Wenn sich Tiere ihrer Flügel entledigen

Arbeiterameisen können sich Flügel wachsen lassen, tun es aber nicht. Ameisen- und Termitenköniginnen zerstören ihre Flügel nach der Paarung. Viele Inselvögel entwickeln sich zur Flugunfähigkeit. Kann die Evolution erklären, warum?

Und warum das Meer kochend heiß ist -
Und ob Schweine Flügel haben

- Lewis Carroll, Hinter den Spiegeln -

Das Meer ist nicht kochend heiß, obwohl es das eines Tages (in etwa fünf Milliarden Jahren) sein wird. Und Schweine haben sicherlich keine Flügel, aber es ist eigentlich keine dumme Frage zu fragen, warum es nicht so ist. Es ist eine Art scherzhafte Annäherung an eine allgemeinere Frage: „Wenn dies und jenes so toll ist, warum haben dann nicht alle Tiere dies und jenes? Warum haben nicht alle Tiere, sogar Schweine, Flügel?“

Viele Biologen würden sagen: „Das liegt daran, dass die für die Entwicklung von Flügeln erforderliche genetische Variation für die natürliche Auslese nie zur Verfügung stand. Die richtigen Mutationen sind nicht aufgetreten und konnten vielleicht auch nicht auftreten, weil die Embryologie des Schweins einfach nicht darauf ausgerichtet ist, kleine Fortsätze zu entwickeln, die schließlich zu Flügeln heranwachsen könnten.“ Vielleicht bin ich unter den Biologen ein Exzentriker, weil ich nicht sofort zu dieser Antwort komme. Ich würde eine Kombination der folgenden drei Antworten hinzufügen: „Weil Flügel für sie nicht nützlich wären; weil Flügel in ihrer besonderen Lebensweise ein Handicap darstellen würden; und weil, selbst wenn Flügel für sie nützlich sein könnten, der Nutzen durch die wirtschaftlichen Kosten aufgewogen würde.“ Dass Flügel nicht immer eine gute Sache sind, zeigen die Tiere, deren Vorfahren früher Flügel hatten, die sie aber aufgegeben haben.

Arbeiterameisen haben keine Flügel. Sie laufen überall hin. Nun, vielleicht ist „rennen“ ein besseres Wort. Die Vorfahren der Ameisen waren geflügelte Wespen, also haben die modernen Ameisen im Laufe der Evolution ihre Flügel verloren. Aber so weit müssen wir gar nicht zurückgehen. Nicht einmal annähernd. Die unmittelbaren Eltern der Arbeiterameise, ihre Mutter und ihr Vater, hatten beide Flügel. Jede Arbeiterameise ist ein steriles Weibchen, das mit den Genen einer Königin ausgestattet ist, und ihr würden Flügel wachsen, wenn sie anders aufgezogen würde, wie es bei Königinnen der Fall ist. Das Potenzial für Flügel ist sozusagen in den Genen aller Ameisen aufgespannt, aber bei den Arbeiterinnen bricht es nicht hervor.

Irgendetwas muss mit den Flügeln nicht stimmen, sonst würden die Arbeiterameisen ihre unbestrittene genetische Fähigkeit, Flügel zu entwickeln, nutzen. Die Vor- und Nachteile, die für und gegen Flügel sprechen, müssen recht gut ausbalanciert sein, wenn einem Weibchen manchmal Flügel wachsen und manchmal nicht.

Eine Illustration von Jana Lenzova, die eine Ameisenkönigin zeigt, die ihre Flügel abwirft.

Ameisenköniginnen brauchen ihre Flügel, um ein neues Nest weit entfernt von ihrem ursprünglichen Nest zu gründen. Die Flügel ermöglichen es jungen Königinnen auch, geflügelte Männchen zu treffen, die nicht aus ihrem eigenen Nest stammen. Da Arbeiterinnen sich nicht fortpflanzen, haben sie keines dieser beiden Bedürfnisse. Sie verbringen in der Regel einen Großteil ihrer Zeit unter der Erde und krabbeln durch enge Räume. Vielleicht wären Flügel in den engen Gängen, Stollen und Kammern eines unterirdischen Nestes nur hinderlich. Diese Möglichkeit wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass eine Ameisenkönigin, nachdem sie sich zum einzigen Mal in ihrem Leben gepaart hat und dann zu einem geeigneten Ort geflogen ist, um ihr neues unterirdisches Nest zu gründen, ihre Flügel verliert. Bei einigen Arten beißt sie sie ab, bei anderen reißt sie sie mit den Beinen ab.

Sich die eigenen Flügel abzubeißen ist ein ziemlich drastischer Beleg dafür, dass Flügel nicht immer erwünscht sind. Auf dem Paarungsflug und bei der Suche nach einem neuen Nistplatz haben sie ihren Zweck erfüllt. Überflüssig und wahrscheinlich unter der Erde eine wirkliche Behinderung, werden sie weggeworfen. Oder gefressen.

Freilich verbringen Arbeiterameisen nicht die ganze Zeit unter der Erde. Sie krabbeln umher und suchen nach Nahrung, die sie zum Nest zurückbringen. Selbst wenn die Flügel unter der Erde ein Handicap sind, wäre es dann nicht eine gute Idee, sie zu behalten, damit die Arbeiterinnen wie ihre Wespenvorfahren schnell auf Nahrungssuche gehen können?

Eine Illustration von Jana Lenzova zeigt Ameisen, die zusammenarbeiten, um einen Tausendfüßler zu ziehen.

Nun, Wespen mögen schneller sein als Ameisen, aber bedenken Sie dies: Ameisen schleppen auf der Futtersuche oft große Nahrungsbrocken nach Hause, die schwerer sind als sie selbst: einen ganzen Käfer zum Beispiel. Mit einer solchen Last könnten sie nicht fliegen. Oft arbeiten sie in Teams zusammen, um noch größere Beute zu schleppen. Es wurde sogar schon beobachtet, dass Gruppen von Armeeameisen einen ganzen Skorpion mitschleppen. Während Wespen und Bienen über große Entfernungen nach kleinen Nahrungspaketen suchen, haben sich Ameisen auf Nahrung spezialisiert, die relativ nahe am Wohnort liegt und zu groß sein kann, um sie im Flug zu transportieren.

Auch ohne volle Beladung ist das Fliegen sehr energieaufwendig. Wie wir später sehen werden, sind die Flugmuskeln der Wespen kleine Hubkolbenmotoren, die eine Menge zuckerhaltiges Flugbenzin verbrennen. Das Wachstum der Flügel selbst muss etwas kosten. Alle Gliedmaßen müssen aus Materialien hergestellt werden, die als Nahrung in den Körper gelangen, und vier Flügel für jede der Tausenden von Arbeiterinnen in einem Nest wären nicht billig zu züchten. Sie würden die wirtschaftlichen Ressourcen der Kolonie stark beanspruchen. Wahrscheinlich haben all diese Überlegungen den Ausschlag dafür gegeben, dass den Arbeiterinnen keine Flügel wachsen.

Termiten unterscheiden sich in mancher Hinsicht sehr von Ameisen, in anderer nicht. Als ich ein Kind in Afrika war, nannten wir sie „weiße Ameisen“, aber sie sind keine Ameisen, nicht einmal annähernd. Während Ameisen mit Wespen und Bienen verwandt sind, sind Termiten eher mit Kakerlaken verwandt. In ihrer Evolution haben sie sich unabhängig voneinander von ihren kakerlakenähnlichen Anfängen zu einer ameisenähnlichen Lebensweise entwickelt, so wie die Ameisen sich von ihren wespenähnlichen Anfängen entwickelt haben. Aber es gibt wichtige Unterschiede zwischen den beiden Endresultaten.

Während Arbeiterameisen, Bienen und Wespen immer sterile Weibchen sind, sind Arbeitertermiten sowohl sterile Männchen als auch sterile Weibchen. Sie ähneln jedoch den Ameisen insofern, als die Arbeiterinnen flügellos sind, während die fortpflanzungsfähigen Weibchen und Männchen (Königinnen und Könige) Flügel haben, die sie für den gleichen Zweck wie geflügelte Ameisen verwenden. Und geflügelte Termiten schwärmen in ähnlicher Weise wie Ameisen aus - auf recht spektakuläre Weise zu bestimmten Zeiten des Jahres. Als Kind hatte ich Freunde in Afrika, die, wenn die geflügelten „weißen Ameisen“ schwärmten, sich diese in den Mund steckten - und geröstet waren sie eine lokale Delikatesse.

Wie bei den Ameisen und vermutlich aus denselben Gründen (Termiten halten sich in der Regel sogar noch länger in geschlossenen Räumen auf als Ameisen) legen die Termitenköniginnen nach dem Paarungsflug ihre Flügel ab. Sie verwandeln sich in grotesk geschwollene Gestalten, bei denen schon der Gedanke an Flügel wie ein Scherz erscheint. Der Kopf, der Brustkorb und die Beine sind unverkennbar die eines Insekts, aber der Hinterleib ist ein massiv aufgeblähter, fetter, weißer Sack voller Eier. Die Königin ist eine wandelnde Eierfabrik - eigentlich nicht einmal eine wandelnde, denn sie ist zu dick, um zu laufen. In ihrem langen Leben produziert sie mehr als 100 Millionen Eier.

Links: Eine geflügelte Termitenkönigin. Rechts: Die Termitenkönigin als flügellose Eierfabrik.

Kein Vogel beißt sich die Flügel ab. Es ist schwer vorstellbar. Das einzige annähernd ähnliche Beispiel, das mir bei Wirbeltieren einfällt, ist die Autotomie des Schwanzes. Autotomie kommt aus dem Griechischen und bedeutet, dass der Schwanz oder ein Teil des Schwanzes abgeworfen wird, wenn ein Raubtier ihn gefangen hat. Es ist ein nützlicher Trick, der bei Eidechsen und Amphibien immer wieder unabhängig voneinander auftaucht. Aber nie bei Vögeln. Im Gegensatz zu den Ameisenköniginnen kann kein Vogel seine Flügel autotomisieren.

Im Laufe der Evolution haben jedoch viele Vögel ihre Flügel nach und nach verkleinert oder sogar ganz verloren. Vor allem auf Inseln, wo heute mehr als 60 Vogelarten (und noch viel mehr, wenn man die ausgestorbenen Arten mitzählt) als flugunfähig gelten, darunter Gänse, Enten, Papageien, Falken, Kraniche und mehr als 30 Rallenarten, darunter die winzige Ralle der unzugänglichen Insel Tristan da Cunha.

Warum verlieren Inselvögel im Laufe der Evolution die Fähigkeit zu fliegen? Flugunfähige Vögel sind oft auf Inseln zu finden, die zu abgelegen sind, um von Säugetierräubern oder Konkurrenten erreicht zu werden. Das Fehlen von Säugetieren hat zwei Auswirkungen. Erstens können die Vögel, nachdem sie auf Schwingen angekommen sind, die Lebensweisen übernehmen, die normalerweise von Säugetieren ausgefüllt werden; Lebensweisen, die keine Flügel erfordern. Die Rolle der großen Säugetiere in Neuseeland wurde von den inzwischen ausgestorbenen flugunfähigen Moas übernommen. Kiwis verhalten sich wie mittelgroße Säugetiere. Und die Rolle der kleinen Säugetiere in Neuseeland wird (oder wurde) von einem flugunfähigen Zaunkönig, dem Stephens Island Zaunkönig (kürzlich ausgestorben), und von flugunfähigen Insekten, den Wētās genannten Riesengrillen, ausgefüllt. Sie alle stammen von geflügelten Vorfahren ab.

Zweitens: Da es auf ihrer Insel keine Raubsäugetiere gibt, „entdecken“ die Vögel, dass sie keine Flügel brauchen, um nicht gefressen zu werden. Dies ist vermutlich die Geschichte der Dodos auf Mauritius und verwandter flugunfähiger Vögel auf benachbarten Inseln, die von einer Art fliegender Tauben abstammen.

Ich habe „entdecken“ nicht ohne Grund in Anführungszeichen gesetzt. Offensichtlich haben sich die Vorfahren dieser Tauben, die gerade auf Mauritius oder Rodriguez gelandet waren, nicht umgeschaut und gesagt: „Oh toll, keine Raubtiere, lasst uns alle unsere Flügel schrumpfen.“ In Wirklichkeit waren über viele Generationen hinweg diejenigen Individuen erfolgreicher, die zufällig Gene für etwas kleinere Flügel als der Durchschnitt besaßen. Wahrscheinlich, weil sie sich die biologisch-ökonomischen Kosten sparten, sie wachsen zu lassen. Sie konnten es sich daher leisten, mehr Kinder aufzuziehen, die die etwas kleineren Flügel geerbt haben. Und so schrumpften die Flügel im Laufe der Generationen immer weiter.

Gleichzeitig wurden die Körper der Tauben immer größer. Man könnte dies so sehen, dass die Ressourcen, die durch den Verzicht auf das Wachstum und den Betrieb der Flügel eingespart wurden, auf andere Körperteile umgelenkt werden. Das Fliegen verbraucht viel Energie, und es macht durchaus Sinn, diese Energie in andere Dinge zu investieren, einschließlich der Vergrößerung des Körpers.

Übersetzung: Jörg Elbe

Ein Auszug aus Flights of Fancy: Defying Gravity by Design and Evolution, von Richard Dawkins und der Illustratorin Jana Lenzova, erschienen bei Apollo. Copyright © 2022 von Richard Dawkins & Jana Lenzová.