Die Evolution der Selbstlosigkeit

Erschienen auf science.ORF.at

Ein Team der amerikanischen Universität Harvard rund um den Österreicher Martin Nowak stellt das gängige Entwicklungsmodell der Eusozialität auf den Kopf. Demnach soll die hocheffiziente Gesellschaftsstruktur, in der z.B. Ameisen und Bienen leben, durch natürliche Auslese und nicht durch Verwandtenselektion entstanden sein.

Die Weitergabe von Genen an die Nachkommenschaft gilt als Hauptantrieb für die Evolution. Vereinfacht gesagt: Ein Individuum, das durch seine genetische Ausstattung an eine Situation besonders gut angepasst ist, wird mehr Nachkommen in die Welt setzen, als weniger gut angepasste Artgenossen. So verändert sich die Population langsam aber sicher. Nicht ganz ins ursprüngliche Konzept passt dabei die Entstehung von sogenannten eusozialen Gemeinschaften.

Alles für „das größere Wohl“

Eusozialität ist selten, aber sehr wichtig in der Evolutionsbiologie. Die wenigen eusozialen Arten zählen zu den dominantesten weltweit, sagen Forscher. So zum Beispiel Ameisen. Sie allein machen mehr als die halbe Biomasse aller Insekten auf der ganzen Welt aus.

Ameisen leben in riesigen Kolonien, in denen zwar das einzelne Individuum nicht besonders ins Gewicht fällt, jedoch der ganze Staat quasi als „Superorganismus“ funktioniert. Alles geschieht nur, um das Genom der Königin und die von ihr gelagerten Samen zu reproduzieren.

Die Eusozialität gilt damit als selbstloseste aller sozialen Lebensformen. Wesentliche Merkmale sind: die Formierung von Gruppen, denen unterschiedliche Aufgaben zukommen – manche davon sind völlig von der Reproduktion ausgeschlossen, eine kooperative Brutpflege, gemeinsame Nahrungsbeschaffung und das Zusammenleben mehrerer Generationen in einem Nest.

Gesamtfitnesstheorie in Frage gestellt

Die Wissenschaft ging bisher davon aus, dass Eusozialität durch die sogenannte Verwandtenselektion und die darauf basierende Gesamtfitnesstheorie entstand.

Die Gesamtfitnesstheorie misst sich an der Anzahl der eigenen Gene bzw. der Gene der nächsten Verwandten, die an nachkommende Generationen weitergegeben wird. Das bedeutet: Je näher man verwandt ist, desto eher wird man sich um den Nachwuchs der anderen kümmern.

„Unsere Analyse hat gezeigt, dass die Gesamtfitnesstheorie auf Annahmen basiert, die in der Natur so nicht funktionieren können. Die Gesamtfitnesstheorie ist keine Erweiterung der natürlichen Auslese (Selektion) und wird vor allem nicht benötigt, um die Eusozialität zu erklären“, sagt Martin Nowak, gebürtiger Österreicher und Professor für Mathematik und Biologie auf der Harvard Universität in den USA. Die Selektion repräsentiere einen einfacheren und besseren Ansatz und bietet einen exakten Rahmen um empirische Daten zu interpretieren.

Der lange Weg zur Perfektion

Die Eusozialität gebe es so selten, weil bis zur Endform viele komplizierte Evolutionsschritte durchlaufen werden müssen. Laut der Studie sei sie überhaupt erst zehn bis zwanzig Mal entstanden. Sobald eine Art jedoch in dieser selbstlosen Gesellschaftsform lebt, sei sie äußerst stabil und effizient.

Den Ergebnissen des Forschungsteams zufolge müsse jede Spezies drei Stadien durchmachen, bevor die Evolution zur Eusozialität vollendet sei:

Ein Individuum allein kann nicht eusozial sein, weshalb die Bildung einer Gruppe als Grundvoraussetzung gilt. Spezies schließen sich unter anderem zu Gruppen zusammen, wenn z.B. Schwärme ihren Anführern zu Futterplätzen folgen, oder wenn Familienverbände auch nach dem Auswachsen der Jungtiere zusammenbleiben.

Arbeitsteilung und gemeinsames Nest

Zweitens müssen sich Charaktereigenschaften in der Gruppe entwickeln, welche die Entwicklung der Eusozialität fördern, so zum Beispiel Arbeitsteilung. Der wichtigste Faktor dabei ist der Drang zum Bau eines gemeinsamen Nestes und dessen Verteidigung.

Als letzte Evolutionsphase müssen sich noch Gene bilden, die den Zusammenhalt des Staates stärken. Diese können durch Mutation oder Rekombination, also natürliche Selektion entstehen. Die Grenze zur Eusozialität wird laut Forschern dann überschritten, wenn ein Weibchen mit seiner Nachkommenschaft das Nest nicht mehr verlässt und ein neues aufbaut, sondern im alten verbleibt. Forschern gelang es bereits bei zwei Ameisenarten Gene zu entdecken, welche die Tiere zum Verbleib im eigenen Nest zwingen.

Hat eine Spezies schließlich eusozialen Status erreicht, wird der Verlust der Individuen, die sich nicht vermehren können durch die gewaltige Reproduktionsrate der Königin kompensiert. Manche Ameisenköniginnen können im Schutz ihrer Kolonie über 25 Jahre leben und während dieser Zeit Millionen von Nachkommen zeugen.

Die Studie:

The evolution of eusociality von Martin A. Nowak et al. aus dem Fachmagazin „Nature“.

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