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Pferden auf der Spur

Eiszeitlicher Interkontinental-Austausch

Als die Bering-Landbrücke in den Eiszeiten des Pleistozäns trocken fiel, trafen sich die Pferdepopulationen Nordamerikas und Eurasiens und mischten sich. (Illustration: Julius Csotonyi)

Weniger isoliert als gedacht: Die Bering-Landbrücke bildete lange eine Verbindung zwischen den Pferden in Nordamerika, wo sie sich entwickelt hatten, und Eurasien, wo sie schließlich domestiziert wurden. Dies geht aus der Analyse von DNA-Überresten von Pferdefossilien hervor. Die Ergebnisse zeigen somit eine genetische Kontinuität auf, sagen die Wissenschaftler: Es gibt eine Verbindung zwischen den Pferden, die am Ende der letzten Eiszeit in Nordamerika ausstarben, und den Tieren, die später von Europäern in Nordamerika wieder eingeführt wurden.

Die Urahnen unserer heutigen Hauspferde haben sich ursprünglich in Nordamerika entwickelt – das ist bereits lange bekannt. Man geht davon aus, dass sich die sogenannten caballinen Pferde dann vor etwa einer Million Jahren über die eiszeitliche Bering-Landbrücke nach Eurasien ausbreiteten, die wiederholt auch anderen Tierarten als Verbindung gedient hat. Anschließend bildeten die Pferde auf dem neuen Kontinent im Verlauf der Jahrtausende eine Population, die sich zunehmend genetisch von den in Nordamerika verbliebenen Tieren zu unterscheiden begann.

Währen die Eurasier auf Erfolgskurs blieben und ihre Nachfahren schließlich später vom Menschen domestiziert wurden, gerieten die Pferde Amerikas offenbar in Schwierigkeiten: Sie verschwanden dort vor etwa 11.000 Jahren aus bisher ungeklärten Gründen. Im Rahmen der Urgeschichte der Pferde war bisher zudem unklar, inwieweit die beiden Populationen in Eurasien und Nordamerika während ihrer langen Koexistenz im mittleren und späten Pleistozän isoliert gewesen waren: Gab es nach der Erstbesiedelung des Kontinentes im Westen keine weiteren Kontakte oder Wanderungen mehr?

Spurensuche in fossiler DNA

Um Einblicke in die möglichen Verbindungen zu gewinnen, haben sich Wissenschaftler um Alisa Vershinina von der University of California in Santa Cruz nun auf die Spurensuche im Erbgut der Pferde begeben. „Dies ist der erste umfassende Blick auf die Genetik der einstigen Pferdepopulationen auf beiden Kontinenten“, sagt Vershinina. Im Rahmen der Studie haben sie und ihre Kollegen zahlreiche mitochondriale sowie einige nukleare Genome sequenziert und analysiert, die sie aus nordamerikanischen sowie eurasischen Pferdefossilien des Pleistozäns isoliert haben. Indem sie die gewonnenen genetischen Daten mit zuvor veröffentlichten Pferdegenomen verglichen, erstellten die Forscher einen genetischen Stammbaum. Wie sie erklären, zeichneten sich darin anhand der Fundorte und der genetischen Merkmale ab, ob und wann es zu Verbindungen zwischen den Pferdepopulationen gekommen ist.

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Zunächst konnten die Forscher bestätigen, dass sich die eurasischen Pferdepopulationen ursprünglich im Zeitfenster von vor etwa einer Million bis vor 800.000 Jahren von denen in Nordamerika – ihrem angestammten Kontinent – abgespalten haben. In den genetischen Analysen spiegelte sich zudem wider, dass es nach der Auftrennung zu mindestens zwei bidirektionalen Genflüssen in zwei Zeitfenstern vor 875.000 bis 625.000 Jahren sowie vor 200.000 bis 50.000 Jahren gekommen ist. Im Klartext bedeutet das: Die Pferdepopulationen wanderten auf der in diesen Zeiten trockengefallenen Bering-Landbrücke hin und her und mischten sich, was auf beiden Kontinenten Spuren im Erbgut der Tiere hinterließ. „Mit den Daten der mitochondrialen und nuklearen Genome konnten wir nun sehen, dass sich die Pferde nicht nur zwischen den Kontinenten ausbreiteten, sondern sich auch untereinander kreuzten und Gene austauschten“, resümiert Vershinina.

Kontinuität zeichnet sich ab

Im Detail zeigt sich: Im mittleren Pleistozän, kurz nachdem sich die beiden Linien auseinanderentwickelt hatten, verlief die Bewegung hauptsächlich von Osten nach Westen. In der zweiten Kreuzungsperiode im Spätpleistozän gab es Bewegungen in beide Richtungen, aber hauptsächlich von West nach Ost, geht aus den Hinweisen im Erbgut hervor. „Die übliche Ansicht war bisher, dass sich die Pferde in getrennte Arten differenzierten, sobald sie in Asien waren, aber unsere Ergebnisse zeigen nun, dass es eine Kontinuität zwischen den Populationen gab“, sagt Co-Autor Ross MacPhee vom American Museum of Natural History.

In diesen Ergebnissen sehen die Wissenschaftler deshalb auch eine Bedeutung für den Umgang mit den heutigen Wildpferden in den USA, bei denen es sich um Nachfahren der von den Europäern eingeführten Hauspferde handelt. Aufgrund dieses Hintergrunds werden sie von manchen Menschen nicht als Teil der einheimischen Fauna Nordamerikas betrachtet, sondern als eine invasive Spezies. Mit Verweis auf ihre Ergebnisse sprechen sich die Forscher nun gegen diese ablehnende Sichtweise aus: „Pferde gab es lange Zeit in Nordamerika, und sie besetzten hier eine ökologische Nische“, sagt Vershinina. „Sie sind zwar schon vor etwa 11.000 Jahren ausgestorben – aber das ist evolutionär gesehen eine kurze Zeit. Deshalb können die heutigen wilden nordamerikanischen Pferde als wiedereingeführt betrachtet werden, anstatt als invasiv“, so die Ansicht der Wissenschaftlerin.

Quelle: University of California in Santa Cruz, Fachartikel: Molecular Ecology, doi: 10.1111/mec.15977

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