Woher stammen die heute rund 100 Arten der Stärlinge, und wie haben sie sich über Nord- und Südamerika ausgebreitet? Dr. Axel Arango Garcia und Professor Chaitanya S. Gokhale vom Lehrstuhl für Computational and Theoretical Biology (CCTB) der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben die Evolutionsgeschichte dieser Vogelfamilie rekonstruiert. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Vorfahren der heutigen Arten höchstwahrscheinlich aus Nordamerika stammten und sich über Millionen von Jahren schrittweise nach Süden ausbreiteten. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Frontiers of Biogeography erschienen.
Die Stärlinge – wissenschaftlich „Icteridae“ – sind eine Familie mit mehr als hundert Arten von Singvögeln, die von Alaska bis Feuerland verbreitet sind. Zu bekannten Vertretern zählen unter anderem Trupiale, Grackeln und Kuhstärlinge. Gemeinsam besiedeln sie nahezu jeden Lebensraum Amerikas, von der arktischen Taiga bis zum tropischen Regenwald.
Trotz zahlreicher ökologischer, verhaltensbiologischer und evolutionsbiologischer Studien wird über den Ursprung der Stärlinge und ihre biogeografische Geschichte seit Jahrzehnten diskutiert. 1946 stellte der Ornithologe Ernst Mayr die Hypothese auf, dass die Stärlinge aus Südamerika stammen und sich schrittweise nach Norden ausgebreitet haben. Eine Studie von Barker et al. aus dem Jahr 2015 stellte diese Hypothese jedoch infrage und deutete stattdessen auf einen Ursprung in Nordamerika hin. Offen blieb allerdings, wie und wann sich die Vögel anschließend über den amerikanischen Doppelkontinent ausbreiteten.
Schritt für Schritt nach Süden
Für ihre Studie kombinierten die Forschenden Verbreitungsdaten und Stammbäume von 104 der 106 derzeit anerkannten Arten. Mithilfe verschiedener statistischer Modelle rekonstruierten sie, wann und auf welchen Wegen sich deren Vorfahren über Nord- und Südamerika ausbreiteten.
Am besten zu den Daten passt eine schrittweise Besiedlung in Richtung Süden: Vor rund 7,5 Millionen Jahren erreichten die Vögel Mittelamerika und die Karibik, vor etwa 6,1 Millionen Jahren das Amazonasgebiet und kurz darauf die Anden. Das südliche Südamerika folgte vor rund 4,8 Millionen Jahren, Patagonien schließlich vor etwa 2,7 Millionen Jahren. Diese Zeitangaben entsprechen weitgehend der Abfolge, die in der ursprünglichen Studie rekonstruiert wurde.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die Stärlinge in einem langen, schrittweisen Prozess über den amerikanischen Doppelkontinent ausgebreitet haben. Besonders interessant ist, dass ihre Vorfahren Südamerika offenbar erreichten, bevor sich der heutige Isthmus von Panama vollständig gebildet hatte“, sagt Arango Garcia.
Früher in Südamerika als bislang angenommen
Dem Modell zufolge gelangten die Stärlinge erstmals vor rund sechs Millionen Jahren nach Südamerika – etwa drei Millionen Jahre früher, als bisherige Studien für diese Vogelgruppe angenommen hatten.
Zu dieser Zeit hatte sich der heutige Isthmus von Panama noch nicht vollständig gebildet. Die Vögel könnten Südamerika daher über offene Wasserflächen oder über bereits vorhandene Inseln und Landverbindungen erreicht haben. Etwa zur selben Zeit breiteten sich in Südamerika offene, von Gräsern geprägte Lebensräume aus. Auch die wissenschaftliche Publikation diskutiert die Ausbreitung über Wasser sowie bereits vor oder während der Entstehung des Isthmus bestehende Landverbindungen als mögliche Routen.
„Die Ausbreitung der Stärlinge nach Südamerika scheint zeitlich mit der Ausbreitung offener, von Gräsern geprägter Lebensräume zusammenzufallen. Es ist daher möglich, dass die Vögel diesen geeigneten Lebensräumen nach Süden folgten“, sagt Axel Arango.
Die Studie kann allerdings nicht nachweisen, dass diese Umweltveränderungen tatsächlich die Ursache für die Ausbreitung der Vögel nach Süden waren.
Neue Arten entstanden vor allem vor Ort
Die Analyse zeigt außerdem, dass die Besiedlung neuer Regionen allein nicht erklärt, warum neue Arten entstanden. Stattdessen entwickelten sich viele Arten innerhalb von Regionen, die bereits besiedelt waren. Die berechneten Artbildungsraten waren in Nord- und Südamerika insgesamt ähnlich.
Welche Faktoren die Entstehung neuer Arten beeinflussten, bleibt eine offene Frage. Die Autoren verweisen beispielsweise auf die Spezialisierung auf bestimmte Nahrungsquellen und Lebensräume, auf Sozialverhalten oder Partnerwahl. Künftige Studien könnten solche Merkmale direkt in die Modelle einbeziehen. So ließe sich genauer untersuchen, warum manche evolutionären Linien mehr neue Arten hervorbrachten als andere. Dies entspricht der Schlussfolgerung der Studie, dass neben der Geografie vermutlich weitere Faktoren eine wichtige Rolle bei der Diversifizierung spielen – darunter möglicherweise ökologische Spezialisierung, Sozialverhalten und sexuelle Selektion.
Ursprung im Hörsaal
Das Projekt hat seinen Ursprung in der Lehre. Arango nutzt die Stärlinge seit Jahren als Beispiel in seinen Lehrveranstaltungen. Anhand dieser Vogelfamilie vermittelt er makroökologische Regeln, führt Studierende in die Analyse phylogenetischer Daten ein und zeigt ihnen, wie sich stammesgeschichtliche Informationen verarbeiten lassen. Die Analyse, die diesem Paper zugrunde liegt, nahm Gestalt an, als der Forscher Lehrmaterial für einen Workshop zur parametrischen Biogeografie vorbereitete. Gefördert wurde dieser durch das Bayerische Hochschulzentrum für Lateinamerika (BAYLAT).
„Obwohl ich mich schon seit Jahren mit Stärlingen beschäftige, war es beeindruckend zu sehen, dass ihre Entwicklungslinien Südamerika bereits lange vor der vollständigen Schließung der Landbrücke erreichten – und genau nachzuverfolgen, auf welchen Routen sie sich bis nach Feuerland ausbreiteten“, sagt Axel Arango.
Originalpublikation
Arango, Axel & Gokhale, Chaitanya S. (2026): The historical biogeography of the New World blackbirds (Icteridae). Frontiers of Biogeography 19, e202331. DOI: 10.21425/fob.19.202331
Kontakt
Dr. Axel Arango, Lehrstuhl für Computational and Theoretical Biology (CCTB), E-Mail: axel.arango-garcia@uni-wuerzburg.de