Tierökologe der Universität Hohenheim beschreibt Lernen als neue Triebfeder der Evolution

Prof. Dr. Johannes Steidle, Tierökologe der Universität Hohenheim, hat der Artenentstehung einen neuen Faktor hinzugefügt: das kindliche Lernen. Dabei stützt er sich auf seine Forschung an Lagererzwespen.

Kooperationspartner des Projektes sind das Staatliche Museum für Naturkunde und das Naturhistorische Museum der Bürgergemeinde Bern. Ihr wissenschaftlicher Fachartikel wird heute im Journal „Proceedings of the Royal Society B“ veröffentlicht.

Durchlöcherte Paniermehlpackungen und Hundekuchen liegen auf dem Tisch. Im Wärmeschrank daneben stapeln sich Einmachgläser mit löchrigen Weizenkörnern. Und auf dem Bildschirm des Computers ist die Makroaufnahme einer Lagererzwespe zu sehen. Ihr Stachel bohrt sich durch die Kornhülle direkt in die Larve eines Kornkäfers, paralysiert sie.

Erst, als sich die Larve nicht mehr rührt, gleitet ein Ei der Wespe den Stachel hinab. Daraus wird eine Wespenlarve schlüpfen, die die Käferlarve in den nächsten Tagen komplett verzehrt.

Vom Schädlingsbekämpfer zum Evolutionserklärer

Eigentlich forscht Prof. Dr. Johannes Steidle, Leiter des Fachgebiets für Tierökologie der Universität Hohenheim, an neuen Methoden zur biologischen Schädlingsbekämpfung. Die kleinen, kaum 2 mm großen Lagererzwespen sollen ganze Speicher voll Korn retten, die von Kornkäfern befallen wurden.

Die Forschung an der biologischen Schädlingsbekämpfungsfront geht zwar weiter, doch der Tierökologe hat durch seine Wespen, den Hundekuchen und die Wärmeschränke voller Wespenlarven ein weiteres Geheimnis der Evolution entschlüsselt.

Isolation schafft neue Arten

Nach der gültigen Lehrmeinung entstehen neue Arten, wenn Pflanzen oder Tiere einer Art getrennt werden. Ein Mechanismus ist die sogenannte geografische Isolation, bei der sich Populationen einer ursprünglich gleichen Art z.B. auf zwei verschiedenen Inseln mit unterschiedlichen Bedingungen ansiedeln und künftig keinen genetischen Austausch mehr haben.

Ein anderer Mechanismus ist die ökologische Isolation, die viel kleinräumiger sein kann. So können sich auf einer einzigen Wiese zwei getrennte Arten entwickeln, wenn sie getrennte ökologische Nischen besetzen – z.B. Insekten, die verschiedene Futterpflanzen besiedeln.

Kindliches Lernen spaltet Lagererzwespen in zwei Arten

Genau solch einen Effekt von zwei verschiedenen, voneinander getrennten ökologischen Lebensräumen konnte Prof. Dr. Steidle bei der Lagererzwespe feststellen: „Wir haben nicht nur beobachtet, dass es bei der Lagererzwespe eine Gruppe gibt, die sich auf Kornkäfer spezialisiert hat, während die andere den Brotkäfer als Wirt bevorzugt. Eine Genanalyse hat auch gezeigt, dass es sich tatsächlich um zwei verschiedene Arten mit verschiedenen Chromosomen handelt.“

Ursprünglich muss es sich einmal um eine Art gehandelt haben. „Wir fanden heraus, dass die Ursache für die Aufspaltung in zwei Arten vermutlich in einem Effekt liegt, den man als kindliches Lernen bezeichnen kann“, so Prof. Dr. Steidle.

Spezialisierung auf einen bestimmten Wirt trennt Wespen

Der Wissenschaftler der Universität Hohenheim fand heraus, dass Lagererzwespen eine bestimmte Käferart für ihre Ernährung bevorzugen – und dass sie diese Nahrungsvorliebe an ihre Nachkommenschaft weitergeben.

„Die erwachsene Wespe legt ihre Eier auf eine bestimmte Käferlarve. Sobald die Wespenlarve schlüpft, ernährt sie sich bis zur Verpuppung von diesem Wirt und wird so von Anfang an auf dessen Geruch geprägt. Als erwachsene Wespe bevorzugen sie die gleiche Käferart, um Blut zu saugen. Und auch ihre Eier legen sie später wieder bei dem Käfer ab, der ihnen schon als Larve geschmeckt hat.“

Ein ähnliches kindliches Lernen gäbe es auch beim Menschen, erklärt Prof. Dr. Steidle – und nennt ein Beispiel: „Alle Australier sind verrückt nach Vegemite, einen konzentrierten Hefeextrakt, den die restliche Welt einfach widerlich findet. Doch meine australischen Kollegen lieben Vegemite, weil sie damit aufgewachsen sind. Also geben sie es an ihre Kinder weiter, die es ebenfalls lieben lernen.“

Aufspaltung könnte ein Zufall gewesen sein

Dass sich die ursprüngliche Lagererzwespe zu zwei unterschiedlichen Arten entwickelt hat, ist wohl ein Zufall gewesen, vermutet Steidle: „Wir glauben, dass der Brotkäfer der Ursprungswirt der Lagererzwespe war. Irgendwann gab es innerhalb der Art Lagererzwespe einen Evolutionssprung, während dessen einige Tiere die Fähigkeit zum kindlichen Lernen ausbildeten.“

Dann – durch Zufall oder aus einer Notlage heraus – verirrte sich ein Weibchen auf einen Kornkäfer. Und blieb ihm als ihren Futterwirt treu. Ihre Nachkommen wiederum hatten die Veranlagung zum Lernen in sich und gaben diese ebenso an ihre Nachkommen weiter.

Kindliches Lernen erklärt große Artenvielfalt bei Insekten

„Wir wissen, dass die Fähigkeit zum kindlichen Lernen unter Insekten weit verbreitet ist“, erklärt Prof. Dr. Steidle. Dieser Mechanismus könnte also eine Erklärung für die besonders große Artenvielfalt von Insekten sein.

„Mit über 1 Millionen Arten machen Insekten rund 80 Prozent aller Tierarten aus. Vermutlich gibt es sogar noch einige Millionen Arten mehr, die wir noch nicht entdeckt haben.“

Die genauen Forschungsergebnisse können im Journal „Proceedings of the Royal Society B“ nachgelesen werden.

Quelle: C. Schmid/Klebs