AbituraufgabenKoevolution

Häufig genutzte Wirte wie Teichrohrsänger und Wiesenpieper lehnen einen großen Teil fremder Modelleier ab (etwa 50 bis 60 %); bei diesen Wirten ähneln die Kuckuckseier den Wirtseiern stark. Arten, die der Kuckuck nie nutzt, weil ihr Futter für Kuckucksjunge ungeeignet ist, lehnen fremde Eier kaum ab. Auch Rohrsänger aus Gebieten ohne Kuckuck lehnen deutlich weniger ab. Eine Ausnahme bildet die Heckenbraunelle: Sie wird häufig genutzt, lehnt aber fast keine fremden Eier ab, und das Kuckucksei ähnelt ihrem Ei nicht.

In der Kuckuckspopulation, die Teichrohrsänger nutzt, variierten Farbe und Muster der Eier erblich. Teichrohrsänger erkannten stark abweichende Eier und entfernten sie; aus diesen Eiern gingen keine Nachkommen hervor. Weibchen, deren Eier den Wirtseiern ähnlicher waren, hatten daher mehr überlebende Junge. Über viele Generationen nahm der Anteil der Allele für wirtsähnliche Eier zu (Eimimikry). Der Wirt wirkt dabei als Selektionsfaktor; es gibt kein Ziel, sondern nur unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg.

Wo der Kuckuck nicht vorkommt oder eine Art nicht nutzt, bringt das Ablehnen fremder Eier keinen Vorteil. Es kann sogar schaden, etwa wenn ein Vogel irrtümlich eigene Eier entfernt. Die Fähigkeit wird daher dort nicht begünstigt oder geht zurück. Dass nur genutzte Wirte fremde Eier häufig ablehnen, zeigt: Die Abwehr ist unter der Selektion durch den Kuckuck entstanden — der Kuckuck wirkt als Selektionsfaktor für seine Wirte.

Kuckuck und Teichrohrsänger haben gegensätzliche Interessen. Ablehnung fremder Eier beim Wirt begünstigt beim Kuckuck ähnlichere Eier; ähnlichere Eier begünstigen beim Wirt eine genauere Erkennung. Jede Verbesserung der einen Seite verschärft die Selektion auf der anderen — ein Wettrüsten. Die Heckenbraunelle zeigt weder Abwehr noch eine Eiähnlichkeit. Eine mögliche Deutung: Der Kuckuck nutzt diese Art erst seit vergleichsweise kurzer Zeit, das Wettrüsten steht also noch am Anfang. Solange der Wirt keine Eier ablehnt, besteht für den Kuckuck auch kein Selektionsdruck in Richtung ähnlicher Eier.

In den meisten Gebieten hängen Giftigkeit der Molche und Widerstandskraft der Nattern zusammen: Wo die Molche viel TTX enthalten (Gebiet 1), sind die Nattern sehr widerstandsfähig; bei mittlerer Giftigkeit (Gebiet 2) sind sie mittel widerstandsfähig; wo die Molche kaum giftig sind oder fehlen (Gebiete 4 und 5), sind die Nattern kaum widerstandsfähig. Gebiet 3 ist eine Ausnahme: Die Nattern sind deutlich widerstandsfähiger, als es die mäßige Giftigkeit der Molche erfordert. Insgesamt spricht die räumliche Übereinstimmung für wechselseitige Selektion, das Muster ist aber nicht überall gleich stark.

Durch Mutationen im Gen des Natriumkanals entstanden Allele, die für einen Kanal mit veränderter Aminosäuresequenz an der TTX-Bindungsstelle codieren. TTX bindet an diesen Kanal schlechter, Nerven und Muskeln bleiben erregbar. In Gebieten mit giftigen Molchen überlebten Nattern mit solchen Allelen das Fressen der Molche häufiger, erschlossen sich eine zusätzliche Nahrungsquelle und hatten mehr Nachkommen. Über viele Generationen nahm der Anteil dieser Allele zu. Umgekehrt überlebten Molche mit mehr TTX Angriffe widerstandsfähiger Nattern eher — so steigerten sich Giftigkeit und Widerstandskraft wechselseitig.

Widerstandsfähige Nattern kriechen langsamer (M3). Langsamere Nattern erbeuten schlechter andere Beute und entkommen ihren eigenen Feinden seltener. In Gebieten mit giftigen Molchen überwiegt der Nutzen der Widerstandskraft diesen Nachteil. Wo die Molche ungiftig sind oder fehlen, bringt die Widerstandskraft keinen Vorteil, der Nachteil bleibt aber bestehen. Dort haben Nattern ohne Widerstandsallele im Mittel mehr Nachkommen; deren Anteil bleibt hoch oder nimmt zu.

Inhaltlich beschreibt die Aussage ein Wettrüsten zutreffend: Giftigkeit der Molche und Widerstandskraft der Nattern haben sich wechselseitig gesteigert (M1). Auch der letzte Satz trifft einen wahren Kern: Nach der Rote-Königin-Hypothese verändern sich beide Seiten ständig, ohne dass eine dauerhaft einen Vorsprung gewinnt; Gebiet 3 zeigt, dass mal die eine, mal die andere Seite vorn liegen kann. Die Formulierungen „um sich zu wehren“ und „um … fressen zu können“ sind jedoch finale Begründungen: Sie unterstellen Absicht und Ziel. Fachlich richtig ist: Molche mit mehr TTX überlebten Angriffe häufiger, Nattern mit Widerstandsallelen überlebten das Fressen giftiger Molche häufiger — jeweils mit mehr Nachkommen. Die Aussage ist also im Ergebnis vertretbar, in der Begründung aber fachlich falsch und sollte ultimat umformuliert werden.