Das Tierreich – faszinierende Vielfalt

Was war vor dem Leben?

Die Erde – und mit ihr das ganze Sonnensystem – bildete sich vor etwa 4,7 Milliarden Jahren aus »kosmischem Staub«. Verglichen mit dem Urknall – etwa 10 Milliarden Jahre vorher – war dieser Staub so weit abgekühlt, dass die winzigen Staubteilchen in einem rotierenden Nebel verklumpten. Beim Zusammenprall solcher Klümpchen entstanden immer größere Körper, die mit der Zeit zu Planeten heranwuchsen.

Die Erde verdichtete sich zu einem Kern aus Eisen und Nickel, um den sich ein Mantel aus Silizium-, Magnesium- und Eisenverbindungen legte. Den Mantel muss man sich als glutflüssige Lavamasse vorstellen. An seiner Oberfläche schieden sich Krusten aus basaltähnlichem Gestein ab. Diese »Alten Schilde« waren die Anfänge der heutigen Kontinente. Die ältesten Gesteine, die wir kennen, sind 3,8 Milliarden Jahre alt. Als der junge Planet weiter abkühlte, kondensierte aus seinem Inneren aufsteigender Dampf zu Wasser, das auf die Erde niederregnete. Doch der Urozean, der sich langsam bildete, war kein Salz-, sondern ein Sodameer, und die Uratmosphäre enthielt keinen Sauerstoff.

Wie entstand das Leben auf der Erde?

Das erste Leben bildete sich in der so genannten Ursuppe.

Die bekannteste Theorie zur Entstehung des Lebens schuf 1924 Aleksandr Oparin, ein russischer Biochemiker. Er ging von einer Uratmosphäre aus einfachen chemischen Verbindungen aus, die sich unter der Einwirkung von Blitzen zu größeren Molekülen verbanden und mit dem Wasser des Urozeans die Ursuppe bildeten. Tatsächlich gelang es dem US-amerikanischen Biochemiker Stanley Miller 1953 in einem Laborversuch, aus Ammoniak (NH₃), Wasserstoff (H₂), Methan (CH₄) und Wasser (H₂O) mithilfe von Funkenentladungen organische Verbindungen herzustellen, darunter einfache Zucker, Fett- und Aminosäuren. Nach neueren Erkenntnissen enthielt die Uratmosphäre allerdings vor allem Kohlendioxid (CO₂), Stickstoff (N₂), Wasserdampf und nur geringe Mengen weiterer Gase. Daher werden heute andere Theorien favorisiert, zum Beispiel solche, die Eisenerzminerale wie Pyrit (Schwefelkies, FeS) oder Tonminerale wie den zweischichtigen Kaolinit (Al₂O₃•2 SiO₃•2 H₂O) als Reaktionsbeschleuniger (Katalysatoren) und/oder Träger für neu entstehende Moleküle annehmen. Die Entdeckung von über 300 °C heißen Quellen in der Tiefsee und von Bakterien, die in dieser Umgebung ohne Sauerstoff aus erz- und schwefelreichen Mineralien Energie für ihren Stoffwechsel gewinnen, gaben diesen Theorien Nahrung. Die Entstehung organischer Verbindungen könnte durch die hohen Temperaturen und den hohen Druck in über 2000 Metern Tiefe gefördert worden sein.

Wann entwickelten sich die Tierarten, die heute die Erde bevölkern?

In den letzten etwa 540 Millionen Jahren. Diese Zeitspanne macht nur 15 Prozent des Gesamtalters der Erde aus.

Von der Entstehung der Erde bis zu den ersten Bakterien vergingen etwa 1,2 Milliarden Jahre. Weitere 1,3 Milliarden Jahre dauerte es, bis aus der Verschmelzung mehrerer urtümlicher Organismen die ersten Einzeller mit echtem Zellkern und anderen Organellen entstanden waren. Und noch einmal 1,5 Milliarden Jahre musste die Welt auf die ersten Vielzeller warten. Deren früheste Spuren sind 700 Millionen Jahre alt. Bereits 100 bis 150 Millionen Jahre später belegen die Fossilfunde der so genannten Ediacara-Fauna eine erstaunliche Fülle von zum Teil sehr bizarren Wesen, die wenig mit den heute lebenden Tierarten gemein zu haben scheinen. Das war am Ende der Erdfrühzeit (Präkambrium) und dem Beginn des Erdaltertums (Paläozoikum) vor etwa 540 Millionen Jahren. Grundlage der heutigen Lebensformen ist die Evolution.

Wie lässt sich das Tierreich ordnen?

In der heutigen Biologie existieren zwei Ordnungssysteme nebeneinander: die konsequent phylogenetische Systematik und die evolutionäre Klassifikation.

Das phylogenetische System versucht vor allem, die gemeinsamen Vorfahren und die Abstammungslinien von Tieren erkennbar werden zu lassen. Damit ergibt sich das Bild eines Stammbaums (Phylogenie: Stammesentwicklung): Aus einem Wurzelstock entspringt ein Stamm mit mehreren Hauptästen, die sich immer weiter und immer feiner verzweigen.

Befürworter der evolutionären Klassifikation fordern, die Tierwelt nach Ähnlichkeiten in Struktur und Funktion einzuteilen. Die Klassifikation sollte zwar mit der Stammesgeschichte in Übereinstimmung stehen, sie muss sie aber nicht starr widerspiegeln.

Die höchste systematische Kategorie bilden die fünf Reiche der Lebewesen: Prokaryonten, Einzeller, Pilze, Pflanzen, (vielzellige) Tiere. Ihnen untergeordnet sind bei den Tieren die Stämme (bei den Pflanzen spricht man von Abteilungen). Die Mitglieder der rund 30 Stämme (z. B. Chordatiere) sind jeweils durch einen gemeinsamen Grundbauplan charakterisiert. Innerhalb eines Stamms unterscheidet man Klassen (z. B. Wirbeltiere), darunter Ordnungen (z. B. Säugetiere), dann Familien, danach kommen die Gattungen (z. B. Mensch) und schließlich die Arten.

Wer entdeckte die Ordnung der Natur zuerst?

Als Begründer der wissenschaftlichen Systematik gilt der schwedische Naturforscher Carl von Linné (1707 bis 1778). Er suchte und fand Möglichkeiten, Tiere und Pflanzen anhand einer überschaubaren Anzahl von Merkmalen eindeutig zu identifizieren. Für die Einteilung der Tiere in Säugetiere, Vögel, Amphibien, Fische, Insekten und Würmer stützte sich Linné auf Ähnlichkeiten in Körperbau und Physiologie. Sein System wird als »künstliches System« bezeichnet. Auf der Basis der Evolutionstheorie von Charles Darwin (1809 bis 1882) entwickelte sich ein »natürliches« System, das vergleichbare Bautypen in Gruppen zusammenfasste und Verwandtschaft an Strukturen gleichen Ursprungs festmachte. Eine solche homologe Struktur stellen zum Beispiel Pferdehuf und Schweineklaue dar, die sich beide aus einem fünfzehigen Fuß entwickelt haben.

Gestützt wird die wissenschaftliche Systematik durch Fossilienfunde. Dadurch wurde z. B. die stammesgeschichtliche Verwandtschaft von Reptilien und Vögeln belegt.

Gibt es Vor- und Nachnamen im Tierreich?

In gewisser Weise ja. Die wissenschaftlichen Namen von Tieren (und analog von Pflanzen) werden aus zwei lateinischen Wörtern, dem Gattungsnamen und einer Beifügung, gebildet; zusammen ergeben sie den Artnamen. Dieser wird üblicherweise kursiv geschrieben, zum Beispiel Parus major (Kohlmeise) oder Parus caeruleus (Blaumeise). Kein solcher Artname existiert zweimal – eine notwendige Voraussetzung für sinnvolles Ordnen.

Dieses System aus Doppelnamen wird binäre Nomenklatur (spätlateinisch binarius »aus zweien bestehend«) genannt. Es wurde erstmals von Linné konsequent ausgearbeitet (1745 veröffentlicht) und auf die Tier- und die Pflanzenwelt angewendet.

Wie zerkleinern Seeotter ihre Nahrung?

Mit Hammer und Amboss. Seeotter (Enhydra lutris) suchen ihre Nahrung aus Muscheln, Seeigeln, Krebsen und Fischen in mehreren Metern Tiefe am Meeresboden. Um die hartschaligen Beutetiere zu knacken, kommen sie an die Wasseroberfläche, wo sie auf dem Rücken treibend versuchen, den Fang auf einem kleinen flachen Stein zu zerschlagen, den sie auf ihrem Bauch balancieren. Jedes Mal, wenn sie mit Beute an der Oberfläche erscheinen, bringen sie einen passenden Stein mit. Da auch von Hand aufgezogene Tiere, die diese Technik nie zuvor bei anderen gesehen haben, dieses Verhalten zeigen, muss es auf angeborene Grundlagen zurückgehen.

Übrigens: Schmutzgeier (Neophron percnopterus) und Bartgeier (Gypaetus barbatus) nutzen eine ähnliche Technik, um an Nahrung zu kommen. Mit einem schweren Stein im Schnabel hämmern Schmutzgeier so lange auf ein Straußenei ein, bis die dicke Schale zertrümmert ist. Oder sie werfen ihren Kopf hoch und schleudern dabei den Stein auf das Ei. Das entstandene Loch wird dann mit dem Schnabel vergrößert und der nahrhafte Inhalt ausgeschlürft. Die Behauptung, dass Schmutzgeier Eier aus größerer Höhe fallen lassen würden, um sie so zu »knacken«, hat sich nicht bestätigt; diese Technik wendet jedoch der Bartgeier bei Knochen und auch bei Schildkröten an, um an das Mark bzw. das Fleisch im Panzerinneren zu gelangen.

Was haben Schimpanse und Spechtfink gemeinsam?

Beide benutzen Stöckchen, um an Nahrung heranzukommen. Hat der Galápagos-Spechtfink (Cactospiza pallida) eine potenzielle Beute wie Würmer oder Larven lokalisiert, hackt er ein Loch in das Holz oder erweitert ein schon vorhandenes. Kann er die Käferlarve dann sehen, aber mit seinem Schnabel nicht erreichen, sucht er nach einem Kaktusstachel oder bricht sich einen passenden ab. Mit diesem Werkzeug stochert er dann gezielt im Holz und holt die Beute heraus.

Schimpansen setzen kleine Stöckchen ein, um damit nach Termiten zu angeln. Ist kein geeignetes Werkzeug zur Hand, brechen sie Zweige für das Termitenangeln ab und stutzen sie zurecht, bis sie für ihre Zwecke geeignet sind. Doch damit nicht genug: Wenn Schimpansen zum Termitenangeln aufbrechen und in der Nähe des Termitenbaues keine geeigneten Stöckchen zu finden sind, nehmen sie einen größeren Vorrat mit. Wenn dann ein Zweig beim Stochern abbricht, haben sie sofort Ersatz.

Können Schimpansen Werkzeuge herstellen?

Ja. Dabei geht das, was der Archäologe Nicholas Toth herausgefunden hat, weit über das Abbrechen und Zurechtstutzen von kleinen Stöckchen zum Termitenangeln hinaus. Er machte mit dem Bonobo (Pan paniscus) Kanzi folgendes Experiment: Der Zwergschimpanse wurde vor das Problem gestellt, Futter aus zugebundenen Kästchen zu holen. Zunächst zeigte man ihm, wie man die Schnüre mit den scharfen Kanten von Feuersteinmessern durchtrennen kann, dann, wie man mit einem Schlagstein Abschläge von einem größeren Feuerstein herstellt. Anschließend stellte man ihn wieder vor das Kistenproblem und gab ihm Feuerstein und Schlagstein. Kanzi nahm den Feuerstein, zerschmetterte ihn auf dem Fußboden und hatte so die gewünschten scharfen Kanten. Da man aber wollte, dass er den Feuerstein mit dem Schlagstein bearbeitete, legte man sein Gehege mit Rindenmulch aus, damit er ihn nicht mehr nur einfach zerschlagen konnte. Jetzt benutzte er den Schlagstein, um Feuersteinabschläge herzustellen. Diese Technik beherrschte er innerhalb kürzester Zeit nahezu perfekt.

Wie intelligent sind Affen?

Eigentlich genauso intelligent wie Menschen, denn auch sie denken nach, bevor sie ein Problem lösen. Trennt man beispielsweise einen Schimpansen durch ein hinten offenes u-förmiges Gitter von einem Futterstück, etwa einer Banane, versucht er zunächst, durch das Absperrgitter zu greifen, um an die Frucht zu gelangen. Danach jedoch ändert sich sein Verhalten: Der Menschenaffe setzt sich hin, schaut umher, steht nach einer »Denkpause« auf und geht zielsicher um das Gitter herum zum Futter. Er muss das Problem also verstanden und durch Überlegen gelöst haben. Biologen sprechen von »einsichtigem Handeln«. Im Gegensatz dazu würde ein Hund allenfalls durch zufälliges Umherlaufen den Weg zum Futter finden.

Der Grund für die hohe Intelligenz bei Affen, insbesondere unseren nächsten Verwandten, den Menschenaffen, liegt wahrscheinlich in ihrem komplizierten Sozialleben. Affen müssen in der Lage sein, das sich ständig ändernde soziale Gefüge in ihrer Gruppe zu durchschauen, um es notfalls manipulieren zu können. Vor diesem Hintergrund wird verständlich, dass Affen die größten Verstandesleistungen im sozialen Verhalten zeigen. Freundschaften entstehen z. B. dadurch, dass einer dem anderen das Fell pflegt. Dabei wird normalerweise peinlich auf Gegenseitigkeit geachtet, d. h., man revanchiert sich bei nächster Gelegenheit.

Verstehen Affen unsere Sprache?

Ja, zumindest einzelne Tiere, die man trainiert hat. Seit Mitte der 1960er Jahre brachte Roger Fouts der Schimpansin Washoe erfolgreich die amerikanische Taubstummensprache bei. Washoe benutzte im Alter von fünf Jahren zuverlässig 132 Zeichen, die sie zu sinnvollen Kombinationen zusammenfügen konnte, und verstand weitere 100.

Der berühmteste »sprechende Affe« ist jedoch zweifellos Kanzi, ein Bonobo-Männchen (Pan paniscus). Es wurde kurz nach der Geburt von der Mutter getrennt und von einem Bonobo-Weibchen namens Matata adoptiert. Mit Matata kam er an das Language Research Center, wo seine Adoptivmutter Sprachunterricht erhielt. Während sie zwei Jahre lang mit eher schlechtem Ergebnis unterrichtet wurde, saß Kanzi – wie man meinte – eher passiv dabei. Nachdem die Adoptivmutter abgegeben worden war und man nun Kanzi mithilfe einer Tastatur und eines Sprachgenerators, die vorher Matata zur Verfügung gestanden hatten, unterrichten wollte, stellten die Trainer mit Erstaunen fest, dass er allein vom Zusehen schon fast alles beherrschte – und das besser als Matata. Heute versteht Kanzi einfaches gesprochenes Umgangsenglisch und kann angeben, was er getan hat oder tun will!

Verstehen Vögel, was sie nachplappern?

Im Allgemeinen nicht. Viele Vogelarten sind in der Lage, in ihren eigenen Gesang Elemente fremder Vogelgesänge oder ganz andere Geräusche – also auch Wörter – zu übernehmen. Vor einigen Jahren wurden Zuschauer eines Fußballspiels Zeugen davon, wie hervorragend manche Arten diese Nachahmung beherrschen: Das Spiel musste abgebrochen werden, weil in der Nähe des Spielfeldes ein Star saß, der durch die perfekte Imitation der Schiedsrichterpfeife die Spieler verwirrte. Genauere Überprüfungen der Sprachkunst bei Vögeln zeigten, dass sie normalerweise nicht verstehen, was sie sagen.

Doch keine Regel ohne Ausnahme: Der Graupapagei Alex, der von der Biologin Irene Pepperberg an der Universität von Chicago trainiert wird, kann auf Fragen dreißig verschiedene Gegenstände, die man ihm zeigt, erkennen und benennen. Darüber hinaus kann er die Anzahl der Gegenstände bis zu sechs angeben und die Ecken von Vielecken zählen. Und auf die Frage, worin sich zwei Gegenstände unterscheiden, kann er entsprechend antworten. Da er in über 80 Prozent der Fälle Fragen zu abstrakten Begriffen wie Mengen, Farben oder Formen richtig beantwortet, ist bei Alex wahrscheinlich der erste Nachweis von Sprachverständnis bei einem Vogel gelungen.

Können Tiere von anderen lernen?

Ja. Eines der berühmtesten Beispiele für die Tradierung einer »erfundenen« Verhaltensweise ist das Öffnen der Stannioldeckel von Milchflaschen durch Meisen, das in den 1920er Jahren erstmals beobachtet wurde. Die Technik tauchte zunächst bei Meisen in London auf und breitete sich danach sehr schnell über ganz England aus. Lange Zeit glaubte man, dass hinter dieser Tradition ein Lernen durch Nachahmen steckte, dass also unerfahrene Meisen anderen Artgenossen beim Flaschenöffnen zusahen und dies dann nachahmten. Heute weiß man jedoch, dass Meisen für die Übernahme dieser Verhaltensweise noch nicht einmal andere Meisen bei dieser Tätigkeit beobachten müssen. Es genügt, wenn sie das Ergebnis, also die geöffnete Flasche mit dem Inhalt, sehen.

In den 1970er Jahren wurde an einer süddeutschen Vogelwarte eine Reihe von Greifvögeln abgegeben, die alle durch ein total mit Kot verschmutztes Gefieder flugunfähig geworden und deshalb offensichtlich verhungert waren. Man fand heraus, dass die Wacholderdrosseln (Turdus pilaris) im Oberallgäu eine neue Verhaltensweise entwickelt hatten: Sie griffen gemeinschaftlich Greifvögel an und bespritzten sie dabei mit Kot. Die von einem Einzeltier gemachte »Erfindung« war dabei von anderen übernommen worden.

Wie geben Schimpansen ihr Wissen weiter?

Indem sie andere regelrecht unterrichten. Forscher beobachteten, wie ein Schimpansenweibchen ihrem Sohn beim Nüsseknacken zuschaute. Er hatte gerade eine Nuss in die Mulde gelegt und wollte zuschlagen, als die Mutter ihn unterbrach, die Nuss heraushob, einige Schalenreste aus der Mulde wischte und die Nuss wieder hineinlegte. Diese lag jetzt sicherer, und der Sohn knackte die Nuss erfolgreich. Wenn Mütter ihren Kindern demonstrieren, wie sie Nüsse knacken, so machen sie es betont langsam.

Ein besonders eindrucksvolles Beispiel für »Unterrichten« liefert die Schimpansin Washoe. Ihre Trainer wollten wissen, ob sie auch ihren »Adoptivsohn« Loulis in der von ihr beherrschten Zeichensprache unterrichten würde. Und tatsächlich: Als Washoe Loulis zum ersten Mal begegnete, signalisierte sie »komm« und holte ihn zu sich, als er nicht reagierte. Einige Zeit später stellte sie vor ihm einen Stuhl auf und zeigte ihm fünfmal nacheinander das Zeichen für »Stuhl und sitzen«. Als der Pfleger eines Tages Futter brachte, nahm Washoe Loulis Hände und führte sie zu seinem Mund, das war das Zeichen für »Nahrung«. Mit vier Jahren beherrschte Loulis 39 Zeichen – und dies dürfte zu einem großen Teil Washoes Verdienst gewesen sein.

Ist der arteigene Gesang bei Vögeln angeboren oder erlernt?

Das ist bei den einzelnen Vogelarten unterschiedlich. Beim Kuckuck (Cuculus canorus) beispielsweise ist der Gesang angeboren, ein Buchfink (Fringilla coelebs) muss ihn dagegen lernen. Wachsen junge Buchfinken ohne Kontakt zu Artgenossen auf, so beherrschen sie als erwachsene Vögel den arteigenen Gesang nur in Ansätzen. Spielt man ihnen jedoch in der Jugendzeit neben anderen Vogelgesängen auch den Gesang erwachsener Buchfinkenmännchen vor, so erkennen sie diesen, prägen sich die Melodie ein und versuchen, im nächsten Frühjahr genauso zu singen. Wie das geht, müssen sie aber erst langsam lernen, indem sie den selbst produzierten Gesang mit dem eingeprägten Vorbild vergleichen. Dabei können sie auch einige Gesangselemente verändern, die unter natürlichen Bedingungen von den eigenen Nachkommen übernommen werden. Auf diese Weise können in verschiedenen Gebieten regelrechte Vogeldialekte entstehen.

Können Tiere ihre Umgebung ihren Bedürfnissen anpassen?

Ja, auch das ist kein Privileg der menschlichen Spezies. Die Landschaftsgestaltung der Biber (Castor fiber) fällt sofort ins Auge. Die großen Nagetiere ernähren sich von den verschiedensten Pflanzenarten und sind dafür bekannt, dass sie kleinere Bäche in der Nähe von unterholzreichen Auwäldern anstauen. Ihre Dämme bauen sie aus Ästen, Zweigen und Teilen von Baumstämmen, die sie in der Nähe ihres Gewässers fällen. Sie nutzen hauptsächlich Espen, Weiden und Pappeln, deren Teile sich im Wasser leicht transportieren lassen. Biberdämme können an der Basis vier bis sechs Meter breit sein. Der längste in Russland gefundene Damm war 120 Meter lang, und ein amerikanischer Damm in Montana brachte es sogar auf 700 Meter Länge. Durch ihre Stauseen, die übrigens schnell von Fischen und Wasservögeln besiedelt werden, haben Biber in früheren Zeiten sicherlich manches Hochwasser verhindert.

Ein weiteres Beispiel sind die bodenbewohnenden Nagetiere, wie etwa die Erdhörnchen der amerikanischen Prärien oder die Verwandten der Murmeltiere in den russischen Steppen. Sie werden stark von Flöhen geplagt, deren Larven sich in den unterirdischen Nestern entwickeln. Wenn die Nager ihre Nestkammern regelmäßig mit Erde zuschütten und neue anlegen, sterben diese Flohlarven im alten Nest – eine aktive Schädlings- bzw. Parasitenbekämpfung.

Ist der Mensch der einzige Umweltzerstörer?

Nein, auch Tiere können in einem Gebiet beispielsweise durch Überweidung große Schäden anrichten, die z. T. nicht wieder gut zu machen sind. Schon der britische Naturforscher Charles Darwin (1809–1882) hatte darauf hingewiesen, dass selbst Arten mit nur wenig Nachwuchs zu einer Übervermehrung neigen. So hatte er berechnet, dass Elefanten (Loxodonta africana) bei ungebremster Vermehrung in 740 Jahren rund 19 Millionen Nachkommen hätten. Dass zu viele Elefanten auf zu kleinem Raum zu einem Problem werden können, zeigen die Nationalparks Ost- und Südafrikas. Als in den 1960er Jahren die meisten Kolonien in Afrika unabhängig wurden, brachen in vielen dieser Länder politisch unruhige Zeiten aus, in denen Wilderer ungehindert Elefanten abschießen konnten. Diese flüchteten teilweise in die Sicherheit der Parks, in denen die Populationsdichte daraufhin so dramatisch anstieg, dass in weiten Bereichen die Vegetation zerstört wurde. Bäume wurden umgestoßen oder starben ab, weil die Elefanten ihre Rinde abgeschält hatten. Viele Gebiete wurden so im wahrsten Sinne des Wortes durch die Elefanten verwüstet.