Insekten auf Inseln eine merkwürdige Tendenz haben, flugunfähig zu sein, vielleicht weil das Fliegen gefährlich ist, wenn man klein ist und der Wind stark ist. In Neuseeland hätten Wissenschaftler auf vielen verschiedenen Bergen flugunfähige Steinfliegen gefunden, sagte Jon Waters, Professor an der University of Otago in Neuseeland und Autor des neuen Papiers. Es war zunächst nicht klar, warum – ob etwas an der Höhe eine flugunfähige Form begünstigte oder ob etwas anderes vor sich ging.
Um die Frage zu beantworten, sammelten er und seine Kollegen an fünf Stellen Steinfliegen, wanderten durch die Wälder auf die kahlen Bergkämme. Sie fingen Insekten, als sie die Hänge hinaufgingen, und zeichneten ihre Standorte auf. Wenn man sich alle Daten ansah, waren sie überrascht, einen sehr klaren Trend zu finden.
„Wir haben festgestellt, dass es diesen erstaunlichen Übergang von geflügelten Populationen zu flugunfähigen Populationen gab, wenn man nach oben geht“, sagte Dr. Waters. „Wo immer wir hinschauten, war diese Korrelation damit verbunden, wo die Bäume aufhörten, nicht mit einer bestimmten Höhe.“
Da der Wechsel an der Baumgrenze statt auf einer bestimmten Höhe stattfand, deutet dies darauf hin, dass die exponierte Lage über den Bäumen die Fluglosigkeit bei Steinfliegen begünstigt hat. Vielleicht macht der Wind auf den Höhen, wie bei Darwins Inselinsekten, das Fliegen zu einer Belastung.
Es ist möglich, dass es an manchen Orten, noch bevor die Wälder brannten, bereits flugunfähige Steinfliegen gab, die nach den Bränden einfach ihr Territorium erweiterten. Eine genetische Analyse der Steinfliegen zeigte, dass sich drei der fünf Populationen, die die Forscher untersuchten, stark von ihren geflügelten Flachlandbrüdern unterschieden, was darauf hindeutet, dass sie sich möglicherweise seit einiger Zeit von selbst entwickelt haben.
Die anderen beiden wiesen jedoch kleinere Unterschiede auf, was darauf hindeutet, dass die Änderung erst kürzlich erfolgte – aktuell genug, um seit der Ankunft der Menschen auf der Insel zu sein.
Die scheinbare Schnelligkeit der Veränderung erinnert an den Fall der gepfefferten Motte, deren Farbe sich von hell zu dunkel verlagerte, als die Luftverschmutzung durch die industrielle Revolution in England die Bäume, auf denen sie lebte, verdunkelte – helle Motten waren natürlich für Raubtiere in ihren veränderte Umgebung. Es dauert nicht Jahrtausende, bis sich Tierpopulationen durch natürliche Selektion verändern, wie diese Fälle zeigen.
„Du gehst in die Bäume und bist plötzlich in einer anderen Population. Es ist fast wie Magie, dass die Evolution in einigen dieser Fälle und in einem kurzen Zeitrahmen über eine kurze Distanz so klar und effektiv zu funktionieren scheint“, sagte Dr. Waters.
Jetzt untersuchen die Forscher die Genetik der Steinfliegen, um zu verstehen, was sich ändert, wenn die Insekten die Flugfähigkeit verlieren. Die Details können zeigen, ob die scheinbare Flexibilität der Steinfliegen auf neue Mutationen zurückzuführen ist oder ob ihre Fluglosigkeit auf Variationen beruht, die bereits in ihren angestammten Populationen existierten und nur auf den richtigen Moment warteten.