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Wie sind die Echsen übers Meer gekommen?

1.000 Kilometer sind es vom Festland bis zur Insel: Dresdner Forscher finden jetzt eine Erklärung für die große Wasser-Wanderung der Galapagos-Landtiere.

Die nächsten Verwandten der Galapagos-Landleguane leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt.
Die nächsten Verwandten der Galapagos-Landleguane leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt. © Roland Knauer

Von Roland Knauer

Dieser skurrile Drusenkopf bleibt gelassen. Die Begegnung mit Menschen stört ihn nicht, nichts bringt ihn aus der Ruhe. Lässig kaut er ungerührt auf dem stachligen Blatt einer Opuntie herum. Die Riesenschildkröten machen keinen Zentimeter Umweg, wenn Menschen ihnen begegnen. Allenfalls ein neugieriger Blick folgt ihnen aus dem Augenwinkel. Scheu kennen die meisten Tiere auf den Galapagos-Inseln wirklich nicht. Denn Raubtiere, die ihnen gefährlich werden könnten, haben es einfach nicht bis zu diesem Archipel geschafft.

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Es liegt beinahe tausend Kilometer vor der Küste Ecuadors. Allerdings gelten auch die an Land lebenden Wirbeltiere wie die Drusenköpfe, Riesenschildkröten oder auch die Lava-Echsen nicht unbedingt als Bewohner der offenen Weltmeere. Wissenschaftler rätseln daher schon lange darüber, wie sie es geschafft haben, den offenen Pazifik zu überqueren, wenn Landraubtiere wie Jaguare an einer solchen Passage offensichtlich gescheitert sind.

Antworten auf diese Frage liefern jetzt Uwe Fritz, Chef vom Museum für Tierkunde der Senckenberg Naturhistorischen Sammlungen Dresden, und Jason Ali von der University of Hongkong in China. Ihr Beitrag dazu wurde am Mittwochabend im Fachmagazin Biological Journal of the Linnean Society veröffentlicht. Die beiden Forscher stützen sich auf sehr viele Erbgut-Analysen und zusätzlich Studien der geologischen Zusammenhänge, die in den letzten Jahren veröffentlicht wurden.

Die Wissenschaftler treten damit ein wenig in die Fußstapfen von Charles Darwin, der im Jahr 1835 auf den Galapagos-Inseln entscheidende Grundlagen für die von ihm vorgeschlagene Evolutionstheorie fand, mit der Biologen bis heute die natürliche Entstehung der Arten beschreiben: Weitab vom nächsten Festland und von größeren Inseln trennen an seiner engsten Stelle 930 Kilometer offener Pazifik das Archipel von der nächsten größeren Landmasse, der Küste Ecuadors in Südamerika. In dieser isolierten Lage hatten sich offensichtlich aus Tiergruppen, die Charles Darwin bereits aus Ecuador und Peru kannte, verschiedene neue Arten gebildet.

Wo die Evolution ihre Experimente macht

Die Galapagos-Inseln sind also eine Art natürliches Labor, in dem sich anscheinend ohne Einflüsse durch die Tier- und Pflanzenvielfalt auf dem Festland ein ganz eigenes Spektrum von Arten gebildet hat. Seit dem Besuch von Charles Darwin haben ungezählte Wissenschaftsgenerationen die Evolution auf diesem abgelegenen Archipel untersucht. Wann und wie aber die ersten Vorfahren der 42 Arten von Land-Wirbeltieren einst auf das abgelegene Archipel gekommen sind, wurde bisher nicht beantwortet. Dafür gibt es einige gute Gründe. So lässt sich schon die Frage nach dem „wann“ nicht eindeutig beantworten.

Die nächsten Verwandten der Galapagos-Meerechsen leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt.
Die nächsten Verwandten der Galapagos-Meerechsen leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt. © Roland Knauer

Zwar sind die ältesten der Galapagos-Inseln allenfalls vier Millionen Jahre alt. Nur ist das keineswegs das Höchstalter der Evolution der Arten dort, weil die Geschichte des Archipels erheblich älter ist. Seit mindestens 20 Millionen Jahren und vielleicht sogar noch viel länger gibt es dort nämlich einen „Hotspot“, an dem tief aus dem Erdinneren heißes Gestein in die Höhe steigt. Wie ein Schweißbrenner schmilzt sich ein solcher bis zu 200 Kilometer breiter Hotspot durch die feste Erdkruste. An manchen Stellen fließt dann Lava aus dem Meeresboden, und der neu entstandene Unterwasservulkan wächst langsam in die Höhe. Eine neue Insel entsteht. Das geschieht auf dem Galapagos-Archipel seit mindestens 20 Millionen Jahren.

Allerdings haben solche Vulkan-Inseln keineswegs das ewige Leben. Wandert doch die Nazca-Erdplatte langsam weiter, auf der sich das Galapagos-Archipel befindet. Der Hotspot dagegen bleibt an Ort und Stelle. Mit der Zeit verliert der Vulkan so seine Verbindung zum Hotspot. Der Nachschub an Magma bleibt aus, und das Wachstum stoppt. Regenfälle waschen mit der Zeit immer mehr Material vom Krater und von den Hängen ab, schwemmen es nach unten.

An den Küsten nagen die Wellen, der erloschene Vulkan schrumpft. Dabei flacht der Gipfel immer weiter ab, am Ende entsteht aus dem einstigen Kegel eine Ebene. Die Erdplatte ist dann schon längst viel weiter gewandert. Etliche Kilometer vom erloschenen Vulkan entfernt schmilzt sich der Hotspot-Schweißbrenner erneut durch die Erdkruste, ein neuer Vulkan bricht aus, und die Geschichte wiederholt sich. Mit der Zeit entsteht so eine lange Kette von Vulkanen, die Geologen „Hotspot-Spur“ nennen.

Neben den heute sichtbaren Galapagos-Inseln gibt es also noch eine Reihe in den letzten 20 Millionen Jahren erloschener Vulkane, deren Gipfel längst unter den Wellen liegen. Bevor sie einst im Meer versanken, könnten auch dort die Vorfahren der heute auf dem Archipel lebenden Arten gelandet sein. Deren Nachkommen müssten dann von dem versinkenden Heimatvulkan irgendwie zu einer jüngeren Insel weiter gewandert sein.

1.000 Kilometer Wasser von Land zu Land

Diese dynamische Geschichte des Galapagos-Hotspots und ein mögliches Insel-Hopping machen die Suche nach dem Ursprung der dort heute lebenden Arten nicht gerade leicht: Der Dresdner Reptilien-Forscher Uwe Fritz muss so nicht nur die letzten vier, sondern sogar die letzten zwanzig oder mehr Millionen Jahre betrachten, will er die Vorfahren der heutigen Galapagos-Landtiere aufspüren.

Während Paläontologen eine solche Evolutionsgeschichte einst mithilfe von Fossilien zu entschlüsseln versuchten, stützt sich Uwe Fritz heute gern auf Erbgut-Analysen. Diese funktionieren nach einem sehr einfachen Prinzip: „Je stärker sich das Erbgut zweier Arten ähnelt, umso näher sollten sie miteinander verwandt sein“, erklärt Uwe Fritz.

Demnach leben die nächsten Verwandten der auf dem Archipel vorkommenden Gecko-Gruppen gleich gegenüber auf dem Festland Südamerikas in der Region zwischen dem Süden des heutigen Ecuadors und dem Norden Perus. Allerdings scheinen diese Geckos nicht nur einmal, sondern gleich dreimal zum Sprung auf die Inseln angesetzt zu haben. Der jüngste erfolgreiche Versuch startete vor nicht einmal einer Million Jahren.

Davor waren andere Geckos bereits einmal vor gut drei Millionen und ein weiteres Mal vor rund 14 Millionen Jahren angekommen. Und da es beim ältesten erfolgreichen Versuch der Ozeanüberquerung die heutigen Galapagos-Inseln noch gar nicht gab, dürften diese Geckos auf heute längst wieder in den Fluten versunkenen Vulkanen gelandet sein. Ihre Nachfahren kamen dann erst auf den heutigen Inseln an.

© Roland Knauer

Auch die hübschen Lava-Echsen, deren Männchen das andere Geschlecht mit einer feuerroten Brust oder einem in der gleichen Farbe leuchtenden Gesicht bezirzen, sind in zwei voneinander unabhängigen Anläufen von der südamerikanischen Festlandküste auf das Galapagos-Archipel gekommen. Einmal schafften ihre Vorfahren das vor knapp vier und ein weiteres Mal vor ungefähr drei Millionen Jahren. Die nächste Verwandtschaft der Galapagos-Nattern lebt ebenfalls an der Küste des heutigen Peru.

Allerdings trennte sich ihre Entwicklung bereits vor rund sieben Millionen Jahren von der ihrer Verwandten auf dem Festland, sodass auch sie Insel-Hopping betrieben haben müssen. Den direkten Weg auf das Archipel könnten dagegen vor rund vier Millionen und vor knapp einer Million Jahren die beiden heute auf den Galapagosinseln lebenden Nagetier-Gruppen genommen haben, deren Verwandtschaft ebenfalls an der Pazifikküste Südamerikas zu Hause ist.

Bei der jüngst ausgestorbenen Galapagos-Riesenratte musste Uwe Fritz sich allerdings mangels Erbgut-Analysen auf die klassische Paläontologie verlassen. Demnach lebten die Vorfahren dieser Riesenratten am Westhang der Anden und kamen vor vielleicht fünf oder sechs Millionen Jahren im Insel-Sprung-Verfahren in ihre spätere Heimat.

Die nächsten Verwandten der Galapagos-Meerechsen leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt.
Die nächsten Verwandten der Galapagos-Meerechsen leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt. © Roland Knauer

Wie aber konnten die nicht allzu hochseetauglichen Geckos, Eidechsen, Nagetiere und Co. überhaupt über die Weiten des Pazifiks gelangen? „Da könnten schwimmende Inseln eine wichtige Rolle spielen, von denen ich auf dem Rio Magdalena in Kolumbien einige mit eigenen Augen beobachtet habe“, erklärt Uwe Fritz.

Diese Inseln lösen sich zum Beispiel bei heftigen Niederschlägen vom Ufer, treiben dann mit der Strömung flussabwärts und können mit Meeresströmungen bis zu entlegenen Landflächen geschwemmt werden. Manche dieser schwimmenden Inseln sind nach den Beobachtungen von Uwe Fritz um die dreißig Meter lang, einige bringen es sogar auf mehr als hundert Meter. „Auf diesen natürlichen Flößen stehen oft auch Bäume, die mehr als zehn Meter hoch sein können und in deren Kronen ich bereits Trupps von Roten Brüllaffen gesehen habe.“ Allerdings ist die Küste Südamerikas in dieser Region eher trocken.

Sintflutartiger Regen und Meeresströmungen

Alle paar Jahre aber verändert das Phänomen El Niño Strömungen und Klima. Es beschert diesen Gebieten oft sintflutartige Regenfälle. Dadurch aber werden nicht nur mehr Inseln vom Ufer abgerissen und treiben unter Umständen bis aufs Meer hinaus. Die heftigen Regenfälle können die auf diesen Flößen festsitzenden Tiere auch vor dem Verdursten bewahren. Der kühle Humboldt-Meeresstrom kann solche Flöße in rund zwei Monaten von Ecuador bis zu den Galapagos-Inseln treiben.

Eidechsen, Geckos und andere Arten sind relativ hart im Nehmen. Ihre Chancen stehen so ganz gut, lebend die Galapagos-Inseln zu erreichen. Ein Rätsel allerdings geben den Forschern die Galapagos-Riesenschildkröten auf. Deren nächste Verwandte leben heute fernab der Pazifikküste und auf der falschen Seite der Anden im Chaco-Gebiet in Paraguay, Bolivien und Argentinien. „Allerdings wissen wir, dass in Südamerika einst einige heute ausgestorbene Riesenschildkröten lebten, von denen eine Art bis vor rund 12.000 Jahren auch an der Küste des heutigen Ecuador zu Hause war“, erklärt Uwe Fritz.

Gut möglich, dass es sich dabei um die nächsten Verwandten der Galapagos-Schildkröten handelte. Ähnlich könnten natürlich auch die frühen Geckos und die Galapagos-Nattern erst viel später auf das Archipel gekommen sein, als es die molekulare Uhr in ihrem Erbgut anzeigt: Sollten sie die Galapagos-Inseln von der Pazifikküste Südamerikas aus erreicht haben, an der ihre nächste Verwandtschaft später ausgestorben ist, dann tickt die molekulare Uhr mit den Daten einer entfernteren Verwandtschaft und geht dann leider falsch.

Die Vorfahren der Galapagos-Riesenschildkröten scheinen auf direktem Weg im Meer treibend von der südamerikanischen Pazifik-Küste auf die Galapagos-Inseln gekommen zu sein.
Die Vorfahren der Galapagos-Riesenschildkröten scheinen auf direktem Weg im Meer treibend von der südamerikanischen Pazifik-Küste auf die Galapagos-Inseln gekommen zu sein. © Roland Knauer

Riesenschildkröten sind deutlich härter im Nehmen als Geckos, Schlangen und Nagetiere. Sie kommen sehr lange ohne zu fressen und zu trinken aus. Sie können daher sogar auf direktem Weg im Meer treibend über den Pazifik auf die Galapagos-Inseln gekommen sein. Den Beweis liefert eine Aldabra-Riesenschildkröte, die am 14. Dezember 2004 an der Küste Tansanias an Land stapfte. An den Beinen und am Panzer hatten sich bereits viele Seepocken angesiedelt. „Das abgemagerte, aber anscheinend gesunde Tier muss daher einige Monate im Indischen Ozean getrieben sein“, ist sich Uwe Fritz sicher.

Vermutlich war die Riesenschildkröte also vom Aldabra-Atoll mit den Meeresströmungen 740 Kilometer weit ohne Nahrung und Süßwasser bis an die afrikanische Küste geschwemmt worden. Da sollten natürlich auch die 930 Kilometer von Ecuador bis zum Galapagos-Archipel zu schaffen sein.

Vor allem, da eine einzige Schildkröte reichen kann, um eine neue Population zu gründen: „Schildkröten-Weibchen heben oft die Samen mehrerer Männchen auf und befruchten lange nach der Paarung ihre Eier mit diesem Vorrat“, berichtet Uwe Fritz. Später schlüpfen dort dann etliche Mini-Schildkröten aus den Eiern, die verschiedene Väter haben und so auch eine gewisse genetische Vielfalt auf die Insel bringen. Die Grundlage für eine Besiedlung und Inbesitznahme von Neuland. Fest steht: Die Nachfahren all dieser exotischen Landtiere auf Galapagos hatten allesamt seefahrende Vorfahren.

Die nächsten Verwandten der Galapagos-Landleguane leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt.
Die nächsten Verwandten der Galapagos-Landleguane leben auf der Yucatán-Halbinsel, von der über die Strände der Karibik nur ein sehr weiter Weg zu den Galapagos-Inseln führt. © Roland Knauer

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