Der Carolina-Hammerkopf war der Entdeckung lange entgangen, weil er äußerlich nicht von dem gewöhnlichen Hammerkopf zu unterscheiden ist.
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Die Entdeckung einer neuen Art ist unter Biologen mit einem Grand Slam vergleichbar, und der Ichthyologe Joe Quattro von der University of South Carolina leitete ein Team, das kürzlich die Grundlagen geräumt hat. In der Zeitschrift ZootaxaSie beschreiben einen seltenen Hai, den Carolina-Hammerhai, der sich lange Zeit seiner Entdeckung entzogen hatte, weil er äußerlich nicht von dem gewöhnlichen Hammerhai zu unterscheiden ist. Die neue Art Sphyrna gilberti unterstreicht durch ihre Seltenheit die Zerbrechlichkeit der Hai-Vielfalt angesichts unerbittlicher menschlicher Raubtiere.
Quattro, Professor für Biologie am USC College of Arts and Sciences, machte sich nicht daran, eine neue kryptische Art zu entdecken, geschweige denn eine, die ausschließlich im Salzwasser zu finden ist. Als er 1995 als Assistenzprofessor am USC anfing, konzentrierte er sich hauptsächlich auf Fische in den Süßwasserflüssen, die durch den Staat fließen, bevor er in den westlichen Atlantik mündete.
Er hat ein breites Interesse an Naturschutz, genetischer Vielfalt und Taxonomie. Eine treibende Kraft in seiner wissenschaftlichen Neugier ist der Wunsch, die Evolution besser zu verstehen. Wie sich herausstellt, sind die vier großen Flusseinzugsgebiete von South Carolina - das Pee Dee, das Santee, das Edisto und das Savannah - eine Quelle besonders reichen Erzes, um Einblicke in die Evolutionsgeschichte zu gewinnen.
Der Einfluss der Gletscher hatte Grenzen
Quattro wuchs in Maryland auf, promovierte an der Rutgers University in New Jersey und promovierte an der Stanford University. "Insbesondere New Jersey und Maryland hatten enorme Gletschereinflüsse", sagte Quattro. "Die Gebiete, in denen heute Flüsse fließen, waren bis vor 10.000 bis 15.000 Jahren mit Gletschern bedeckt, und als die Gletscher zurückgingen, folgten ihnen die Taxa stromaufwärts."
Im Gegensatz dazu waren die Flüsse südlich von Virginia nicht mit Gletschern bedeckt. "Mit anderen Worten, diese Flüsse gibt es schon seit geraumer Zeit", sagte Quattro. „Der Pee Dee und der Santee sind zwei der größten Flusssysteme an der Ostküste. Und wir sind neugierig geworden - wie verschieden sind diese Flüsse voneinander? “
Beginnend mit dem Zwergsonnenfisch untersuchten Quattro und seine Kollegen das Erbgut von Fischarten in den alten Süßwasserentwässerungssystemen. Sie fanden den Zwergsonnenfisch in allen Flüssen von South Carolina - tatsächlich kommt diese weit verbreitete Art in fast allen Flusssystemen der Südost- und Golfküste der USA vor, angefangen in den Ebenen von North Carolina, um Florida herum und auf dem ganzen Weg zum und auf dem Mississippi.
Zwei Arten sind jedoch viel seltener. Der Zwergsonnenfisch mit dem blauen Haar kommt nur in den Systemen Savannah und Edisto vor. Der Carolina Pygmy Sunfish kommt nur in den Systemen Santee und Pee Dee vor. Beide Arten existieren in diesen Flusssystemen neben dem gewöhnlichen Zwergsonnenfisch, sind aber nirgendwo sonst auf der Welt zu finden.
Aus evolutionärer Sicht ist dies eine bemerkenswerte Erkenntnis.Diese seltenen Arten sind mit den weit verbreiteten Arten verwandt, doch die Details der Wechselbeziehungen - wie sie vor den anderen bestehen und somit eine Stammesart sind - sind noch unbeschreiblich. Die Tatsache, dass eine seltene und eine häufig vorkommende Art in einem alten Flusssystem zusammen vorkommen, ist eine wichtige Information für den anhaltenden Kampf um eine klare Definition der Evolutionsgeschichte. In der Vergangenheit zeichneten Wissenschaftler taxonomische Diagramme fast ausschließlich auf der Grundlage der physikalischen Struktur (Morphologie) und der verfügbaren Fossilien. Die Revolution der genetischen Daten der letzten Jahrzehnte hat dazu beigetragen, die Biologie viel präziser zu definieren, aber der Prozess ist noch im Anfangsstadium.
Vom Fluss bis zum Meer
Quattro hat seinen Teil dazu beigetragen, indem er die Flusssysteme langsam zum Ozean hinuntergegangen ist und genetische Daten auf dem ganzen Weg gesammelt hat. In den Süßwasserflüssen hat er Zwergsonnenfische, andere Sonnenfische und Bässe untersucht. Näher am Meer hat er sich kurznasige Störe angesehen, die die meiste Zeit in der Mündung (wo der Fluss auf den Ozean trifft) verbringen, sich aber auf den Fluss wagen, um zu laichen. Und noch weiter flussabwärts hat er sich Haiwelpen angeschaut.
South Carolina ist ein bekanntes Revier für verschiedene Haiarten, darunter der Hammerhai. Der weibliche Hammerkopf wird seine Jungen am Rande der Mündung am Meer zur Welt bringen. Die Welpen bleiben dort etwa ein Jahr lang und wachsen, bevor sie sich auf den Weg zum Meer machen, um ihren Lebenszyklus zu beenden.
Quattro, sein Schüler William Driggers III und seine Kollegen entdeckten bei der Untersuchung der Hammerhaie schnell eine Anomalie. Die Hammerhaie (Sphyrna lewini), die sie sammelten, hatten zwei verschiedene genetische Signaturen, sowohl im mitochondrialen als auch im nuklearen Genom. Beim Durchsuchen der Literatur stellten sie fest, dass Carter Gilbert, der renommierte Kurator des Florida Museum of Natural History von 1961 bis 1998, 1967 einen anomalen Hammerkopf mit Wellenschliff beschrieben hatte, der 10 Wirbel weniger aufwies als S. lewini. Es war in der Nähe von Charleston gefangen worden, und da sich die Probe im National Museum of Natural History befand, war das Team in der Lage, sie morphologisch zu untersuchen und darauf hinzuweisen, dass es sich um eine kryptische Art handelt, dh eine Art, die physikalisch kaum von der häufigeren zu unterscheiden ist Spezies.
Nach der Veröffentlichung der vorläufigen genetischen Beweise für die neue, kryptische Art in der Zeitschrift Marine Biology im Jahr 2006 führten Quattro und Kollegen gründliche Messungen durch (an 54 kryptischen Individuen und 24 S. lewini), um die neue Art S in Zootaxa vollständig zu beschreiben Gilberti, zu Ehren Gilberts benannt. Der Unterschied bei den Wirbeln, 10 weniger bei den kryptischen Arten, ist der bestimmende morphologische Unterschied.
Abgesehen von der Befriedigung der Entdeckung hat Quattro Standorte und genetische Signaturen für eine Reihe eng verwandter, aber unterschiedlicher Arten in den Flüssen, Flussmündungen und Küstengewässern von South Carolina ermittelt. Die Ergebnisse werden einen großen Beitrag dazu leisten, die Taxonomie und die Evolutionsgeschichte des Wasserlebens genau zu definieren.
Die Arbeit seines Teams zeigt auch die Seltenheit der neuen Art. "Außerhalb von South Carolina haben wir nur fünf Gewebeproben der kryptischen Art gesehen", sagte Quattro. "Und das ist aus drei oder vierhundert Exemplaren heraus."
Die Haipopulationen sind in den letzten Jahrzehnten stark zurückgegangen. "Die Biomasse von Hammerhaien vor der Küste der östlichen USA macht weniger als 10 Prozent der historischen Biomasse aus", sagte Quattro. "Hier zeigen wir, dass es sich bei den überbackenen Hammerköpfen tatsächlich um zwei Dinge handelt. Da die kryptische Art viel seltener ist als die Lewini, weiß Gott nur, auf welche Populationen sie gefallen ist. “
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