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Was ist eine "Spezies"? Neue Definition könnte den Artenschutz verändern

Biologen klassifizieren Tiere und Pflanzen so, dass man sie in der Natur erkennen und schützen kann. Ein Haushund beispielsweise gehört zur Familie der Hunde, ist von seiner biologischen Art her ein Wolf und lässt sich als einer Rasse zugehörig bestimmen, zum Beispiel als Dackel oder Dogge. Das Ordnungssystem der Biologen wird allerdings in seinen Unterscheidungen immer komplizierter - und die Probleme dahingehend auch. Zum Beispiel, wenn es um Artenschutz geht.

"Die Entstehung der Arten" nannte Charles Darwin sein 1859 veröffentlichtes Hauptwerk. Doch Darwin stellte rasch fest, wie schwer es ist, Arten exakt zu definieren. Er hielt Artbestimmungen daher für reine Konventionen, mit denen der Mensch das Labyrinth des Lebens für sich sortiert. Viele seiner Nachfolger aber bestanden darauf, dass Arten von der Natur hervorgebracht werden, also real existieren müssen. Die Biologen machten sich daran, Tiere und Pflanzen so zu klassifizieren, dass man sie in der Natur erkennen und schützen kann. Ihre Systeme wurden immer komplizierter - aber die Probleme auch.

Äpfel, Birnen und Primaten

Meerkatzen

Meerkatzen

Das Problem geht weit über Äpfel und Birnen hinaus. Zum Beispiel gibt es heute – angeblich - zweimal so viele Primaten wie noch 1980. Früher hat man bei den Meerkatzenaffen 19 Arten gezählt, dann 25, inzwischen ist von über 30 Meerkatzenarten die Rede. Gerade heute, wo es im Artenschutz darum geht, den Artenbestand exakt zu erfassen und Geld für den Artenschutz zu verteilen, ist das aber kontraproduktiv. Wo liegen die Gründe? Gehen die Wissenschaftler zu lax mit dem Artenbegriff um - oder liegen die Problem in ihm selbst?

"Typologisches Artkonzept". So heißt der älteste wissenschaftliche Ansatz, Arten einzuteilen. Seit dem 18. Jahrhundert suchen Biologen nach typischen Merkmalen von Lebewesen und ordnen sie so einer gemeinsamen Art zu. Solche Merkmale können das Farb- und Punktmuster wie einem Schmetterling sein, aber auch seine Gestalt oder bestimmte Verhaltensweisen. Dieses Artkonzept ist laut Werner Kunz vom Institut für Genetik der Universität Düsseldorf jedoch nicht konsequent durchhaltbar. Es stößt auf starke, deutliche Widersprüche und zwar deswegen, weil alle Arten immer wieder auch Ausnahmen enthalten.

Manche Geier sind eigentlich Störche

Andenkondor

Andenkondor

Wale sehen zwar Fischen sehr ähnlich, sind aber Säugetiere. Ein anderes Beispiel sind die Geier Amerikas, zu denen der Kondor gehört. Sie sehen aus wie typische Geier mit nacktem Hals, sie gehen an Aas, sie kreisen ohne Flügelschlag in der Thermik. Aber heute weiß man mit Sicherheit, dass es überhaupt keine Geier sind, sie gehören verwandtschaftlich stattdessen nah an die Störche.

Evolutionsforscher Darwin

Darwin und die Evolution der Arten

Das zweite große Artkonzept, das kladistische, orientiert sich am Verwandtschaftsgrad der Organismen. Alle Lebewesen, die voneinander abstammen, gehören demnach zu einer Art, zum Beispiel zum Menschen, der einzig lebenden Art der Gattung "Homo". Mit Hilfe von Erbgutanalysen untersucht die Kladistik, wann sich Organismen von ihren Vorfahren abkoppeln und so zu einer neuen Art werden. Das führt zu dem bekannten Stammbaum des Lebens, der sich immer wieder zu neuen Arten verzweigt: zu einem Netzwerk des Lebens.

Wer war zuerst da?

Es kann nützlich sein, nach Verwandtschaftsbeziehungen zu suchen. Allerdings gehen die meisten Wissenschaftler davon aus, dass das gesamte Leben auf der Erde einen einzigen gemeinsamen Vorfahren hatte. Damit wären alle Organismen miteinander verwandt, sodass es willkürlich erscheint, einzelne Arten darüber einzuteilen.
Wegen dieser Probleme des kladistischen Artkonzepts benutzen Forscher heute vor allem das biologische Artkonzept. Zu einer Art gehören demnach alle Lebewesen, die fähig sind, sich untereinander fortzupflanzen und dabei wiederum fortpflanzungsfähigen Nachwuchs zu erzeugen. Die Mitglieder haben dann durch sexuellen Austausch einen einzigen Genpool geschaffen, erklärt der Düsseldorfer Genetiker Werner Kunz.

Igel-Sex

Igel-Sex

Das biologische Artkonzept hat jedoch auch seine Probleme. Es gilt nur für Organismen, die sich sexuell fortpflanzen. Außerdem steht und fällt es mit der Möglichkeit, die Genbausteine von Organismen exakt zu untersuchen. Moderne Gensequenzierer lesen computergestützt die Erbbausteine in einem Organismus aus. Die Biologen nutzen inzwischen zur Artenbestimmung häufig eine Methode namens "Barcoding". Sie kann ausgewählte Genbausteine sehr schnell identifizieren. Ähneln sich einzelne Bausteine mehrerer Organismen stark, zählt man sie zu einer Art – unterscheiden sie sich um einen bestimmten Betrag, kommen sie in verschiedene Töpfe. Wissenschaftler wie Dr. Kerstin Hoef-Emden vom Biologischen Institut der Universität Köln üben aber auch Kritik an diesem Verfahren.

Und dann kam der Maulesel

Generell seien alle Genanalyseverfahren fehleranfällig, betont Kerstin Hoef-Emden. Sie können bestimmte Genbausteine verwechseln oder miteinander verschmelzen, sie können ignorieren, dass unterschiedliche Genabschnitte sich unterschiedlich schnell verändern. Und es kann passieren, dass einfach zu wenige Lebewesen gesammelt und untersucht wurden. Dann entdecken die Sequenzierapparate womöglich größere genetische Lücken innerhalb einer Tier-oder Pflanzengruppe als sie bei allen ihren Vertretern natürlicherweise auftauchen.

Maulesel

Maulesel

Es gibt noch weitere Einwände gegen das biologische Artkonzept. Die Methode schließt viele sich ungeschlechtlich fortpflanzende Lebewesen aus, wie zum Beispiel einzellige Bakterien, Algen oder viele Pflanzen. Außerdem pflanzen sich manche Organismen eben doch über die Artschranken hinweg fort und vermischen sich. Sie bilden Hybride, Artenmischungen. Bekannt ist die künstliche Kreuzung von Esel und Pferd: der Maulesel.

Neuere Studien zeigen, dass in der Natur viel mehr Hybride existieren, als früher angenommen. Es gibt sie vor allem im Pflanzenreich, bei den Bedecktsamern, zu denen Süßgräser, Hülsenfrüchte oder Rosengewächse gehören. Aber auch Schmetterlinge, Vögel, Enten, Wasserflöhe, Muscheln und Schnecken neigen dazu. Selbst Homo Sapiens und der Neandertaler haben nach neuen Erkenntnissen miteinander hybridisiert.
Wenn aber im Labyrinth des Lebens derart häufig Gene untereinander ausgetauscht wurden – ist es dann überhaupt noch möglich, Arten eindeutig einzuteilen?

Arten und Lebensweisen

Es gibt mehr Artenmischungen als bisher angenommen

Entwicklung der Artenmischungen

Martin Plath vom Institut für Ökologie und Evolution der Universität Frankfurt interessiert sich eher dafür, wie Evolution unter verschiedenen ökologischen Bedingungen abläuft. Wann verändern Tieren ihre Fortpflanzungseigenschaften? Denn wenn manche Tierarten sich an unterschiedliche ökologische Nischen angepasst haben, kommt es vor, dass sie sich nicht mehr untereinander fortpflanzen können. Ökologen wie Martin Plath zählen jedoch keine neuen Arten. Sie möchten wissen, wie sich Arten im Wechselspiel mit der Umwelt verändern. Ist dieser Ansatz dem Artenrätsel angemessen?

Nur ein paar Kilometer Luftlinie von Martin Plaths Biozentrum entfernt liegt das Frankfurter Forschungszentrum "Biodiversität und Klima". Auch hier interessiere man sich für die enge Beziehung zwischen Arten und Umwelt, betont Klaus Schwenk von der Universität Koblenz-Landau, der an Projekten des Zentrums mitarbeitet. Man müsse Evolution einfach als komplexes Geschehen Ernst nehmen. Es sei vom Wandel betroffen, ganz gleich ob dieser vom Menschen oder durch die Natur selbst in Gang gesetzt werde. Das ist das Motto, mit dem inzwischen immer mehr Biologen an das Artkonzept herangehen. Sie verstehen Arten von vornherein als Produkt einer Wechselbeziehung mit der Umwelt. Arten sind folglich kein starres, unbedingt endgültig zu definierendes Gebilde mehr, sondern verändern sich wie die Umwelt selbst.

Rote Liste muss überdacht werden

Für Klaus Schwenk wie für viele andere Biologen ist es kein Problem, wenn Arten nicht immer eindeutig voneinander unterscheidbar sind. Die Spezialisten für die Klassifizierung von Lebewesen müssten dann eben herausbekommen, in welchem evolutionären Stadium sich diese befinden. Wie in anderen Forschungslaboren auch arbeiten die Frankfurter Wissenschaftler mit einem integrativen Ansatz. Sie nutzen alle drei Artkonzepte, um Lebewesen einzuteilen: Sie beschreiben ausführlich ihre äußeren Merkmale, untersuchen ihre Verwandtschaftsbeziehungen und analysieren ihr Genom, also ihr Erbgut, unter besonderem Blickwinkel: Wie verändert es sich in seiner Beziehung zur Umwelt? Für Professor Markus Pfenniger vom Forschungszentrum Biodiversität und Klima bedeute das auch: Der Wandel und die Bestimmung von Arten schließen sich gegenseitig nicht völlig aus.

Siebenstern im Hochwald

Europäischer Siebenstern

Im herkömmlichen Artenschutz spielen aber die so genannten Roten Listen immer noch eine Hauptrolle. Sie führen einzelne Pflanzen-, Pilz- oder Tierarten auf, die vom Aussterben bedroht sind. Das sei natürlich keineswegs überflüssig, meinen die Vertreter des neuen Ansatzes. Doch auch Werner Kunz vom Institut für Genetik an der Universität Düsseldorf fordert, das Schutzkonzept auszuweiten. Hin zur Artenvielfalt.

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