Warum hat Nemo 3 weiße Streifen? Biologen wiegen

Korallenfische sind für ihre große Vielfalt an Farben und Mustern bekannt, die überraschender sind als die anderen. Beispiele sind der Schmetterlingsfisch (Chelmon rostratus, der ein schwarzes Auge am Körper hat), der blaue Zapfen (Paracanthurus hepatus) und der Picasso-Drückerfisch (Rheincanthus aculeatus), dessen Name mit den Mustern der hellen Farben an den Seiten verbunden ist.

Eines der bekanntesten Beispiele für Korallenfische ist der Clownfisch, der in dem animierten Pixar-Film eine Hauptrolle spielte Findet Nemo Dieser kleine Fisch, der in Symbiose mit der Seeanemone lebt, ist dank seines leuchtend orangen Körpers und der breiten weißen Streifen gut zu erkennen.

Trotz der Beliebtheit und Verbreitung der Korallenfische verstehen wir noch nicht, warum sie so viele verschiedene Farbmuster haben. Genauer gesagt, wie entstehen die Muster und welche Rolle spielen die Farben? Um diese Fragen zu beantworten, entschloss sich ein Forschungsteam des Banyuls-sur-Mer Observatory (Frankreich) und der Universität von Lüttich (Belgien), die Clownfische und ihre Cousins ​​zu untersuchen. Die Studie wurde in der Septemberausgabe 2018 der Zeitschrift veröffentlicht BMC Biologie.

Nemo, Alias Amphiprion ocellaris gehört zu der Clownfish-Gruppe, die etwa 30 Arten umfasst. Ihr Farbmuster zeichnet sich durch eine gelbe, orange, braune oder schwarze Farbe mit vertikalen weißen Streifen aus lichtreflektierenden Zellen aus, die als Iridophoren bezeichnet werden.

Neben anderen physischen Merkmalen unterscheiden sich Clownfish-Arten durch ihre Anzahl vertikaler weißer Streifen. Daher haben einige Arten keine Streifen (Amphiprion Ephippium), einziger (Amphiprion frenatus) oder nur zwei (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, der berühmte Nemo, hat drei Streifen. Was kann den Unterschied in der Anzahl der Banden zwischen diesen Arten erklären?

Zählen wir die Streifen

Um den Mechanismus zu verstehen, der zur Vielfalt der Pigmentmuster führt, haben wir jede Clownfischart nach ihrer Anzahl vertikaler Banden gruppiert. Eine genetische Analyse, die die Evolutionsgeschichte von Clownfischen einbezieht, ergab, dass ihr gemeinsamer Vorfahre drei weiße Bänder hatte und dass Clownfischlinien bei ihrer Diversifizierung nacheinander das Schwanzband, dann das Körperband und schließlich das Kopfband verloren und somit vier mögliche Kombinationen ergeben:

• drei Bänder (Kopf, Körper und Schwanz)
• zwei Bänder (Kopf und Körper)
• eine Band (Kopf allein)
• keine band

Betrachtet man die sich entwickelnden Muster, so ist klar, dass die Vielfalt eingeschränkt ist: Während die vier oben aufgeführten Kombinationen zu sehen sind, erlauben biologische Mechanismen nicht, dass eine Spezies andere hat - zum Beispiel einen einzelnen Streifen am Schwanz.

Und weg gehen sie über den Lauf der Evolution

Um zu verstehen, warum bei Clownfischen einige Streifenkombinationen nicht existieren, haben wir uns die Entwicklung von zwei Arten mit zwei verschiedenen Farbmustern im Erwachsenenalter angesehen. A. ocellaris, die drei Streifen hat, und A. frenatus, der nur einen Streifen auf dem Kopf hat.

Die Streifen in A. ocellaris erscheinen in einer genau definierten Reihenfolge während der Umwandlung von der Larve zum jungen Erwachsenen - zuerst die des Kopfes, dann des Körpers und schließlich des Schwanzes. Das heißt, in umgekehrter Reihenfolge, dass sie für einige Arten im Verlauf der Evolution verschwanden.

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Eine zweite überraschende Bemerkung war das A. frenatus zeigt die gleiche Entwicklung wie A. ocellaris im Larvenstadium mit dem aufeinanderfolgenden Auftreten von drei weißen Bändern vom Kopf bis zum Schwanz, während erwachsene Individuen nur einen haben. Diese Bänder gehen dann in umgekehrter Reihenfolge vom Schwanz zum Kopf zurück.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass der chronologische Verlust der Banden während der Evolution durch die Reihenfolge der Erscheinung der Banden während der Entwicklung eingeschränkt wurde und dass zwischen Phylogenese (Evolutionsgeschichte) und Ontogenese (individuelle Entwicklung) ein enger Zusammenhang besteht. Dies führt zu der Hypothese, dass die Bandenbildung durch einen genauen genetischen Mechanismus kontrolliert wird und von der antero-posterioren Polarität der Fische abhängt. Diese Mechanismen müssen noch entdeckt werden.

Endlich, wofür sind die Streifen?

Um diese Frage zu beantworten, verglichen wir die Vielfalt der weißen Streifenmuster, die in natürlichen Clownfish-Gemeinschaften zu finden sind, mit der Vielfalt der Gemeinschaften, in denen die Vielfalt der weißen Streifenmuster völlig willkürlich verteilt wurde. Durch diese Simulationen konnten wir zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Clownfischarten mit der gleichen Anzahl von Banden in derselben Region sind, sehr selten war.

Verschiedene ökologische Faktoren können diese nicht zufällige Verteilung beeinflussen, und es ist wahrscheinlich, dass sich die Anzahl der weißen Banden Clownfischarten erkennen lässt. Diese Anerkennung ist wesentlich für die soziale Organisation dieser Fische, die zwischen Anemonen leben, in denen mehrere Arten nebeneinander existieren können. Und genau diese Anerkennung ermöglicht es Nemo und seinem Vater, sich am anderen Ende des Ozeans zu finden - ein glückliches Ende für alle.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf Französisch veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von Pauline Salis, Bruno Frederich und Vincent Laudet auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.