Warum hat Nemo der Clownfisch drei weiße Streifen? Das Rätsel endlich gelöst

Korallenfische sind bekannt für ihre große Vielfalt an Farben und Mustern, von denen jede überraschender ist als die andere. Beispiele sind der Kupferband-Falterfisch (Chelmon rostratus, der ein schwarzes “Auge” am Körper hat), der Blautang (Paracanthurus hepatus) und der Picasso-Drückerfisch (Rhinecanthus aculeatus), dessen Name mit den Mustern der hellen Farben an seinen Seiten verbunden ist.

Eines der bekanntesten Beispiele für Korallenfische ist der Clownfisch, der 2003 in dem animierten Pixar-Film Finding Nemo zu sehen war. Dieser kleine Fisch, der in Symbiose mit der Seeanemone lebt, ist dank seines leuchtend orangefarbenen Körpers und der breiten weißen Streifen leicht zu erkennen.

Trotz der Beliebtheit und Verbreitung der Korallenfische verstehen wir noch nicht, warum sie so unzählige und unterschiedliche Farbmuster haben. Genauer gesagt, wie entstehen die Muster und welche Rolle spielen die Farben? Um diese Fragen zu beantworten, beschloss ein Forschungsteam des Observatoriums Banyuls-sur-Mer (Frankreich) und der Universität Liège (Belgien), den Clownfisch und seine Cousins zu untersuchen. Die Studie wurde in der September-Ausgabe 2018 der Zeitschrift BMC Biology veröffentlicht.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, gehört zur Gruppe der Clownfische, die etwa 30 Arten umfasst. Ihr Farbmuster ist durch eine gelbe, orange, braune oder schwarze Farbe mit vertikalen weißen Streifen gekennzeichnet, die aus lichtreflektierenden Zellen bestehen, die Iridophoren genannt werden.

Clownfischarten zeichnen sich neben anderen physikalischen Eigenschaften durch ihre Anzahl vertikaler weißer Streifen aus. So haben einige Arten keine Streifen (Amphiprion ephippium), nur einen (Amphiprion frenatus) oder nur zwei (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, der berühmte Nemo, hat drei Streifen. Was kann den Unterschied in der Anzahl der Banden zwischen diesen Arten erklären?

Zählen wir die Streifen

Um den Mechanismus zu verstehen, der zur Vielfalt der Pigmentmuster führt, haben wir jede Clownfischart nach ihrer Anzahl vertikaler Bänder gruppiert. Die genetische Analyse der Evolutionsgeschichte von Clownfischen ergab, dass ihr gemeinsamer Vorfahr drei weiße Bänder hatte, und das während ihrer Diversifizierung, Clownfischlinien verloren nacheinander das Schwanzband, dann das Körperband und schließlich das Kopfband, Dies ergibt vier mögliche Kombinationen:

• drei bands (kopf, körper und schwanz)
• zwei bands (kopf und körper)
• ein band (kopf allein)
• keine band.

Wenn man sich die Muster ansieht, die sich entwickelt haben, ist klar, dass Vielfalt eingeschränkt ist: während die vier oben aufgeführten Kombinationen gesehen werden, erlauben biologische Mechanismen einer Art nicht, andere zu haben – zum Beispiel einen einzelnen Streifen am Schwanz.

Und wo sie im Laufe der Evolution hingehen

Um zu verstehen, warum manche Streifenkombinationen bei Clownfischen nicht existieren, haben wir uns die Entwicklung von zwei Arten mit zwei verschiedenfarbigen Mustern im Erwachsenenalter angesehen, A. ocellaris, die drei Streifen hat, und A. frenatus, die nur einen Streifen auf dem Kopf hat.

Die Streifen in A. ocellaris treten während ihrer Umwandlung von der Larve zum jungen Erwachsenen in einer genau definierten Reihenfolge auf – zuerst am Kopf, dann am Körper und schließlich am Schwanz. Das heißt, in umgekehrter Reihenfolge, dass sie für einige Arten während des Evolutionsprozesses verschwanden.

Eine zweite überraschende Beobachtung war, dass A. frenatus die gleiche Entwicklung wie A. ocellaris im Larvenstadium zeigt, mit dem aufeinanderfolgenden Auftreten von drei weißen Bändern von Kopf bis Schwanz, während erwachsene Individuen nur eine haben. Diese Bänder gehen dann in umgekehrter Reihenfolge verloren, in der sie sich entwickelt haben, vom Schwanz zum Kopf.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass der chronologische Verlust der Banden während der Evolution durch die Reihenfolge des Auftretens der Banden während der Entwicklung eingeschränkt wurde und dass ein starker Zusammenhang zwischen Phylogenese (Evolutionsgeschichte) und Ontogenese (individuelle Entwicklung) besteht. Dies führt zu der Hypothese, dass die Bandenbildung durch einen präzisen genetischen Mechanismus gesteuert wird und von der antero-posterioren Polarität des Fisches abhängt. Diese Mechanismen müssen noch entdeckt werden.

Wozu dienen schließlich die Streifen?

Um diese Frage zu beantworten, verglichen wir die Vielfalt der weißen Streifenmuster in natürlichen Clownfischgemeinschaften mit der Vielfalt in Gemeinschaften, in denen die Vielfalt der weißen Streifenmuster völlig zufällig verteilt wäre. Durch diese Simulationen konnten wir zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit, Clownfischarten mit der gleichen Anzahl von Bändern in derselben Region zu haben, sehr selten war.

Mehrere ökologische Faktoren können diese nicht zufällige Verteilung beeinflussen und es ist wahrscheinlich, dass die Anzahl der weißen Bänder es Clownfischarten ermöglicht, sich gegenseitig zu erkennen. Diese Anerkennung ist für die soziale Organisation dieser Fische von wesentlicher Bedeutung, die unter Anemonen leben, in denen mehrere Arten nebeneinander existieren können. Und genau diese Erkenntnis ermöglicht es Nemo und seinem Vater, sich am anderen Ende des Ozeans zu finden – ein Happy End für alle.