Das Geheimnis der Genetik des größten Raubtiers der Ozeane, das sich herkömmlichen Erklärungen entzieht, ist gelüftet

Die Gene des Weißen Hais lassen sich hartnäckig nicht in das wissenschaftliche Verständnis der Populationsgenetik einordnen, was die Erforschung der Art zu einem einzigen großen Mysterium macht. Seit Wissenschaftler vor über zwei Jahrzehnten mit der Entschlüsselung seines Genoms begannen, haben die gewonnenen Daten die Fragen nicht nur geklärt, sondern vervielfacht.

Es stellt sich heraus, dass der Weiße Hai keine einzelne globale Art mit einheitlicher Genetik ist, sondern in mindestens drei große genetische Gruppen unterteilt ist. Diese stammen wahrscheinlich von einer gemeinsamen Population ab, die vor etwa 10.000 Jahren existierte, bis zum Ende der letzten Eiszeit, als abrupte Klimaänderungen zu einem Rückgang der Population und einer Neuverteilung der Lebensräume führten. Eine der modernen Gruppen konzentriert sich auf den Nordpazifik, eine andere auf den Südpazifik und den Indischen Ozean, und die dritte vereint Populationen des Nordatlantiks und des Mittelmeers. Es scheint, dass evolutionäre Modelle und klassische Mechanismen wie Philopatrie, Migration und genetische Drift diese Struktur erklären sollten, doch die Forscher geraten hartnäckig in eine Sackgasse: Die Daten passen nicht zu den erwarteten Szenarien.

Das Hauptparadoxon besteht darin, dass die Kern-DNA von Haien aus verschiedenen Regionen im Allgemeinen homogen ist, während die mitochondriale DNA (mtDNA) auffällige Unterschiede aufweist.

Zur Klarstellung: Die von beiden Elternteilen vererbten genetischen Informationen aus dem Zellkern liefern ein Bild der familiären Beziehungen und des gesamten genetischen Hintergrunds. Die mitochondriale DNA hingegen, die vermutlich hauptsächlich über die weibliche Linie vererbt wird, dient als praktischer Marker für die mütterliche Linie und hilft Wissenschaftlern in der Regel bei der Rekonstruktion von Migrationsrouten und Populationsgrenzen.

In der Praxis erwies sich dieser Ansatz bei Weißen Haien als nutzlos: Selbst bei der Analyse eines der umfangreichsten Datensätze, einschließlich der Sequenzierung von über hundert Individuen aus aller Welt, gelang es den Forschern nicht, ein schlüssiges Bild zu erhalten. Zuvor wurde vermutet, dass die Streuung der mtDNA auf das Phänomen der weiblichen Philopatrie zurückzuführen sei – die Tendenz der Weibchen, zum Laichen und Aufziehen ihrer Jungen an ihre Geburtsorte zurückzukehren. Beobachtungen zeigen tatsächlich, dass Weibchen, obwohl sie große Entfernungen zurücklegen können, häufiger in bestimmte Gebiete zurückkehren, um sich fortzupflanzen, während Männchen einen eher nomadischen Lebensstil pflegen. Doch als die Wissenschaftler diese Hypothese in der Praxis testeten, zerstörten die Ergebnisse das Bild: Die Kerndaten enthielten nicht das erwartete Signal, das eine Einschränkung des genetischen Austauschs zwischen Populationen aufgrund der strikten weiblichen Philopatrie zeigen würde. Wenn nur wenige Weibchen von Generation zu Generation maßgeblich zu lokalen Populationen beigetragen hätten, würde sich dies zumindest teilweise in der Kerngenetik widerspiegeln, doch ein solches Muster wurde nicht gefunden.

Die Wissenschaftler vermuteten sogar, dass Ungleichgewichte im Geschlechterverhältnis eine Rolle spielen könnten oder dass nur wenige Weibchen zum genetischen Erbe beitragen, doch dies erklärte das Muster nicht. Eine der letzten verbleibenden Hypothesen ist die Wirkung eines alternativen Evolutionsmechanismus, der bisher nicht in die Standardmodelle der Populationsgenetik aufgenommen wurde. Die Autoren der Studie betonen, dass die einzige bekannte Erklärung, die noch in Betracht gezogen werden könnte, eine Selektion ist, die speziell auf die mitochondriale Genetik einwirkt: Bestimmte Varianten der mtDNA verschafften Vorteile in einer bestimmten Region und wurden durch natürliche Selektion verfeinert. Dies erscheint jedoch unwahrscheinlich: Die weltweite Population des Weißen Hais wird auf etwa 20.000 Individuen geschätzt – das ist eine relativ kleine Population, und wenn irgendeine Form der mtDNA einen entscheidenden Vorteil verschaffte, würde sie wahrscheinlich als Überlebensfaktor angesichts ernsthafter Bedrohungen wirken, für die es keine offensichtlichen Beweise gibt.

Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass ein ähnlicher Ansatz zur Untersuchung der mtDNA Aufschluss über andere Haiarten geben könnte, bei denen bisher ohne ausreichende Tests aus genetischen Daten auf weibliche Philopatrie geschlossen wurde.