Einfach erklärt
Sie sehen aus wie winzige Seepferdchen, gehören aber zu einer eigenen Fischgruppe. Forschende fanden das heraus, als sie 7 alte Museumsexemplare genauer untersuchten – darunter sogar einen Fisch, der versehentlich bei den Wirbellosen abgelegt worden war. Die Tiere wurden seit fast 2 Jahrzehnten nicht mehr gefunden. Das heißt aber nicht, dass sie ausgestorben sind.
Ähnliches Aussehen, andere Verwandtschaft
Auf den ersten Blick könnte man den kleinen Fisch für ein winziges Seepferdchen halten. Er ist kaum länger als ein Daumen und sieht den bekannten Seepferdchen verblüffend ähnlich. Doch eine neue Untersuchung von Museumsstücken aus Australien zeigt: Dieser Eindruck täuscht. Der Fisch und 2 nahe verwandte Arten gehören nicht zur Seepferdchengattung, sondern zu einer eigenen Gattung namens Australyichthys. Die Studie erschien im Journal of Lost Species.
Die Art, die Anlass für die Neubewertung gab, heißt Australyichthys aegis. Ihr englischer Trivialname bedeutet sinngemäß »helmköpfiger Seemottenfisch« und verweist auf einen gewölbten Vorsprung über dem Kopf, der an einen Helm erinnert. Auch der wissenschaftliche Name spielt auf den Aigis-Schild aus der griechischen Mythologie an. Das passt ebenfalls zu dem knöchernen Vorsprung am Kopf. Beide Namen beschreiben Merkmale des Fisches, verraten aber noch nicht, wo er im Stammbaum der Fische tatsächlich steht.
Zur selben Gattung gehören 2 weitere Arten: A. minotaur, der sinngemäß »stierhalsige Seemottenfisch«, und A. paradoxus, der »widersprüchliche Seemottenfisch«. Früher ordnete man alle 3 Arten den Seepferdchen zu, weil ihre äußere Gestalt dafür zu sprechen schien. Ähnlichkeit allein belegt jedoch keine enge Verwandtschaft. Ähnliche Merkmale können sich bei unterschiedlichen Lebewesen unabhängig voneinander entwickeln, wenn sie vergleichbaren Lebensbedingungen oder Herausforderungen ausgesetzt sind.
Die neue Einordnung ist deshalb mehr als eine Namenskorrektur: Die 3 Arten bilden keine Untergruppe innerhalb der Gattung Hippocampus, zu der die echten Seepferdchen gehören. Stattdessen liegen sie auf einem eigenen, nahe verwandten Ast des Stammbaums. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die typische Seepferdchengestalt innerhalb derselben Fischfamilie mehr als einmal entstanden ist. Die Ähnlichkeit bedeutet demnach nicht zwangsläufig, dass die betreffenden Fische von einem jüngeren gemeinsamen Vorfahren mit dieser Gestalt abstammen.
Die entscheidenden Hinweise lagen im Museum
Entdeckt wurde die Gattung nicht bei einem Forschungstauchgang oder durch Beobachtungen in ihrem natürlichen Lebensraum. Alles, was bisher über sie bekannt ist, geht auf gerade einmal 7 Exemplare zurück. Sie gerieten zufällig in Schleppnetze oder in Geräte, die über den Meeresboden gezogen werden. Die Funde wurden über einen Zeitraum von etwa 65 Jahren gesammelt und stammen von Orten, die entlang der australischen Küste mehr als 2500 Kilometer voneinander entfernt liegen. Seit fast 2 Jahrzehnten kam kein neues Exemplar hinzu.
Die Fische werden in Sammlungen australischer Einrichtungen aufbewahrt. Dazu gehören das Australian Museum, Museums Victoria und die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, kurz CSIRO. Das einzige bekannte Exemplar von A. aegis wurde 2006 nahe den Gambier-Inseln geborgen, am Eingang zum Spencer Gulf in Südaustralien. Das eingesetzte Gerät sollte kleine Tiere mit Schalen sammeln, die Brachiopoden heißen – nach Fischen suchte niemand.
Weil die Expedition den wirbellosen Tieren galt, sortierte man den Fisch irrtümlich in die Sammlung der Wirbellosen des South Australian Museum ein. So lag ein Wirbeltier zwischen Fundstücken, bei denen niemand mit einem Fisch gerechnet hätte. Erst bei einer späteren Überprüfung der Museumssammlung fiel seine Bedeutung auf. Die Geschichte zeigt: Wissenschaftliche Entdeckungen beginnen nicht immer mit einer neuen Probe. Manchmal steckt der entscheidende Hinweis schon seit Jahren in einer Schublade – nur unter der falschen Bezeichnung.
Nach dem Fang wurden die Fische konserviert, erhielten aber zunächst wenig Aufmerksamkeit. Das lag zum Teil daran, dass es so wenige Exemplare gibt und niemand die Tiere lebend beobachtet hat. Gerade deshalb ist jedes einzelne Stück außergewöhnlich wertvoll: Es steht für einen winzigen Teil des Wissens über eine ganze Fischgruppe. In solchen Fällen kann man mit dem Material nicht so umgehen, als wäre es Material im Überfluss, das man bedenkenlos zerschneiden oder beschädigen könnte.
3-D-Bilder der Knochen statt einer Präparation
Die Forschenden griffen deshalb auf hochauflösende Computertomografie zurück. Dabei werden mithilfe von Röntgenstrahlen viele aufeinanderfolgende Bilder des Inneren eines Objekts aufgenommen. Die Methode macht selbst sehr kleine Knochen sichtbar. Aus den Aufnahmen erstellte das Team dreidimensionale Modelle der Skelette und verglich deren Knochenanordnung mit der echter Seepferdchen. So ließ sich der innere Aufbau untersuchen, ohne die seltenen Exemplare aufzuschneiden oder zu beschädigen.
Diese Untersuchung war besonders wichtig, weil die früheren Einordnungen vor allem auf äußerlich sichtbaren Merkmalen beruhten. Im Körperinneren finden sich jedoch anatomische Hinweise, die für die Frage nach der Verwandtschaft oft aussagekräftiger sind. Seepferdchen besitzen charakteristische Skelettmerkmale. Dazu gehört eine feste Struktur aus miteinander verwachsenen Knochenplatten, die den Bauchbereich stützt. Außerdem tragen sie auf dem Kopf einen auffälligen Knochenkamm, der als »Coronet« bezeichnet wird.
Auf den CT-Aufnahmen von Australyichthys fehlte der für Seepferdchen typische knöcherne Bauchkasten. Auch der charakteristische Knochenkamm war nicht zu erkennen. Stattdessen zeigte sich eine andere Anordnung der Knochen, die den Bauch stützen – eine Bauweise, die bei Seepferdchen nicht bekannt ist. Dabei geht es nicht um eine kleine Abweichung in der äußeren Form, sondern um den inneren Aufbau, der dabei hilft, 2 Gruppen mit unterschiedlichen Entwicklungsgeschichten auseinanderzuhalten.
Die Aufnahmen machten es möglich, die Skelette Knochen für Knochen zu vergleichen und zugleich die seltenen Exemplare unversehrt zu bewahren. Das unterstreicht den Wert zerstörungsfreier Verfahren bei der Untersuchung von Museumssammlungen. Manchmal ist ein Exemplar das einzige, das von einer ganzen Art bekannt ist. Trotzdem lassen sich durch präzise Bildgebung und digitale Auswertung viele Informationen gewinnen – ohne Gewebe zu entnehmen oder das Tier präparieren zu müssen.
Ein einziges Exemplar lieferte den genetischen Hinweis
Eine genetische Untersuchung war nur bei einem der Fische möglich. Das lag daran, dass das Exemplar von A. aegis in Ethanol aufbewahrt worden war. Die übrigen Fische der Gattung hatte man dagegen in Formalin konserviert. Die Art der Aufbewahrung machte einen entscheidenden Unterschied: Das Ethanol hatte das Erbgut so weit erhalten, dass es sich auslesen ließ. Bei den anderen Exemplaren waren die Voraussetzungen dafür nicht gegeben.
Die Forschenden verglichen die gewonnenen genetischen Daten mit denen anderer Fische. Dabei zeigte sich, dass A. aegis außerhalb der Gruppe der echten Seepferdchen steht, aber deren nächster Verwandter ist. Das genetische Ergebnis stimmte somit mit dem überein, was die Knochenbilder erkennen ließen: Der Fisch ist den Seepferdchen nahe, gehört aber nicht selbst zu ihnen. Wenn Hinweise aus dem Skelett und aus dem Erbgut dasselbe Bild ergeben, ist die Abgrenzung der Gruppen überzeugender, als wenn man sich allein auf ein äußeres Merkmal stützt, das bei nicht nah verwandten Tieren ebenfalls auftreten kann.
Auf Grundlage dieser Ergebnisse brauchten die 3 Arten einen eigenen Gattungsnamen. Australyichthys setzt sich aus einem Wortbestandteil für den Süden und einem für Fisch zusammen – passend zur australischen Heimat der Tiere. Dass die Fische nun nicht mehr zur Seepferdchengattung gezählt werden, bedeutet nicht, dass die Ähnlichkeit nur eingebildet war. Sie sehen Seepferdchen tatsächlich ähnlich. Die Studie zeigt aber, dass diese Ähnlichkeit nicht ausreicht, um sie derselben Gruppe zuzuordnen.
Wenn die Evolution ähnliche Lösungen hervorbringt
Wenn sich ähnliche Merkmale bei verschiedenen Entwicklungslinien unabhängig voneinander herausbilden, sprechen Biologinnen und Biologen von konvergenter Evolution. Dabei können Lebewesen, die nicht eng miteinander verwandt sind, eine ähnliche Gestalt entwickeln – häufig, weil ihre Lebensweise oder die Herausforderungen in ihrer Umwelt vergleichbare Lösungen begünstigen. Das heißt nicht, dass eine Art die andere nachgeahmt hat. Vielmehr kann die Evolution ähnliche Formen mehrfach hervorbringen.
Zur Fischfamilie der Seepferdchen gehören auch Seenadeln, Pfeifenfische und Seedrachen. Man geht davon aus, dass sich die vollständige Kombination der Seepferdchenmerkmale innerhalb dieser Familie mindestens 2-mal entwickelt hat. Dazu zählen der gebogene Kopf, der Greifschwanz und die Bruttasche, in der die Jungtiere getragen werden. Die Fische der Gattung Australyichthys liefern für diese Diskussion ein weiteres wichtiges Beispiel: Sie ähneln Seepferdchen, besitzen aber einige der Knochenmerkmale nicht, die für deren Körperbau typisch sind.
Die Studie allein klärt nicht, wie die Fische zu ihrem seepferdchenähnlichen Aussehen kamen oder welche Umweltbedingungen dabei eine Rolle spielten. Sie zeichnet aber die Verwandtschaftsverhältnisse neu und bietet einen Ausgangspunkt für genauere Fragen dazu, warum ähnliche Körperformen im Laufe der Evolution wiederholt entstehen. Wenn klar ist, dass die Ähnlichkeit in verschiedenen Zweigen des Stammbaums auftrat, lässt sich gezielt untersuchen, ob gemeinsame Lebensbedingungen die Tiere zu ähnlichen Formen geführt haben.
Ein riesiger Lebensraum, über den wir kaum etwas wissen
Die Fundorte liegen am Great Southern Reef, einem zusammenhängenden System aus Kelpwäldern und felsigen Riffen rund um den Süden Australiens. Dort leben Arten, die es anderswo nicht gibt. Zugleich sind die tieferen Bereiche des Riffs nur wenig erforscht. Die bisher bekannten Australyichthys-Exemplare stammen aus Tiefen von etwa 50 bis 125 Metern. In diese Gewässer kommen Sporttaucher bei ihren üblichen Tauchgängen normalerweise nicht.
Bislang gibt es keine dokumentierte Beobachtung eines lebenden Tieres. Alle bekannten Nachweise stammen von Fischen, die versehentlich in einem Netz oder einem Schleppgerät landeten. Anhand der Museumsexemplare allein lässt sich daher nicht sagen, wie sich die Tiere in ihrer Umgebung bewegen oder verhalten. Auch verraten die Sammlungsstücke nicht automatisch, wie weit die Fische verbreitet sind oder wie groß ihre Bestände im Meer sind. Dass die Fundorte mehr als 2500 Kilometer auseinanderliegen, bedeutet nicht, dass die Art überall entlang der Küste vorkommt. Es beschreibt lediglich den Abstand zwischen vereinzelten Fundstellen.
Die Gattung wird zu den »verlorenen Arten« gezählt. Diese Bezeichnung beschreibt, wie wenig über die Tiere bekannt ist und wie selten sie beobachtet wurden – sie bedeutet nicht, dass die Fische ausgestorben sind. Bekannt sind sie nur durch eine kleine Zahl konservierter Exemplare; lebend hat sie bislang niemand gesehen. Außerdem wurde seit fast 2 Jahrzehnten kein neues Exemplar gefunden. Deshalb sollte gezielt nach ihnen gesucht werden – mit Untersuchungen, bei denen der Fisch ausdrücklich im Blick steht, statt darauf zu warten, dass er zufällig in Fanggeräte gerät, die eigentlich für andere Zwecke eingesetzt werden.
Diese Unterscheidung ist gerade in einer Region wichtig, deren tiefere Bereiche kaum erforscht sind. Dass es keine jüngeren Beobachtungen gibt, beweist nicht, dass die Fische verschwunden sind. Möglicherweise wurden schlicht nicht die passenden Gebiete oder Tiefen untersucht. Sollte ein Tier lebend gefunden werden, könnten Forschende sein Aussehen, sein Verhalten und seinen Lebensraum direkt dokumentieren und die Beobachtungen mit den historischen Exemplaren vergleichen, auf denen die heutige Einordnung beruht.
Fazit
Die Untersuchung von 7 konservierten Fischen hat das Verständnis von 3 kleinen Arten verändert, die lange für Seepferdchen gehalten wurden. Hochauflösende Röntgenbilder zeigten, dass ihnen charakteristische Knochenstrukturen der Seepferdchen fehlen und ihr Skelett anders aufgebaut ist. Die Erbgutanalyse, die bei einer Art möglich war, ordnete die Fische einem eigenen Ast des Stammbaums nahe bei den Seepferdchen zu. So wurde die Gattung Australyichthys beschrieben – eine Gruppe, deren Exemplare über mehrere Museen verstreut waren und zum Teil falsch einsortiert wurden.
Es geht dabei nicht bloß um einen neuen wissenschaftlichen Namen. Die Geschichte zeigt, wie sich Wissen aus wenigen Belegen gewinnen lässt und wie ein ähnliches Aussehen die Einordnung täuschen kann, wenn vergleichbare Formen auf verschiedenen Ästen des Lebensbaums entstehen. Zugleich macht der Fund deutlich, wie groß die Wissenslücken über die Tiefen des Great Southern Reef sind: Die Gattung ist durch 7 Exemplare bekannt, die über etwa 65 Jahre an Küstenorten gesammelt wurden, die mehr als 2500 Kilometer voneinander entfernt liegen. Seit fast 2 Jahrzehnten kam kein neues hinzu. »Verloren« heißt hier nicht ausgestorben – doch um die Fische lebend zu finden und mehr über ihr Leben zu erfahren, braucht es gezielte Forschung in einem Lebensraum, von dem bisher nur vereinzelte Spuren bekannt sind.