Neue Studie zeigt, dass Nahrung und nicht Sex die Evolution des langen Halses der Giraffe vorangetrieben haben

Warum haben Giraffen so lange Hälse? Eine von Biologen der Penn State geleitete Studie untersucht, wie sich dieses Merkmal möglicherweise entwickelt hat, und gibt neue Einblicke in diese ikonische Frage. Die vorherrschende Hypothese ist, dass der Wettbewerb unter den Männchen die Halslänge beeinflusst hat, aber das Forschungsteam fand heraus, dass weibliche Giraffen proportional längere Hälse haben als die Männchen – was darauf hindeutet, dass der hohe Nährstoffbedarf der Weibchen die Entwicklung dieses Merkmals vorangetrieben haben könnte.

Die Studie, die die Körperproportionen sowohl wilder als auch in Gefangenschaft lebender Giraffen untersuchte, wird in einem Artikel beschrieben, der heute, am 3. Juni, in der Zeitschrift erschien Biologie der SäugetiereDie Ergebnisse, so das Team, deuten darauf hin, dass die Halslänge darauf zurückzuführen sein könnte, dass die Weibchen tief im Inneren der Bäume nach Blättern suchen, die sonst schwer zu erreichen wären.

Jean Baptiste Lamarck und Charles Darwin gingen in ihren klassischen Evolutionstheorien davon aus, dass sich der lange Hals der Giraffen entwickelt habe, um ihnen zu helfen, an Blätter hoch oben im Baum zu gelangen und so der Konkurrenz mit anderen Pflanzenfressern aus dem Weg zu gehen.

Eine neuere Hypothese mit dem Titel „Hals-für-Sex“ geht jedoch davon aus, dass die Evolution langer Hälse durch den Wettbewerb zwischen Männchen vorangetrieben wurde, die ihre Hälse gegeneinander schwingen, um ihre Dominanz zu behaupten, was als Nackensparring bezeichnet wird. Das heißt, Männchen mit längeren Hälsen könnten im Wettbewerb erfolgreicher gewesen sein, was zur Fortpflanzung und zur Weitergabe ihrer Gene an die Nachkommen führte.

„Die Hälse-für-Geschlecht-Hypothese sagte voraus, dass Männchen längere Hälse als Weibchen haben würden“, sagte Doug Cavener, Inhaber des Dorothy Foehr Huck und J. Lloyd Huck Distinguished Chair in Evolutionary Genetics und Professor für Biologie an der Penn State und Hauptautor der Studie.

„Und technisch gesehen haben sie tatsächlich längere Hälse, aber bei den Männchen ist alles länger; sie sind 30 bis 40 Prozent größer als die Weibchen. In dieser Studie haben wir Fotos von Hunderten wilden und in Gefangenschaft lebenden Massai-Giraffen analysiert, um die relativen Körperproportionen jeder Art zu untersuchen und wie sie sich möglicherweise ändern, wenn Giraffen wachsen und reifen.“

Die Forscher sammelten Tausende von Fotos von in Gefangenschaft gehaltenen Massai-Giraffen aus den öffentlich zugänglichen Fotodatenbanken Flickr und SmugMug sowie Fotos von wilden erwachsenen Tieren, die sie im letzten Jahrzehnt aufgenommen hatten.

Da sich absolute Maße wie die Gesamtgröße aus einem Foto ohne einen Bezugspunkt bekannter Länge nur schwer bestimmen lassen, konzentrierten sich die Forscher stattdessen auf Maße im Verhältnis zueinander oder auf Körperproportionen – beispielsweise die Länge des Halses im Verhältnis zur Gesamtgröße des Tieres. Sie beschränkten ihre Analyse auf Bilder, die strenge Kriterien erfüllten, wie etwa nur Bilder von Giraffen, die senkrecht zur Kamera stehen, damit sie konsistent eine Vielzahl von Messungen durchführen konnten.

„Wir können einzelne Giraffen anhand ihres einzigartigen Fleckenmusters identifizieren“, sagte Cavener. „Dank der Association of Zoos and Aquariums verfügen wir außerdem über den vollständigen Stammbaum aller Massai-Giraffen in Zoos und Wildparks in Nordamerika sowie über ihre Geburtsdaten und ihre Transfergeschichte.“

„Durch sorgfältige Prüfung dieser Informationen, des Aufnahmezeitpunkts und des ungefähren Alters des Tieres, konnten wir auf fast jedem Foto einer in Gefangenschaft lebenden Giraffe das jeweilige Individuum identifizieren. Diese Informationen waren entscheidend, um zu verstehen, wann männliche und weibliche Giraffen Größenunterschiede aufweisen und ob sie unterschiedlich wachsen.“

Bei der Geburt haben männliche und weibliche Giraffen die gleichen Körperproportionen. Die Forscher fanden heraus, dass Männchen zwar im ersten Jahr im Allgemeinen schneller wachsen, sich die Körperproportionen jedoch nicht signifikant unterscheiden, bis sie mit etwa drei Jahren die Geschlechtsreife erreichen. Da sich die Körperproportionen schon früh im Leben ändern, beschränkte das Team seine Studie wilder Tiere – deren Alter weitgehend unbekannt ist – auf ausgewachsene Tiere.

Bei erwachsenen Giraffen stellten die Forscher fest, dass weibliche Tiere proportional längere Hälse und Rumpfe haben – also den Hauptteil ihres Körpers, der weder Beine noch Hals und Kopf umfasst. Erwachsene Männchen hingegen haben längere Vorderbeine und breitere Hälse. Dieses Muster war bei Giraffen in Gefangenschaft und in freier Wildbahn das gleiche.

„Anstatt sich auszustrecken, um Blätter auf den höchsten Ästen zu fressen, sieht man Giraffen – insbesondere Weibchen – oft tief in die Bäume hinein greifen“, sagte Cavener. „Giraffen sind wählerische Esser – sie fressen nur die Blätter von wenigen Baumarten und längere Hälse ermöglichen es ihnen, tiefer in die Bäume hineinzureichen, um an die Blätter zu gelangen, die sonst niemand bekommt. Sobald Weibchen vier oder fünf Jahre alt sind, sind sie fast immer trächtig und säugen, daher glauben wir, dass der erhöhte Nährstoffbedarf der Weibchen die Evolution der langen Hälse der Giraffen vorangetrieben hat.“

Die Forscher stellten fest, dass die sexuelle Selektion – entweder die Konkurrenz unter den Männchen oder die Vorliebe der Weibchen für größere Partner – wahrscheinlich für den allgemeinen Größenunterschied zwischen Männchen und Weibchen verantwortlich ist, wie dies auch bei vielen anderen großen Huftieren der Fall ist, die polygyn sind – bei denen sich ein Männchen mit vielen Weibchen paart.

Sie vermuten, dass im Zuge der Evolution des langen Halses die sexuelle Selektion – einschließlich Körperschubsen und Nackenkampfverhalten der Männchen – zu den breiteren Hälsen der Männchen beigetragen haben könnte. Darüber hinaus könnten die längeren Vorderbeine der Männchen bei der Paarung hilfreich sein, die laut den Forschern eine kurze und anspruchsvolle Angelegenheit ist, die selten beobachtet wird.

„Interessanterweise sind Giraffen eines der wenigen Tiere, deren Körpergröße wir wie beim Menschen bis zur Oberseite des Kopfes messen und nicht bis zum Widerrist, dem höchsten Teil des Rückens, wie bei Pferden und anderen Nutztieren“, sagte Cavener. „Das Weibchen hat ein proportional längeres Achsenskelett – einen längeren Hals und Rumpf – und sieht schräger aus, während die Männchen eher aufrecht stehen.“

Das Forschungsteam nutzt außerdem genetische Methoden, um Verwandtschaftsverhältnisse in Gruppen wilder Giraffen zu identifizieren und besser zu verstehen, welche Männchen sich erfolgreich fortpflanzen. Ziel ist es, zusätzliche Erkenntnisse über die Partnerwahl und die sexuelle Selektion zu gewinnen und die Bemühungen zum Schutz dieser gefährdeten Art zu unterstützen.

„Wenn die Nahrungssuche der Weibchen wie von uns vermutet dieses charakteristische Merkmal vorantreibt, unterstreicht dies die Bedeutung des Schutzes ihres schwindenden Lebensraums“, sagte Cavener. „Die Populationen der Massai-Giraffen sind in den letzten 30 Jahren stark zurückgegangen, teilweise aufgrund von Lebensraumverlust und Wilderei. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir die wichtigsten Aspekte ihrer Ökologie und Genetik verstehen, um die wirksamsten Schutzstrategien zum Schutz dieser majestätischen Tiere zu entwickeln.“

Zum Forschungsteam der Penn State gehören außer Cavener Monica Bond, Akademische Biologin; Lan Wu-Cavener, Akademische Biologin; George Lohay, zum Zeitpunkt der Forschung Postdoktorand, der jetzt beim Grumeti Fund arbeitet; Mia Cavener, zum Zeitpunkt der Forschung Doktorandin; Xiaoyi Hou, Doktorandin im Studiengang Molekulare, Zelluläre und Integrative Biowissenschaften; David Pearce, zum Zeitpunkt der Forschung Student; und Derek Lee, Akademischer Biolog.