Die Tiere, die Amerika entstehen ließen: Fünf Millionen Jahre Migration

Kurzfassung

• Mammuts erreichten Nordamerika vor etwa 1,5 Millionen Jahren; Bisons folgten ungefähr 195.000–135.000 Jahre vor heute. Mammutstudie; Bisonstudie.
• Menschen waren bereits in White Sands, bevor Elche nach der zitierten Chronologie vor etwa 15.000 Jahren eintrafen. Datierungen der Menschen; Elchstudie.
• Pferde überquerten Beringia in beide Richtungen, lange vor ihrer Domestizierung. Alte Genome.
• Zur amerikanischen Fauna gehören auch natürliche Atlantik-Einwanderer und Parasiten, die von migrierenden Wirten mitgeführt wurden. Silberreiher; Bandwürmer.

Welche Tiere wanderten zwischen der Alten und der Neuen Welt? #

Ein Mammut, ein Bison und ein Elch ergeben ein plausibles Bild des urzeitlichen Nordamerikas. Setzt man sie jedoch in einen einzigen Zug über die Bering-Landbrücke, verdeckt dieses Bild den interessantesten Teil ihrer Geschichte. Mammuts kamen mehr als eine Million Jahre vor den ersten Bisons. Elche trafen so spät ein, dass Menschen in New Mexico bereits Fußspuren hinterließen. Die vertraute amerikanische Fauna entstand über einen gewaltigen Zeitraum hinweg, durch verschiedene Öffnungen in einer sich wandelnden Landschaft. Van der Valk et al.; Froese et al.; Meiri et al.; Pigati et al..

Diese Geschichte wird noch rätselhafter, wenn die ausgestorbenen Tiere wieder ins Bild kommen. In Nordamerika lebten laufende Hyänen. Im Nordwesten Kanadas gab es Saigaantilopen. Im Pliozän lebte im Bundesstaat Washington ein Verwandter des Roten Pandas. Ihre Fossilien bewahren Tierkombinationen, die sich anhand heutiger Kontinentalgrenzen nur schwer vorstellen lassen. Arktische Hyänen; Saiga in Kanada; der erste nordamerikanische Parailurus.

Hier bezeichnet die Alte Welt Afrika und Eurasien; die Neue Welt umfasst die Amerikas einschließlich Grönlands und der Karibik. Im Mittelpunkt steht die natürliche Ansiedlung während der letzten fünf Millionen Jahre, hauptsächlich von Eurasien nach Nordamerika, wobei Rückwanderungen und Atlantiküberquerungen einbezogen werden, sofern sie die Geschichte erhellen. Saisonale Wanderungen und ein einzelner Vogel, der vom Wind auf das offene Meer hinausgetragen wird, sind etwas anderes als die Etablierung einer Population. Der Transport durch Menschen gehört zu einem anderen Teil der Geschichte.¹

Wie überquerten Tiere die Bering-Landbrücke? #

Beringia verband Nordostasien und Nordwestamerika, als bei niedrigerem Meeresspiegel der dazwischenliegende Kontinentalschelf trocken lag. Es war eine ausgedehnte Region mit eigenen Lebensräumen, keine schmale Route, die direkt von Sibirien zu den Großen Ebenen führte. Tiere konnten dort leben, sich durch die Region ausbreiten oder es nicht schaffen, über sie hinaus vorzudringen. Die Darstellung des National Park Service zu den Überlebenden der Eiszeit stellt diese nördliche Region ins Zentrum wiederholter Austauschbewegungen.

Drei Bedingungen waren entscheidend: Für die Ausbreitung zu Land musste Land verfügbar sein, die Umwelt musste die Tiere tragen können und es musste eine Route für die Weiterwanderung geben. Diese Bedingungen waren nicht immer gleichzeitig erfüllt. Bei der Rekonstruktion spätglazialer Umweltbedingungen stellten Pedersen und Kollegen fest, dass der Durchgang zwischen den kontinentalen Eisschilden erst biologisch nutzbar wurde, nachdem das Eis selbst zurückzuweichen begonnen hatte. Auf der Karte konnte eine Lücke erscheinen, bevor ein Korridor entstand, der die hindurchziehenden Tiere mit Nahrung versorgen konnte. Pedersen et al..

Damit sind die Ankunft in Alaska und die Ausbreitung südlich der Eisschilde getrennte historische Ereignisse. Es erklärt auch, warum die erfolgreiche Passage einer Tierart nicht belegt, dass dieselbe Route für eine andere gleichermaßen nutzbar war. Unterschiedliche Ernährungsweisen, Vorlieben für bestimmte Vegetation und Bewegungsfähigkeiten führten zu unterschiedlichen Wanderungsgeschichten. Die Elchstudie ist besonders aufschlussreich, weil sie den Lebensraum in Beringia als begrenzenden Faktor für ein Tier ausweist, das auf der asiatischen Seite bereits vorkam. Meiri et al..

Wann erreichten Mammuts, Bisons, Menschen und Elche Amerika? #

Die folgende Chronologie vergleicht ausgewählte Abstammungslinien. Ma bedeutet Millionen Jahre vor heute; ka bedeutet Tausende Jahre vor heute. Einem Datum mit vorangestelltem by zufolge ist die Anwesenheit spätestens zu diesem Zeitpunkt belegt. Die übrigen Daten bezeichnen, wie in der letzten Spalte angegeben, geschätzte Ausbreitungs- oder Besiedlungszeiten.²

Eine bemerkenswerte Folge betrifft die zeitliche Abfolge von Menschen und Elchen. Unabhängige Datierungen stützen eine Anwesenheit von Menschen in White Sands vor etwa 23.000–21.000 Jahren, während die zitierte Rekonstruktion der Wapitis die Etablierung in Amerika auf etwa 15.000 Jahre vor heute datiert. Diesen Befunden zufolge waren Menschen vor den Elchen in Amerika. Dabei wird eine belegte Anwesenheit von Menschen mit einer Schätzung zur Besiedlung durch Tiere verglichen; keines der beiden Ereignisse wird dadurch zu einem exakten Datum der Grenzüberquerung. Pigati et al.; Meiri et al..

Die Besiedlung durch Menschen hat ihre eigene geografische und archäologische Abfolge, die in der Zeitleiste zur paläolithischen Technologie in den Amerikas behandelt wird. Die Chronologie der Tiere liefert den wesentlichen Kontext: Der Kontinent, den die Menschen betraten, nahm weiterhin neue Populationen großer Säugetiere auf.

Warum überquerten manche Tiere die Landbrücke mehr als einmal? #

Eine eingewanderte Abstammungslinie konnte sich etablieren, isoliert werden und später auf eine weitere Welle verwandter Tiere treffen. Alte DNA kann solche Begegnungen sichtbar machen, anders als eine Liste fossiler Arten.

Mammuts sind ein besonders folgenreiches Beispiel. Eine Million Jahre alte DNA aus Sibirien offenbarte tief getrennte Abstammungslinien und zeigte, dass Kolumbianische Mammuts Erbgut sowohl von einer mit Krestovka verwandten Linie als auch von einer mit dem Wollhaarmammut verwandten Linie trugen. Ihre Geschichte in Amerika umfasste Hybridisierung. Ein einziger Pfeil mit der Aufschrift „Mammuts“ verdeckt, wie diese Abstammung zusammengesetzt wurde. Van der Valk et al..

Auch Braunbären und Löwen überquerten die Landbrücke in mehreren Wellen. Salis und Kollegen rekonstruierten Ausbreitungsphasen, die diese großen Raubtiere gemeinsam hatten, darunter Wanderungsbewegungen während des Eiszeitintervalls vor ungefähr 191.000–130.000 Jahren. Dies sind aus untersuchten genetischen Abstammungslinien rekonstruierte Geschichten; das älteste Fossil und die älteste erhaltene oder untersuchte mütterliche Abstammungslinie müssen nicht dasselbe Ereignis markieren. Salis et al..

Bei den Pferden kam es zu einer Umkehr. Ihre lange Geschichte begann in Nordamerika, doch Genome alter caballiner Pferde weisen auf spätere Wanderungen in beide Richtungen hin, darunter natürliche Rückwanderungen aus Eurasien nach Nordamerika. Zwei grobe Ausbreitungszeiträume liegen bei etwa 875.000–625.000 und 200.000–50.000 Jahren vor heute. Die Tiere trugen Abstammung über Beringia, lange bevor Menschen domestizierte Pferde über den Atlantik transportierten. Vershinina et al..

Die lange Naturgeschichte des Pferdes zeichnet diese umfassendere Geschichte nach. Entscheidend ist hier die Unterscheidung zwischen dem Herkunftsort einer Abstammungslinie und der Herkunft einer bestimmten eingewanderten Population. Ein Ursprung in Nordamerika ist durchaus damit vereinbar, dass eine Population später aus Eurasien eintraf.

Welche ausgestorbenen Einwanderer lebten einst in Nordamerika? #

Die heutige Tierwelt eignet sich nur schlecht als Inventar früherer Einwanderer, denn viele von ihnen sind ausgestorben. Chasmaporthetes, die laufende Hyäne, gelangte vor etwa 4,7 Millionen Jahren nach Nordamerika. Zwei Zähne aus dem Old Crow Basin im Yukon lieferten später fossile Belege entlang der zuvor erschlossenen nördlichen Route. Die Funde aus der Arktis verbinden eine Geschichte, die ansonsten durch weit voneinander entfernte Fundorte in der Alten Welt und weiter südlich in Amerika belegt ist. Tseng, Zazula, and Werdelin.

Auch Saigaantilopen lebten im späten Pleistozän im Nordwesten Nordamerikas. Ihre Überreste in Kanada zeigen, dass ein Tier, das man heute mit Eurasien verbindet, einst zur arktischen Fauna Amerikas gehörte. Harington and Cinq-Mars.

Die fossilen Raubtiere umfassen weitere Abstammungslinien mit Verwandten in der Alten Welt: Rothunde und Xenocyon unter den Hundeartigen, Homotherium unter den Säbelzahnkatzen und Dinofelis unter weiteren Säbelzahnformen. Die zitierten Studien dokumentieren vor allem, wo und wann diese Tiere in Nordamerika vorkamen; sie datieren nicht jeweils eine bestimmte Überquerung. Es handelte sich um unterschiedliche Abstammungslinien mit unterschiedlichen Geschichten. „Wolfsähnlich“ und „säbelzahnig“ beschreiben das Aussehen zu allgemein, um eine einzelne Wanderung zu identifizieren. Fossile Caninae; Homotherium-Studie; Neubearbeitung von Dinofelis.

Ein noch weniger bekannter Einwanderer war Parailurus, ein ausgestorbener Verwandter des Roten Pandas, der aus dem Pliozän des Bundesstaats Washington belegt ist. Ihn als amerikanischen Roten Panda zu bezeichnen, vermittelt die Überraschung, solange man ihn klar von den heute lebenden asiatischen Arten unterscheidet. Amerika beherbergte einst Zweige von Familien, deren heutige Verbreitung nur einen Teil ihrer Geschichte erkennen lässt. Tedford and Gustafson.

Dwanderten auch kleinere Tiere, Vögel und Parasiten? #

Die großen Säugetiere sind die auffälligsten Wanderer. Kleinere Tiere belegen einen umfassenderen Austausch, darunter getrennte Einwanderungswellen von Mardern, Nagetieren, Spitzmäusen, Vögeln und Insekten. Aus einem eingewanderten Vorfahren können später mehrere amerikanische Arten hervorgehen; die Zahl der heute lebenden Arten entspricht daher nicht der Zahl der Kontinentalüberquerungen.

Die Parasiten verändern den Maßstab des Bildes. Ein wanderndes Nagetier konnte eine weitere tierische Abstammungslinie in sich tragen. Die Rekonstruktion von Arostrilepis bringt die Besiedlung Amerikas aus Asien mit bis zu vier Eiszeitphasen in Verbindung. Die interkontinentale Wanderung verbreitete somit neben den sichtbaren Tieren auch ökologische Beziehungen. Galbreath et al..

Welche Tiere überquerten auf natürlichem Weg den Atlantik? #

Flugtiere waren nicht immer auf Beringia angewiesen. Kuhreiher erreichten Südamerika auf natürlichem Weg aus Afrika und breiteten sich anschließend in den Amerikas aus. Historische Aufzeichnungen belegen ihr Vorkommen in der Neuen Welt im 19. Jahrhundert, während meteorologische Forschung untersucht, wie Winde die Überquerung ermöglicht haben könnten. Diese Ausbreitung ist deutlich jüngeren Datums als der Austausch von Säugetieren im Norden. Massa et al.; Arendt.

Seidenreiher liefern ein jüngeres Beispiel für die Etablierung einer Population: Die Brut in Barbados ist seit 1994 belegt. Das ist von Bedeutung, denn eine Population auf einer Karibikinsel ist bereits eine Population der Neuen Welt; eine Ausbreitung auf dem Kontinent ist keine Voraussetzung. Auch der Braune Sichler gehört zur umfassenderen Geschichte der natürlichen Ausbreitung über den Atlantik. Hayes and White; Nachweise des Braunen Sichlers und historischer Überblick.

Hunde gehören in eine eigene Kategorie. Perri und Kollegen schlugen auf Grundlage einer Synthese genetischer und archäologischer Befunde eine Ankunft mit Menschen vor etwa 15.000 Jahren vor. Dies ist ein Modell für eine durch Menschen unterstützte Ausbreitung, nicht für eine unabhängig erfolgte Wanderung wildlebender Tiere und auch keine direkte Datierung der ältesten Hundeknochen aus Amerika. Perri et al..

Was lässt sich aus Datierungen von Wanderungen tatsächlich ableiten? #

Der Zeitraum von fünf Millionen Jahren ist nützlich, weil er die Frage überprüfbar macht. Zugleich schließt er einige vertraute Beispiele aus. Die früheste Einwanderung von Hirschen könnte vor diesem Zeitraum liegen, auch wenn Hirschfossilien aus Amerika knapp innerhalb dieses Zeitraums vorkommen. Die Abstammung des Weißbrustkleibers wird als ältere Einwanderung vor etwa 7,5 Millionen Jahren rekonstruiert, im Unterschied zu den oben aufgeführten jüngeren Einwanderungen von Kleibern. Auch Kamele wanderten nach einem ähnlich weit zurückliegenden Zeitmaß in die andere Richtung: Die Familie entstand in Nordamerika, und die Abstammungslinie der heutigen Kamele hatte Eurasien bereits im späten Miozän erreicht. Ein riesiges Kamel aus dem mittleren Pliozän von Ellesmere Island zeigt, dass diese Abstammungslinie auch in einem bewaldeten Hocharktisgebiet heimisch war. Frühpliozäne Hirsche; Biogeografie der Certhioidea; Rybczynski et al..

Auch die Richtung muss durch Belege gestützt werden. Frühpliozäne Gulo-Fossilien aus Tennessee stützen einen nordamerikanischen Ursprung der Vielfraße und stellen die geläufige Darstellung einer anfänglichen Einwanderung aus Asien infrage. Ein heutiges Verbreitungsgebiet auf beiden Kontinenten lässt nicht erkennen, in welche Richtung die Vorfahren wanderten. Samuels et al..

Zusammengenommen zeigen die Überquerungen einen Kontinent, der wiederholt Tierpopulationen aufnahm, veränderte und verlor. Manche Einwanderer hinterließen Nachkommen in Amerika; andere verschwanden; manche wanderten zurück. Das heutige Verbreitungsgebiet eines Tieres ist das erhaltene Ergebnis dieser Geschichte. Das Mammut und der Bison im vorgestellten Zug gehören in dieselbe Landschaft, doch der Weg ihrer Vorfahren dorthin war über mehr als eine Million Jahre hinweg in Gebrauch.

Methodik und Anmerkungen #

SQuellen #

Weitere Fachquellen sind neben den betreffenden Aussagen und Tabellenzeilen verlinkt.

1. Froese, D., et al. (2017). “Fossil and genomic evidence constrains the timing of bison arrival in North America.” Proceedings of the National Academy of Sciences. Open author copy.
2. Van der Valk, T., et al. (2021). “Million-year-old DNA sheds light on the genomic history of mammoths.” Nature.
3. Vershinina, A. O., et al. (2021). “Ancient horse genomes reveal the timing and extent of dispersals across the Bering Land Bridge.” Molecular Ecology. Open manuscript.
4. Meiri, M., et al. (2014). “Faunal record identifies Bering isthmus conditions as constraint to end-Pleistocene migration to the New World.” Proceedings of the Royal Society B. Open full text.
5. Pigati, J. S., et al. (2023). “Independent age estimates resolve the controversy of ancient human footprints at White Sands.” Science. USGS account.
6. Kjær, K. H., et al. (2022). “A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA.” Nature.
7. Salis, A. T., et al. (2022). “Lions and brown bears colonized North America in multiple synchronous waves of dispersal across the Bering Land Bridge.” Molecular Ecology.
8. Tseng, Z. J., Zazula, G., and Werdelin, L. (2019). “First fossils of hyenas (Chasmaporthetes, Hyaenidae, Carnivora) from north of the Arctic Circle.” Open Quaternary 5:6.
9. Pedersen, M. W., et al. (2016). “Postglacial viability and colonization in North America’s ice-free corridor.” Nature.
10. Rybczynski, N., et al. (2013). “Mid-Pliocene warm-period deposits in the High Arctic yield insight into camel evolution.” Nature Communications.
11. Perri, A. R., et al. (2021). “Dog domestication and the dual dispersal of people and dogs into the Americas.” Proceedings of the National Academy of Sciences.