Große Kranichknochen aus europäischen Höhlen galten seit dem 19. Jahrhundert als Reste einer eigenen, ausgestorbenen Vogelart. Eine neue Analyse alter DNA ordnet die untersuchten Stücke stattdessen dem heute lebenden Kranich Grus grus zu. Damit löst sich ein rund 150 Jahre altes Artenrätsel, doch an seine Stelle tritt eine neue Frage: Warum waren manche europäischen Kraniche früher deutlich größer?
Als der französische Naturforscher Alphonse Milne-Edwards im 19. Jahrhundert auffallend kräftige Kranichknochen aus Südfrankreich beschrieb, arbeitete er mit dem wichtigsten Werkzeug seiner Zeit: dem direkten Vergleich von Form und Größe. Die Knochen unterschieden sich so stark von modernen Vergleichsstücken, dass er dafür den Namen Grus primigenia prägte und damit eine eigene, inzwischen ausgestorbene Art annahm. Genau diese Zuordnung hat ein internationales Team um John Stewart von der Bournemouth University nun genetisch überprüft. Die Originalmeldung der Bournemouth University beschreibt einen Befund, der viele Jahrzehnte musealer und paläontologischer Einordnung verändert.
Die Arbeit greift ein Grundproblem der Paläontologie auf: Knochen können äußerlich eindeutig verschieden wirken, obwohl sie genetisch zu derselben Art gehören. Geschlecht, Ernährung, Umweltbedingungen und langfristige Veränderungen der Körpergröße können Maße verschieben, ohne dass daraus automatisch eine neue Spezies entsteht. Alte DNA liefert dafür eine zweite, unabhängige Informationsquelle, sofern genügend Erbgut erhalten blieb. Wie stark solche genetischen Methoden längst auch andere Eiszeitfunde verändern, zeigt die Analyse des unbekannten Yak-Verwandten aus der Denisova-Höhle, der ebenfalls erst durch genetische Daten klarer eingeordnet werden konnte.
Der Ausgangspunkt des Rätsels lag in südfranzösischen Fundstellen, in denen besonders große Beinknochen von Kranichen auftauchten. Milne-Edwards verglich solche Stücke mit lebenden Arten und hielt die Abweichungen für groß genug, um einen eigenständigen fossilen Kranich anzunehmen. Spätere Forscher diskutierten mehrere Alternativen, darunter den Saruskranich Antigone antigone, den Sibirischen Kranich Leucogeranus leucogeranus oder einfach ungewöhnlich kräftige Exemplare des gemeinen Kranichs. Die Debatte blieb offen, weil Knochenmaße allein keine Abstammungslinie sichtbar machen und manche der entscheidenden historischen Stücke für zerstörende Probenahmen zu wertvoll sind.
Gerade der sogenannte Typusfund, an dem der Artname ursprünglich festgemacht wurde, spielt deshalb weiterhin eine besondere Rolle. Er befindet sich im Muséum national d'Histoire naturelle in Paris und wurde für die neue Arbeit nicht angebohrt. Das Team musste seine Schlussfolgerung daher aus anderen, vergleichbaren Funden ableiten. Die Forscher sprechen entsprechend nicht von einem mathematisch endgültigen Beweis für jedes jemals als Grus primigenia etikettierte Fragment, sondern von einer genetisch sehr starken Neubewertung des gesamten Größenproblems.
Untersucht wurden Kranichreste aus Großbritannien, Frankreich, Deutschland und den Balearen, die vom späten Pleistozän bis in jüngere historische Zeiträume reichen. Aus insgesamt 18 geeigneten Knochen gewann das Team alte DNA und verglich die Sequenzen mit heutigen Kranicharten. Sämtliche genetisch bestimmten Stücke fielen in die Linie von Grus grus. Darunter befanden sich sowohl normal große Knochen als auch besonders kräftige Exemplare, die morphologisch früher den Eindruck einer eigenständigen Riesenform erweckt hatten.
Die Methode ähnelt einem genetischen Namensschild, das in stark beschädigten Resten noch Bruchstücke der Abstammung bewahren kann. Bei sehr altem Material liegt die DNA nicht als vollständiges Genom vor, sondern in vielen kurzen Fragmenten, die im Labor extrahiert, sequenziert und statistisch zugeordnet werden. Solche Daten haben in den vergangenen Jahren immer wieder aus unscheinbaren Proben Informationen gewonnen, die allein aus der äußeren Form nicht ablesbar waren. Auf forschung-und-wissen.de zeigte zuletzt auch das Erbgut einer Eiszeitfrau aus Südwesteuropa, wie genetische Spuren alte Annahmen über Populationen verändern können.
Besonders aufschlussreich ist ein Oberschenkelknochen aus dem Fundplatz Le Morin im Südwesten Frankreichs. Genetisch stammt er von einem Weibchen, zugleich übertrifft seine Größe die entsprechenden Vergleichswerte moderner Kraniche. Das passt zu einem übergeordneten Muster der Studie: Sehr große alte Knochen gehörten zwar häufig zu Männchen, doch auch Weibchen erreichten Maße, die heute eher im Bereich moderner Männchen liegen. Der Unterschied zwischen den Geschlechtern blieb also bestehen, während sich die gesamte Größenverteilung offenbar nach unten verschob.
Damit erklärt sich, warum reine Morphologie so leicht zu einer falschen Artgrenze führen konnte. Bei heutigen Kranichen sind Männchen im Durchschnitt größer als Weibchen, und in einer insgesamt kräftigeren historischen Population überlappen beide Geschlechter anders mit modernen Vergleichsreihen. Ein Forscher, der nur einzelne große Knochen vor sich hat, kann daraus eine vermeintliche Trennung konstruieren, obwohl tatsächlich derselbe evolutionäre Stamm dahintersteht. Die neue Studie macht diesen Effekt sichtbar, weil DNA-basierte Geschlechtsbestimmung und klassische Knochenmaße direkt zusammengeführt wurden.
Die zeitliche Verteilung der Funde spricht dafür, dass die Größenabnahme nicht schlagartig am Ende der Eiszeit erfolgte. Noch aus dem angelsächsischen Britannien sind vergleichsweise kräftige Kraniche bekannt, während moderne Populationen kleiner ausfallen. Dadurch verlagert sich die wichtigste offene Frage von der vermeintlichen Ausrottung einer Art zur Veränderung einer überlebenden Art innerhalb des Holozäns. Für Evolutionsbiologen ist das interessanter, als es zunächst klingt, weil eine solche Verschiebung auf Umwelt, Lebensraum oder menschliche Nutzung reagieren kann, ohne dass eine Art verschwindet.
Stewart und seine Kollegen nennen veränderte Feuchtgebiete und menschliche Landnutzung als mögliche Ursachen, behandeln diese Erklärung aber ausdrücklich als Hypothese. Europäische Moore, Sümpfe und Flussauen wurden über lange Zeit entwässert, landwirtschaftlich genutzt oder anders umgestaltet, wodurch sich Nahrung, Brutplätze und Selektionsdruck verändern konnten. Auch Klimaänderungen kommen grundsätzlich als Einfluss infrage. Die vorhandenen Knochenreihen reichen jedoch nicht aus, um eine dieser Ursachen eindeutig zuzuordnen oder den Zeitpunkt der Größenverschiebung fein genug aufzulösen.
Die Konsequenz reicht über Kraniche hinaus, weil zahlreiche fossile Vogelarten historisch anhand weniger Knochen und kleiner Messreihen beschrieben wurden. Wenn Körpergröße innerhalb einer lebenden Art stärker schwanken kann als erwartet, werden alte taxonomische Grenzen unsicher. Das Team schlägt deshalb vor, geeignete Museumsexemplare weiterer Vogelgruppen mit alten DNA-Daten zu prüfen, sofern die Erhaltung und der konservatorische Zustand eine Probenahme zulassen. Gerade Sammlungen, die seit Jahrzehnten weitgehend unverändert in Magazinen liegen, könnten dadurch neue Informationen liefern, ohne neue Fundstellen erschließen zu müssen.
Wie ergiebig selbst unscheinbares Material sein kann, belegen inzwischen auch Umweltproben, in denen Erbgut längst verschwundener Tiere erhalten bleibt. In Kanada konservierten gefrorene Erdhörnchen-Kotkügelchen Mammut-DNA aus der Eiszeit und machten ganze frühere Lebensgemeinschaften genetisch greifbar. Bei den Kranichen liegt der nächste Schritt näher am Museumsschrank: Weitere klar datierte Knochen sollen zeigen, wann die Körpergröße sank und ob sich die Veränderung regional mit Eingriffen in Feuchtgebiete verbinden lässt.
Royal Society Open Science, Ancient DNA study resolves the taxonomic status of the extinct large Palaearctic crane Grus primigenia Milne-Edwards, 1871 (Aves: Gruiformes: Gruidae); doi:10.1098/rsos.260699
Bournemouth University, Study has solved a 150-year-old mystery into the identity of the extinct giant crane
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