Lernen als neue Triebfeder der Evolution

Dezember 2014

Darwins Buch zur Entstehung der Arten muss ab heute um ein Kapitel erweitert werden: den Geist. Denn 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.

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.

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 gebe 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.

Die genauen Forschungsergebnisse können im Journal »Proceedings of the Royal Society B« nachgelesen werden.

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