Ein internationales Forschungsteam unter der Beteiligung von Biologinnen und Biologen der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und des LOEWE-Schwerpunkts Natur 4.0 hat die Genome aller Pinguinarten untersucht, um mehr als 60 Millionen Jahre Evolutionsgeschichte dieser hoch spezialisierten Seevögel zu rekonstruieren. Pinguine haben eine Reihe von Merkmalen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, einige der extremsten Umgebungen der Erde, darunter die Antarktis und das Südpolarmeer, erfolgreich zu nutzen. Die in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlichte Studie basiert auf den Genomen aller lebenden und kürzlich ausgestorbenen Pinguinarten sowie auf der Morphologie längst ausgestorbener Arten. Die Autorinnen und Autoren kommen zu dem Ergebnis, dass die globale Abkühlung und die großen Meeresströmungen offenbar die Hauptfaktoren für die Evolution und die Ausbreitung der Pinguine in extrem kalten Umgebungen wie den Meeren um die Antarktis waren.

Anzeichen für Populationsveränderungen und Kreuzungen zwischen eng verwandten Pinguinarten, die in ihren Genomen erhalten geblieben sind, deuten darauf hin, dass die Arten – ausgehend von kleineren Refugien – Landmassen im gesamten Südlichen Ozean neu besiedelten, während das globale Klima zwischen Kalt- und Warmzeiten schwankte. Die Autorinnen und Autoren erklären, dass sie die Prozesse, die zur Entstehung oder zum Aussterben einzelner Arten führten, vollständig aufklären konnten. Die Daten ermöglichen es, den detaillierten Evolutionsprozess einzelner Gene und die Genflüsse zwischen den Abstammungslinien aufzudecken. Darunter befanden sich eine Reihe von Genen, die wahrscheinlich die hochspezialisierten Wasseranpassungen der heutigen Pinguine unterstützen – darunter solche, die mit Thermoregulation, Sauerstoffversorgung, Tauchen, Sehvermögen, Ernährung, Immunität und Körpergröße zusammenhängen.

Die Studie lieferte auch einige Ergebnisse, die sich mit einer früheren Veröffentlichung der JLU-Wissenschaftlerin und LOEWE-Natur 4.0-Forscherin Prof. Dr. Petra Quillfeldt decken. Sie fand seinerzeit heraus, dass Pinguine und ihre Schwestergruppe (Albatrosse und Sturmvögel) vergleichsweise niedrige Evolutionsraten unter den Vögeln aufweisen. Offenbar verlangsamt sich die Evolution der Tiere, sobald sie den Lebensraum Wasser nutzen.

Originalpublikation (2022): https://doi.org/10.1038/s41467-022-31508-9 

Publikation von Petra Quillfeldt (2017): https://doi.org/10.1111/mec.14103