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«Copy-Paste» eines Gens ermöglichte Stichlingen, Süssgewässer zu besiedeln

3 giugno 2019 | Stephanie Schnydrig

Stichlinge haben es seit der letzten Eiszeit geschafft, vom Meer aus zahlreiche Süssgewässer zu besiedeln. Genanalysen von Forschenden der Eawag, der Universität Bern und vom National Institute of Genetics in Shizuoka (Japan) zeigen nun, dass ihnen dies aufgrund zusätzlicher Genkopien eines Stoffwechsel-Gens gelungen ist.

Das Prinzip der adaptiven Radiation nahm bereits Darwin als wichtigen Prozess in der Evolution an. Es besagt, dass sich Individuen einer Art aus Konkurrenzgründen neue Nischen suchen, wo sich ihre Populationen durch Selektionsdruck an die Umweltbedingungen anpassen. So kann sich eine einzige Ursprungsart in viele Arten mit unterschiedlichen Nischen evolutionär auffächern. Allerdings gelingt es bei weitem nicht allen Arten innerhalb einer Familie sich an neue Umgebungen anzupassen. Ein klassisches Beispiel hierfür findet sich bei Stichlingen.

Der Dreistachlige Stichling lebt vor allem in marinen Gewässern. Im Laufe der Zeit erschloss er auch Süssgewässer und fächerte sich in verschiedene Ökotypen auf. Anders seine Schwesterart, der Japanische Meeresstichling, dem es nie gelang, Süssgewässer zu besiedeln.

Wieso es manche Arten schaffen, sich an stark veränderte Umweltbedingungen anzupassen und andere nicht, ist eine zentrale Frage der Evolutionsbiologie. Und war etwa bei den Stichlingen bisher unbeantwortet. Nun hat ein Team von Biologen der Eawag, der Universität Bern und vom National Institute of Genetics in Shizuoka (Japan) einen Hinweis im Erbgut der Fische entdeckt: Ein Gen namens «Fads2». Dieses Gen wandelt für Organismen unbrauchbare Fettsäuren in wertvolle Fettsäuren um, vor allem in die essentielle Docosyhexaenoicsäure (DHA). Das ist im Süsswasser besonders wichtig, weil dort anders als im Meer die Nahrung der Stichlinge praktisch keine DHA enthält. Deshalb muss ein Enzym, das vom Gen Fads2 kodiert ist, die Säure herstellen. Andernfalls verhungern die Fische im Süsswasser.