Ein Verfolger hat sich den Wanderern an die Fersen geheftet. Hartnäckig, neugierig und ständig in Bewegung: vom Baumstamm ins Geäst, vom Zweig auf den Boden und wieder zurück. Vielleicht scheuchen die Schritte der Besucher ja irgendein fressbares Kleingetier auf? Der kleine, grauweiße Vogel ist offenbar nicht gewillt, sich eine solche Chance entgehen zu lassen. Die Langbeinschnäpper Neuseelands, die in Figur und Verhalten an ein europäisches Rotkehlchen erinnern, sind für ihre Zutraulichkeit bekannt. Wer in den Wäldern des Landes unterwegs ist, hat gute Chancen, das Interesse so eines gefiederten Beobachters zu wecken. Denn obwohl es um einige Bestände nicht gut bestellt ist, gilt die Art Petroica australis insgesamt als nicht gefährdet.

Trotzdem liefert sie gerade interessante Erkenntnisse für den Naturschutz. Denn der Langbeinschnäpper gehört zu den wenigen Arten, an denen Wissenschaftler die Möglichkeiten einer so genannten "genetische Rettung" ausgelotet haben: Wie lassen sich die negativen Folgen von Inzucht und genetischer Verarmung abmildern, unter denen viele bedrohte Tiere von den Nashörnern bis zu verschiedenen Vögeln leiden? Und geht das überhaupt, wenn schon in sämtlichen Beständen einer Art Inzucht herrscht? Lange waren Biologen da nicht sehr optimistisch. Neue Studien aber liefern einen Hoffnungsschimmer.

Gefährliche Verarmung

Entstehen können genetische Probleme vor allem dann, wenn sich das Erbgut von einem Artgenossen zum nächsten kaum unterscheidet. Das kann zum Beispiel der Fall sein, wenn sich die Art schon einmal durch einen genetischen Flaschenhals zwängen musste. In solchen Fällen schrumpfen die Bestände auf ein paar wenige Überlebende zusammen. Und da nur die ihr Erbgut an die nächsten Generationen weitergeben können, gehen sämtliche anderen genetischen Varianten verloren.

So ist es zum Beispiel kein Wunder, dass es mit der genetischen Vielfalt des Kalifornischen Kondors nicht mehr weit her ist: In den 1980er Jahren weltweit nur noch 22 dieser Vögel. Alle heute lebenden Przewalski-Pferde stammen von nur 13 Vorfahren ab, sämtliche Wisente von 12. Und ein Verwandter des Langbeinschnäppers liefert sogar ein noch drastischeres Beispiel: Der Chatham-Schnäpper Petroica traversi, der nur auf den Chatham-Inseln im Pazifik lebt, hat es mittlerweile zwar wieder auf 300 Exemplare gebracht. Die aber gehen alle auf ein einziges Weibchen und zwei Männchen zurück.

Doch auch Tiere, deren Bestandszahlen nie so einen extremen Tiefpunkt erlebt haben, sind genetisch nicht unbedingt auf der sicheren Seite. Schließlich leben viele bedrohte Arten in sehr kleinen Beständen, die sich auf weit voneinander entfernte Schutzgebiete verteilen. Kontakt zu Artgenossen aus anderen Regionen haben diese unfreiwilligen Einsiedler kaum, nur selten findet ein Tier von außerhalb den Weg in ihr Refugium und bringt Abwechslung in den Genpool. Auch solche isolierten Minipopulationen besitzen daher nur eine sehr begrenzte Palette an verschiedenen Erbinformationen. Und da sich ihre Mitglieder mangels Alternativen auch noch ständig untereinander paaren, werden sie sich genetisch immer ähnlicher. Paarungen unter engen Verwandten aber können für die Tiere eine ganze Reihe von gefährlichen Folgen haben, die Biologen unter dem Stichwort "Inzuchtdepression" zusammenfassen.

Probleme mit der Fruchtbarkeit

"Bei Vögeln führt Inzucht zum Beispiel oft dazu, dass aus vielen Eiern keine Küken schlüpfen", erklärt Jim Briskie, der an der University of Canterbury im neuseeländischen Christchurch die Folgen von genetischen Flaschenhälsen untersucht. Entweder klappt es in solchen Fällen erst gar nicht mit der Befruchtung, oder der Embryo stirbt vor dem Schlüpfen ab. In einem Vogelbestand ohne Inzucht passiert das im Durchschnitt bei jedem zehnten Ei. Doch wenn Paarungen unter Verwandten an der Tagesordnung sind, kann mehr als jedes zweite betroffen sein. Entscheidend für den Bruterfolg ist dabei offenbar die Breite des Flaschenhalses. Das zeigt eine Studie, die Jim Briskie und seine Kollegen an mehr als 50 bedrohten Vogelarten aus aller Welt durchgeführt haben.

Die Tiere, die zu mehr als 30 verschiedenen Familien gehören, hatten unterschiedlich dramatische Bestandseinbrüche erlebt. Von einigen Arten gab es selbst zu ihren schlechtesten Zeiten noch 20 000 Vertreter, von anderen nur noch vier. Und die Statistik zeigte einen eindeutigen Zusammenhang: je schmaler der Flaschenhals, desto weniger fruchtbare Eier. Dabei war es egal, wie viel Zeit seit dem demografischen Tiefpunkt schon verstrichen war. Weder die Körpergröße der Tiere noch ihre Lebenserwartung, weder die Zahl der Eier im Gelege noch der Breitengrad des Brutgebiets spielten eine Rolle. Der Trend blieb immer der gleiche: Sobald die Bestände eine Grenze von 100 bis 150 Vögeln unterschritten hatten, stieg der Anteil der unfruchtbaren Eier auf mehr als zehn Prozent.

Auch bei Säugetieren kann Inzucht zu Fortpflanzungsproblemen führen. Bei den Männchen finden sich zum Beispiel oft viele missgebildete oder unbewegliche Spermien, die keine Eizelle befruchten können. Gut untersucht sind solche Schwierigkeiten zum Beispiel beim Florida-Panther. Diese rötlich gefärbte Raubkatze ist in den Wäldern und Sumpfgebieten im Süden Floridas zu Hause und galt früher als eigene Unterart des Pumas. Inzwischen haben genetische Studien allerdings gezeigt, dass er sich wohl doch nicht so stark von anderen nordamerikanischen Pumas unterscheidet.

Trotzdem bemühen sich Naturschützer seit Jahrzehnten intensiv darum, den Bestand dieser Tiere zu erhalten. Doch dabei drohte ihnen die Genetik einen Strich durch die Rechnung zu machen. Denn von einem Florida-Panther zum nächsten gibt es viel weniger Erbgutunterschiede als bei anderen Pumas. Und die ständigen Paarungen zwischen zu nahe verwandten Tieren haben ihre Spuren hinterlassen. So haben viele Männchen nicht nur ein Problem mit der Qualität ihres Spermas, auch geringe Konzentrationen des männlichen Geschlechtshormons Testosteron und nicht an der üblichen Stelle liegende Hoden erschweren ihnen die Fortpflanzung. Von anderen gesundheitlichen Risiken wie Herzproblemen und einem schwachen Immunsystem gar nicht zu reden.

Fitnesskur fürs Erbgut

Da solche genetischen Fallstricke die Zukunftschancen vieler bedrohter Arten verschlechtern, suchen Wissenschaftler und Naturschützer nach möglichst effektiven Rezepten dagegen. Das Grundprinzip einer solchen genetischen Fitnesskur ist klar: Populationen mit zu ähnlichem Erbgut brauchen Neuzugänge von außen. Denn schon ein paar nicht verwandte Artgenossen können in einem verarmten Genpool Erstaunliches bewirken. Das zeigt das Beispiel eines einzelnen Wolfsrüden, der 1997 über den zugefrorenen Oberen See im Grenzgebiet zwischen den USA und Kanada trottete. Auf eigenen Pfoten fand er den Weg auf die Insel Isle Royale und zu einem kleinen Bestand von Artgenossen im dortigen Nationalpark.

Drei oder vier Rudel mit durchschnittlich 24 Mitgliedern hatten auf der Insel seit Jahrzehnten weit gehend isoliert gelebt, doch nun mischte der Neuankömmling den Genpool kräftig auf. Aus Kot- und Blutproben sowie den Knochen von toten Tieren haben Jennifer Adams von der University of Idaho und ihre Kollegen das Erbmaterial DNA isoliert und miteinander verglichen. Demnach gelang es dem zugewanderten Wolf sehr rasch, seine Spuren im allzu einheitlichen Erbgut seiner Artgenossen zu hinterlassen. Allerdings war er dabei so erfolgreich, dass er schon nach zweieinhalb Generationen mit sämtlichen Inselwölfen verwandt war. Nach wenigen Jahren stammten 90 Prozent der Gene in der Population von diesem "Superwolf" und seiner ersten Partnerin. Einen dauerhaften Beitrag zu mehr Vielfalt hat seine Ankunft also auch nicht geleistet. Inzwischen droht die Population sogar endgültig zusammenzubrechen.

Um eine Art dauerhaft vor dem genetischen Niedergang zu retten, reicht ein zufällig vorbeikommender Artgenosse also nicht aus. Naturschützer versuchen deshalb, den Effekt zu verstärken, und siedeln gezielt Tiere aus größeren Beständen in nicht verwandte Minipopulationen um. Dem Florida-Panther haben Experten einen solchen genetischen Rettungsring schon Mitte der 1990er Jahre zugeworfen. Damals streiften nur noch 20 oder 30 dieser Raubkatzen durch ihre Heimat, denen Computermodelle für die nächsten 20 Jahre eine 95-prozentige Aussterbewahrscheinlichkeit prognostizierten. Also wurden acht Puma-Weibchen aus Texas nach Florida umgesiedelt – offenbar mit Erfolg. Ein Team von US-Forschern um Warren Johnson vom Laboratory of Genomic Diversity in Frederick hat Daten von knapp 600 Florida-Panthern analysiert, die aus den Jahren 1978 bis 2009 stammten. Demnach hat der Import der vierbeinigen Texaner nicht nur die Inzucht eingedämmt und die genetische Vielfalt vergrößert: Auch die Überlebensraten und die Fitness der Tiere verbesserten sich deutlich. Und der Bestand der Raubkatzen wuchs in den folgenden Jahren auf etwa das Dreifache an.

Ähnlich gut haben genetische Rettungsaktionen auch bei nordamerikanischen Präriehühnern und bei europäischen Kreuzottern geklappt. In beiden Fällen vermehrten sich die Mitglieder von Inzuchtbeständen deutlich schneller, sobald sie Zuwachs aus genetisch abwechslungsreicheren Populationen bekamen.

Nichts als Inzucht

"Aber was machen wir eigentlich, wenn wir gar keinen vielfältigen Bestand mehr haben, aus dem wir Tiere exportieren könnten?", gibt Jim Briskie zu bedenken. Diese Frage treibt den Biologen schon länger um. Denn gerade bei den Sorgentieren des Naturschutzes ist so eine Situation eher die Regel als die Ausnahme. Die meisten stark bedrohten Arten überleben nur noch in einer Reihe von kleinen Restvorkommen, in denen Inzucht an der Tagesordnung ist. "Auch dann muss aber noch nicht alles zu spät sein", meint Jim Briskie. Schließlich ist eher unwahrscheinlich, dass jeder der isolierten Bestände genau die gleichen genetischen Probleme angehäuft hat. Mal sitzen die kritischen Veränderungen im Erbgut an einer Stelle, mal an einer anderen. Wenn man also Tiere aus zwei unterschiedlichen Inzuchtbeständen kreuzt, sollten sich theoretisch zumindest einige solcher Schwachstellen gegenseitig ausgleichen.

Ob das auch in der Praxis funktioniert, haben Jim Briskie und seine Kollegen zunächst mit Taufliegen im Labor getestet. Aus unterschiedlichen Vorfahren haben sie zwei Insektenlinien gezüchtet, in denen sich jeweils nur Geschwister miteinander paaren konnten. Nach zwei Generationen hatte jede der beiden Linien mit typischen Inzuchtproblemen wie schlechtem Fortpflanzungserfolg und geringer Überlebensrate zu kämpfen. Doch als die Forscher beide Problempopulationen miteinander kreuzten, ließen sich solche negativen Effekte wieder rückgängig machen.

Allerdings lebten diese Laborfliegen auch in einer Art Insektenparadies. Es gab Nahrung im Überfluss, keine Wetterkapriolen und kaum Parasiten oder Krankheitserreger. Unter so günstigen Bedingungen aber können vielleicht auch Tiere mit schädlichen Veränderungen im Erbgut überleben, die in der Natur keine Chance gehabt hätten. Hatten die Forscher also den Nutzen des genetischen Rettungsrings überschätzt? Sind solche Maßnahmen in freier Wildbahn weniger effektiv?

Dazu gibt es bisher erst wenige Studien. Zumindest bei halbwilden Beständen des Mexikanischen Wolfs scheint das Konzept aber durchaus zu funktionieren. Diese nordamerikanische Wolf-Unterart war in freier Wildbahn bereits ausgestorben. Alle heute lebenden Tiere gehen auf insgesamt nur sieben Vorfahren zurück, aus denen in Gefangenschaft drei unterschiedliche genetische Linien gezüchtet wurden. Nachkommen dieses Zuchtprogramms haben Naturschützer inzwischen in Arizona und New Mexico wieder ausgewildert. Bei der letzten Zählung Ende 2012 streiften dort wieder mehrere Rudel mit insgesamt 75 Tieren durch ihre alte Heimat.

Auch genetisch gesehen scheinen die Tiere wieder auf dem aufsteigenden Ast zu sein, seit Wolfexperten 1995 mit einer Kreuzung der drei Zuchtlinien begonnen haben. Richard Fredrickson von der Arizona State University in Tempe und seine Kollegen haben Daten aus 44 Jahren Zuchtprogramm und den ersten Jahren des Wiederansiedlungsprojekts ausgewertet. Von der Kreuzung verschiedener Linien hat die nächste Wolfsgeneration demnach deutlich profitiert. Diese Tiere brachten zum Beispiel deutlich mehr lebenden Nachwuchs zur Welt als solche, deren Eltern aus der gleichen Linie stammten.

Die Inseln der Schnäpper

Auch in diesem Fall stammten die meisten Daten allerdings von in Gefangenschaft gehaltenen Tieren. Und genau deshalb finden Jim Briskie und seine Kollegen jene wild lebenden Langbeinschnäpper so interessant, die auf den kleinen neuseeländischen Inseln Allports und Motuara herumflattern. Ursprünglich war die Art dort gar nicht vorgekommen, bis Naturschützer 1973 jeweils fünf Tiere aus anderen Regionen des Landes dorthin verfrachteten. "Gedacht war das damals als eine Art Generalprobe für die Umsiedlung des verwandten Chatham-Schnäppers", erklärt Jim Briskie. Die letzten fünf Vögel dieser stark bedrohten Art sollten damals von einer der Chatham-Inseln auf eine andere mit besseren Lebensbedingungen umgesiedelt werden. Wie man so einen Umzug am besten organisiert, wollten die beteiligten Experten aber zunächst einmal mit Vertretern des viel häufigeren Langbeinschnäppers testen.

Seither sind 40 Jahre vergangen, und die Nachkommen der Pioniere auf Allports und Motuara haben etliche typische Inzuchtprobleme entwickelt – von schlechter Spermaqualität über wenige schlüpfende Küken bis zu Schwächen im Immunsystem. Die Forscher sahen also eine gute Gelegenheit, den Effekt einer genetischen Rettungsaktion im Freiland zu testen.

Insgesamt 18 zufällig ausgesuchte Langbeinschnäpper-Weibchen haben sie 2008 und 2009 von Allports auf die größere Insel Motuara umgesiedelt, 13 weitere reisten in umgekehrter Richtung. Vor und nach dem Umzug haben die Biologen die Vögel auf beiden Inseln genau unter die Lupe genommen. Sie haben Vermehrungs- und Überlebensraten bestimmt, Blut und Spermien untersucht, Vaterschaftstests durchgeführt und die Leistungsfähigkeit des Immunsystems überprüft. Und dabei sind sie zu Ergebnissen gekommen, die sie in dieser Deutlichkeit selbst nicht erwartet hatten.

"Die Umsiedlung hatte einen erstaunlich starken Effekt", freut sich Jim Briskie. Vögel, deren Eltern von verschiedenen Inseln stammten, zeigten demnach nicht nur mehr genetische Vielfalt. Auch in allen Fitnessindikatoren schlugen sie den Nachwuchs von Paaren gleicher Herkunft um Längen. So hatten die "Mischlinge" bessere Chancen, das Erwachsenenalter zu erreichen, der Anteil missgebildeter Spermien war bei ihnen nur ein Drittel so hoch, und der Immuntest bescheinigte ihnen deutlich effektivere Abwehrkräfte. "Selbst mit zwei Inzuchtpopulationen kann eine genetische Rettung also funktionieren", sagt Jim Briskie. Wie lange der positive Effekt anhält, müssen er und seine Kollegen allerdings noch herausfinden. Auch in den nächsten Jahren werden die neugierigen Langbeinschnäpper von Allports und Motuara daher unter Beobachtung stehen.