Afrikas Elefanten verlieren ihre genetische Bewegungsfreiheit

Afrikas Elefanten wurden durch Bewegung geprägt. Über Jahrtausende hinweg durchquerten sie riesige Teile des Kontinents, begegneten weit entfernten Herden und hielten ihre Populationen genetisch widerstandsfähig.

Eine umfangreiche neue Studie zeigt, dass diese frühere Freiheit schwindet – und dass sich die Folgen mancherorts bereits in der DNA der Elefanten abzeichnen.

Ein internationales Forschungsteam untersuchte dafür 232 vollständige Genome von Savannen- und Waldelefanten aus 17 afrikanischen Ländern.

Das Projekt ist bislang die größte Genomstudie zu afrikanischen Elefanten und zugleich die erste kontinentweite Untersuchung in diesem Umfang.

Geschichte der Bewegung

Das Ergebnis zeichnet das Bild stark vernetzter Tiere. Ihre Geschichte bestand nicht aus voneinander abgeschotteten Gruppen, sondern aus Wanderungen über weite Entfernungen und wiederholtem Genfluss zwischen Populationen.

Solange Elefanten große Distanzen zurücklegen und auf andere Herden treffen konnten, wurden Gene über riesige Gebiete hinweg ausgetauscht. Dies trug langfristig dazu bei, genetische Vielfalt und Widerstandsfähigkeit zu bewahren.

„Unsere Studie zeigt, dass Elefanten bis vor Kurzem über riesige Entfernungen hinweg miteinander verbunden waren. Diese Bewegungsfreiheit hat genetische Robustheit geschaffen, weil sich die Populationen vermischt haben“, sagte die leitende Studienautorin Patrícia Pečnerová von der Universität Kopenhagen und der Universität Lund.

„Heute ist das Bild anders. Elefanten leben in einer Welt, in der der verfügbare Raum immer stärker eingeschränkt wird und manche Populationen zunehmend isoliert sind.“

Diese Veränderung geht auf eine bekannte Kombination von Belastungen zurück. Jagd, wachsende menschliche Populationen, Landwirtschaft, Straßen und weitere Infrastruktur haben die Landschaften zerschnitten, die Elefanten früher deutlich freier durchquerten.

Dadurch sind manche Elefantenpopulationen auf dem Kontinent heute voneinander getrennt – mit klaren genetischen Folgen.

Isolation hinterlässt genetische Spuren

Die deutlichsten Beispiele fanden sich im Nordosten Afrikas. In Eritrea und Äthiopien stießen die Forschenden auf kleine, stark isolierte Elefantenpopulationen, die mehr als 400 Kilometer von den nächstgelegenen Herden entfernt leben.

Menschliche Siedlungen und landwirtschaftlich genutzte Flächen schließen diese Elefanten ein. Ihre Genome weisen starke Inzucht, geringe genetische Vielfalt und eine Anhäufung leicht schädlicher Mutationen auf.

Diese Kombination kann die Fähigkeit einer Population schwächen, mit Krankheiten oder Umweltveränderungen umzugehen. Eine kleine, isolierte Gruppe kann zwar eine Zeit lang überleben, wird aber anfälliger.

In Westafrika zeigte sich ein ähnliches, jedoch komplexeres Muster. Auch dort wurden Elefantenpopulationen im Laufe der Zeit kleiner und stärker isoliert, unter anderem wegen dichter Besiedlung und einer langen Geschichte der Elfenbeinjagd.

Savannenelefanten in Westzentralafrika verloren jedoch nicht in demselben Ausmaß genetische Vielfalt wie die Tiere in Eritrea und Äthiopien, obwohl auch sie Inzucht aufwiesen.

Offenbar gelangten durch Hybridisierung Gene von Waldelefanten in diese Populationen, wodurch einige der genetischen Verluste abgemildert wurden.

Dieses Ergebnis fügt sich in eine der überraschenderen Schlussfolgerungen der Studie ein. Zwar ist bekannt, dass sich Savannen- und Waldelefanten an einigen Orten kreuzen, an denen ihre Lebensräume aufeinandertreffen. Die Untersuchung entdeckte jedoch Spuren von Waldelefanten-Vorfahren selbst bei Savannenelefanten, die weit von den heutigen Hybridzonen entfernt leben.

Zwei Arten mit unterschiedlichen Geschichten

Die Studie macht jedoch deutlich, dass Hybridisierung nicht als einfache Lösung für den Naturschutz verklärt werden sollte.

Die Forschenden betonen, dass Waldelefanten und Savannenelefanten über Millionen von Jahren sehr unterschiedliche evolutionäre Wege eingeschlagen haben.

„Durch die Rekonstruktion ihrer Genomgeschichte haben wir festgestellt, dass Savannen- und Waldelefanten in den vergangenen vier Millionen Jahren sehr unterschiedliche Populationsentwicklungen durchliefen, wobei mehr als 85 % der gesamten genetischen Variation der Elefanten auf die Unterschiede zwischen ihnen zurückgehen“, sagte der leitende Studienautor Alfred Roca von der University of Illinois Urbana-Champaign.

„Angesichts dieser Geschichte ist es unwahrscheinlich, dass Genfluss zwischen den Arten vorteilhaft ist, und Hybrid-Elefanten sollten für Umsiedlungen vermieden werden.“

„Unter den Savannenelefantenpopulationen begrenzte die historisch hohe Vernetzung in ihrem Verbreitungsgebiet die regionale Differenzierung. Dennoch gab es zwischen dem südlichen, östlichen und westzentralen Afrika ausreichende genetische Unterschiede, die nahelegen, Umsiedlungen über Regionen hinweg zu vermeiden.“

Diese Vorsicht ist wichtig, weil Umsiedlungen häufig als Instrument des Wildtierschutzes diskutiert werden.

Umsiedlungen von Elefanten sind riskant

Tiere von einem Ort an einen anderen zu bringen, kann gefährdeten Populationen mitunter helfen. Die Studie legt jedoch nahe, dass daraus neue Probleme entstehen können, wenn die tiefreichende genetische Geschichte nicht berücksichtigt wird.

Die Forschenden stellten fest, dass Savannenelefantenpopulationen im südlichen, östlichen und westzentralen Afrika lange genug miteinander verbunden waren, um ausgeprägte regionale Trennungen zu verhindern. Dennoch bildeten sich bedeutsame Unterschiede heraus.

Diese Unterschiede sind groß genug, um Umsiedlungen von Elefanten zwischen Regionen nicht leichtfertig zu behandeln.

Waldelefanten scheinen dagegen eine höhere genetische Vielfalt und weniger potenziell schädliche Mutationen zu besitzen als Savannenelefanten.

Angesichts des starken Rückgangs der Waldelefantenzahlen in den vergangenen Jahren löst dies ihre Krise nicht. Es deutet jedoch darauf hin, dass ihre genetische Gesundheit kurzfristig noch eine gewisse Widerstandsfähigkeit bieten könnte.

Warum Korridore für Elefanten wichtig sind

Die zentrale Botschaft der Studie lautet: Der Schutz von Elefanten darf nicht bei verstreut liegenden Reservaten enden. Ihre genetische Zukunft hängt davon ab, ob sie sich weiterhin durch die Landschaft bewegen können.

Ein Gebiet, in dem dies offenbar noch möglich ist, ist die Kavango-Zambezi Transfrontier Conservation Area im südlichen Afrika – die riesige KAZA-Region, die sich über fünf Länder erstreckt.

Dort bleiben die Elefantenpopulationen genetisch vielfältig, weil sie weiterhin verbunden sind und Gene austauschen können.

„Elefanten sind äußerst intelligente Tiere, die in der Nähe von Menschen leben und sich anpassen können. Doch eine der wichtigsten Kräfte ihrer Evolution besteht darin, dass Gene zwischen Populationen wandern können“, sagte Pečnerová.

„Im südlichen Afrika ermöglicht die Landschaft weiterhin Bewegungen zwischen Schutzgebieten, und dort sehen wir, dass die genetische Gesundheit der Elefanten vergleichsweise intakt bleibt.“

Ohne solche Verbindungen könnten selbst Populationen, die heute sicher erscheinen, im Laufe der Zeit genetisch geschwächt werden.

Weiterreichende Folgen der Studie

Die alten Wege, auf denen Elefanten wandern, einander begegnen und sich vermischen konnten, verschwinden. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte dieser Verlust zu den stillsten, aber schwerwiegendsten Bedrohungen gehören, denen die Tiere ausgesetzt sind.

Studienmitautor Chris Thouless ist Naturschutzdirektor bei Save the Elephants und Direktor des Elephant Crisis Fund.

„Diese Studie erinnert uns daran, dass wir Elefanten nicht verstehen oder schützen können, ohne ihre Geschichte zu kennen, und dass sie sich stets im Wandel befunden haben, insbesondere als Reaktion auf menschliche Einflüsse und den Klimawandel“, sagte Thouless.

„Besonders interessant ist die Feststellung, dass sich jüngere und ältere Hybridisierung zwischen den beiden Arten über einen so großen Teil der Verbreitungsgebiete beider Arten erstreckt.“

„Die Hinweise auf Inzucht in isolierten und dezimierten Savannenelefantenpopulationen sind besorgniserregend, insbesondere weil die Proben, auf denen diese Studie beruht, aus der Zeit vor der jüngsten Phase intensiver Elfenbeinwilderei stammen.“