Unsichtbare Biodiversität: Wenn eine Art in Wirklichkeit mehrere ist

Der Chinesische Riesensalamander galt lange als eine einzige Art. Das bis zu fast zwei Meter lange Tier gehört zu den größten Amphibien der Erde und wurde unter dem Namen Andrias davidianus in ganz China als dieselbe Spezies betrachtet.

Doch genetische Untersuchungen brachten 2018 eine Überraschung ans Licht: Hinter dem scheinbar einheitlichen Tier verbergen sich mehrere evolutionär getrennte Linien, die sich über Millionen Jahre hinweg in verschiedenen Flusssystemen entwickelt hatten. Einige von ihnen wurden inzwischen als eigenständige Arten beschrieben. Neben A. davidianus gehören dazu etwa Andrias sligoi aus Südchina, A. cheni aus Flusssystemen der Huangshan-Berge und A. jiangxiensis aus der Provinz Jiangxi.

Das Problem: Als die Tiere noch als eine einzige Art galten, wurden sie massenhaft in Zuchtfarmen gehalten, zwischen Regionen transportiert und wieder ausgewildert. Dadurch vermischten sich Populationen, die sich über vier bis zehn Millionen Jahre unabhängig voneinander entwickelt hatten. Im schlimmsten Fall könnten so eigenständige Arten verschwinden, bevor ihre Existenz überhaupt erkannt wird.

Der Riesensalamander ist damit ein eindrucksvolles Beispiel für sogenannte Kryptospezies, auch kryptische Arten genannt – wörtlich „verborgene Arten“. Gemeint sind Arten, die äußerlich kaum voneinander zu unterscheiden sind, genetisch jedoch eigenständige Abstammungslinien bilden. Doch der Riesensalamander ist kein Einzelfall. Tatsächlich vermuten viele Biologen inzwischen, dass solche verborgenen Arten in der Natur weit häufiger vorkommen als lange angenommen.

Wie verbreitet Kryptospezies tatsächlich sind, untersuchten nun der Evolutionsbiologe Yinpeng Zhang und sein Kollege John J. Wiens in einer Analyse genetischer Studien zu Wirbeltieren. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass die Vielfalt der Wirbeltiere bislang erheblich unterschätzt worden sein könnte. Hochgerechnet auf alle Wirbeltiere könnte das bedeuten, dass es deutlich mehr Arten gibt als bislang angenommen – möglicherweise sogar annähernd doppelt so viele.

Was sind Kryptospezies?

Seit den Anfängen der Zoologie werden Arten vor allem anhand ihres äußeren Erscheinungsbildes unterschieden: Körperbau, Größe, Färbung oder anatomische Details. Dieser Ansatz war über Jahrhunderte erfolgreich, hat jedoch auch Grenzen.

Manche Arten sehen sich äußerlich fast zum Verwechseln ähnlich, sind genetisch jedoch klar voneinander getrennt. Solche verborgenen Arten werden Kryptospezies genannt. Sie bilden eigenständige evolutionäre Linien, auch wenn sie sich äußerlich kaum unterscheiden und sich unter Umständen sogar noch miteinander kreuzen können. Oft bleiben solche Linien lange unentdeckt. Erst genetische Analysen machen diese „unsichtbare“ Biodiversität sichtbar.

Die Studie: 373 Untersuchungen, mehr als 1.000 Arten

Um abzuschätzen, wie verbreitet Kryptospezies bei Wirbeltieren tatsächlich sind, werteten Zhang und Wiens eine große Zahl bereits veröffentlichter Studien zur molekularen Artabgrenzung aus. Zwischen Januar und Juli 2024 durchsuchten sie Google Scholar systematisch nach Arbeiten, in denen genetische Daten genutzt wurden, um Arten voneinander zu unterscheiden.

Berücksichtigt wurden Studien aus allen großen Wirbeltiergruppen: Knochenfische (Actinopterygii), Knorpelfische (Chondrichthyes), Amphibien, Reptilien wie Schlangen, Echsen, Schildkröten und Krokodile, Vögel und Säugetiere.

Insgesamt erfüllten 373 Studien die Kriterien der Analyse. Zusammen umfassten sie 1.041 morphologisch definierte Arten – also Arten, die ursprünglich anhand äußerer Merkmale beschrieben worden waren.

Für jede Studie berechneten die Autoren ein einfaches, aber aussagekräftiges Maß: das Verhältnis zwischen genetisch erkannten Linien und den ursprünglich morphologisch definierten Arten. Ein Wert über 1 bedeutet, dass genetische Analysen zusätzliche, zuvor unerkannte Linien identifizieren – also potenzielle Kryptospezies. Ein Wert unter 1 deutet dagegen darauf hin, dass mehrere vermeintliche Arten genetisch kaum unterscheidbar sind und möglicherweise zu einer einzigen Art gehören.

Die Analyse berücksichtigte zudem unterschiedliche genetische Datentypen. Einige Studien basierten ausschließlich auf mitochondrialer DNA (mtDNA), andere auf nuklearer DNA (nucDNA) oder auf einer Kombination aus beiden. Dieser Vergleich ist besonders relevant, weil in der Taxonomie seit Jahren diskutiert wird, ob mtDNA-Analysen die Zahl der Arten systematisch überschätzen. Durch den direkten Vergleich der Datentypen konnten Zhang und Wiens auch diese Frage untersuchen.

Das erstaunlichste Ergebnis: ein universelles Muster

Das auffälligste Ergebnis der Studie ist nicht eine besonders hohe oder niedrige Zahl in einer bestimmten Tiergruppe, sondern die erstaunliche Gleichförmigkeit der Ergebnisse.

Für die fünf artenreichsten Wirbeltiergruppen – Knochenfische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere – lag das durchschnittliche Verhältnis zwischen genetisch erkannten Linien und morphologisch beschriebenen Arten bei Analysen mit nuklearer DNA zwischen etwa 1,8 und 2,1. Mit anderen Worten: Hinter einer morphologisch definierten Wirbeltierart verbergen sich im Durchschnitt etwa zwei genetisch unterscheidbare Linien.

Bemerkenswert ist dabei, dass sich dieses Verhältnis über alle großen Wirbeltiergruppen hinweg kaum unterscheidet. Statistische Analysen zeigten, dass die Unterschiede zwischen den Gruppen nicht signifikant sind. Kryptospezies sind damit offenbar kein Spezialfall einzelner Tiergruppen, sondern ein weit verbreitetes Merkmal der Wirbeltierdiversität – möglicherweise sogar ein grundlegender Bestandteil evolutiver Prozesse.

Warum entstehen kryptische Arten so häufig?

Warum dieses Muster so konstant ist, bleibt eine offene Frage. Zhang und Wiens vermuten, dass nicht die großen Unterschiede zwischen Tiergruppen – etwa Flugfähigkeit, Warmblütigkeit oder Wasserleben – entscheidend sind. Wichtiger könnten Faktoren sein, die auf Ebene einzelner Arten oder Populationen wirken, etwa die Größe des Verbreitungsgebiets, geografische Isolation, Populationsstruktur oder klimatische Veränderungen.

Viele Kryptospezies entstehen vermutlich, wenn Populationen über lange Zeit räumlich voneinander getrennt werden. Entwickeln sie sich unter ähnlichen Umweltbedingungen weiter, kann das äußere Erscheinungsbild erstaunlich stabil bleiben, während sich im Erbgut immer größere Unterschiede ansammeln.

Viel mehr Arten als angenommen

Nimmt man diese Ergebnisse wörtlich, könnte die tatsächliche Artenzahl der Wirbeltiere deutlich höher liegen als bisher angenommen. Wenn viele morphologisch definierte Arten in Wirklichkeit aus zwei oder mehr evolutionär getrennten Linien bestehen, bleibt ein Teil der Biodiversität bislang schlicht unsichtbar.

Ähnliche Ergebnisse fand John Wiens bereits 2023 für Insekten: Dort wurden pro morphologisch beschriebener Art im Durchschnitt sogar etwa drei genetische Linien identifiziert. Zusammen deuten diese Studien darauf hin, dass Kryptospezies kein seltenes Kuriosum sind, sondern ein grundlegendes Muster der Biodiversität.

mtDNA oder nucDNA? Eine alte Debatte

Seit Jahrzehnten diskutieren Biologinnen und Biologen, ob mitochondriale DNA (mtDNA) zuverlässig zur Abgrenzung von Arten genutzt werden kann. Der Grund für diese Kontroverse liegt in den Eigenschaften dieses Erbguts: mtDNA ist technisch relativ leicht zu sequenzieren und war deshalb lange die wichtigste Grundlage genetischer Artstudien. Gleichzeitig repräsentiert sie jedoch nur einen einzigen genetischen Marker und wird ausschließlich über die mütterliche Linie vererbt.

Kritiker befürchten daher, dass mtDNA ein verzerrtes Bild der Artenvielfalt liefern könnte – etwa wenn Hybridisierung oder andere evolutionäre Prozesse die genetischen Signale verfälschen.

Die Analyse von Zhang und Wiens erlaubt nun einen besonders umfassenden Blick auf diese Frage. Für viele Wirbeltiergruppen konnten die Autoren Studien vergleichen, die entweder nur mitochondriale DNA, nur nukleare DNA (nucDNA) oder beide Datentypen verwendeten.

Das Ergebnis: Analysen auf Basis von mtDNA identifizieren im Durchschnitt tatsächlich etwas mehr potenzielle Kryptospezies als Untersuchungen mit nuklearer DNA. Während das Verhältnis genetisch erkannter Linien zu morphologisch beschriebenen Arten bei nuklearen Daten meist um etwa zwei lag, ergaben mtDNA-Analysen Werte von etwa 2,5. Der Unterschied ist also vorhanden, aber deutlich kleiner, als oft vermutet. In den meisten Wirbeltiergruppen war er statistisch nicht signifikant; nur bei Knochenfischen zeigte sich ein klarer Unterschied.

Die Autoren schlussfolgern daher: Nukleare Daten gelten zwar als robuster, weil sie viele unabhängige genetische Marker umfassen. Doch mitochondriale DNA liefert häufig bereits eine zuverlässige erste Abschätzung verborgener Artenvielfalt.

Gerade in einer Zeit, in der viele Arten verschwinden, bevor sie überhaupt beschrieben wurden, kann mtDNA daher ein wertvolles Screening-Werkzeug sein – vorausgesetzt, ihre Ergebnisse werden später durch umfassendere genetische Analysen überprüft.

Die Konsequenzen für den Artenschutz

Die möglichen Folgen dieser Ergebnisse für den Artenschutz sind erheblich. Wenn sich hinter vielen morphologisch beschriebenen Arten mehrere evolutionär getrennte Linien verbergen, bleibt ein Teil der biologischen Vielfalt in Schutzprogrammen möglicherweise unsichtbar.

Denn Natur- und Artenschutzmaßnahmen orientieren sich meist an formal beschriebenen Arten. Sie bilden die grundlegende Einheit für Rote Listen, Schutzgesetze und internationale Abkommen. Werden jedoch mehrere eigenständige Arten unter einem einzigen Namen geführt, können gefährdete Linien unbemerkt bleiben.

Das Beispiel des Chinesischen Riesensalamanders zeigt dieses Problem deutlich. Lange galt er als eine einzige, weit verbreitete Art (Andrias davidianus). Genetische Analysen offenbarten jedoch mehrere tief divergierende Linien, die sich über Millionen Jahre hinweg in verschiedenen Flusssystemen entwickelt hatten. Einige dieser Linien wurden inzwischen als eigenständige Arten beschrieben.

Damit schrumpft das tatsächliche Verbreitungsgebiet jeder einzelnen Art massiv. Was zuvor wie eine relativ weit verbreitete Art erschien, entpuppt sich als mehrere lokal begrenzte und vom Aussterben bedrohte Arten, die jeweils deutlich anfälliger für Habitatverlust, Übernutzung oder Krankheiten sind.

Hinzu kommt ein weiteres Problem: Viele Kryptospezies werden zwar genetisch erkannt, aber nie offiziell als neue Arten beschrieben. In der von Zhang und Wiens ausgewerteten Literatur wurden nur etwa 2 bis 14 % der identifizierten kryptischen Linien tatsächlich formal taxonomisch beschrieben. Der Großteil bleibt namenlos – und kann daher auch nicht in Schutzlisten oder Managementpläne aufgenommen werden.

Die Autoren sehen darin eine der größten Herausforderungen für die Biodiversitätsforschung: Ohne gezielte genetische Untersuchungen und anschließende taxonomische Arbeit könnte ein Teil der Artenvielfalt verschwinden, bevor er überhaupt wissenschaftlich dokumentiert wurde.

Konsequenzen für Evolutionsforschung und Fossilieninterpretation

Die Studie hat auch Folgen für unser Verständnis der Evolutionsgeschichte. Fossilien lassen sich naturgemäß nur anhand morphologischer Merkmale unterscheiden – genau jener Eigenschaften also, bei denen Kryptospezies besonders schwer zu erkennen sind. Wenn lebende Arten im Durchschnitt mehr genetische Diversität enthalten, als ihre Morphologie vermuten lässt, könnte auch die Biodiversität vergangener Zeiten systematisch unterschätzt worden sein.

Das betrifft unter anderem Schätzungen zum Artenreichtum, zu Artbildungsraten und zu Aussterbeereignissen im Verlauf der Erdgeschichte. Bleibt ein Teil der tatsächlichen Artenvielfalt im Fossilbericht unsichtbar, können daraus abgeleitete Evolutionsmuster verzerrt sein.

Auch phylogenetische Analysen lebender Arten können betroffen sein. Werden kryptische Linien in Diversifizierungsanalysen nicht berücksichtigt, kann sich das Bild der Evolutionsdynamik erheblich verändern. In einer früheren Untersuchung an mehreren Süßwasserfisch-Kladen zeigte sich beispielsweise: Ohne Berücksichtigung kryptischer Arten deuteten die Daten auf eine abnehmende Artbildungsrate im Verlauf der Zeit hin – mit ihnen dagegen auf eine weitgehend konstante Diversifikation.

Solche Ergebnisse verdeutlichen, dass Kryptospezies nicht nur ein taxonomisches Detail darstellen. Sie können unser Verständnis davon verändern, wie Arten entstehen, wie Biodiversität verteilt ist und wie sich das Leben auf der Erde im Laufe der Zeit entwickelt hat.

Mehr Arten als gedacht

Die Studie von Zhang und Wiens zeigt, wie viel Biodiversität bislang im Verborgenen geblieben sein könnte. Hinter vielen bekannten Arten verbergen sich möglicherweise mehrere evolutionär eigenständige Linien, die äußerlich kaum zu unterscheiden sind.

Für den Artenschutz hat das weitreichende Konsequenzen. Wenn Kryptospezies unentdeckt bleiben, können lokal begrenzte und stark gefährdete Linien unter dem Namen einer scheinbar weit verbreiteten Art verborgen bleiben. Schutzmaßnahmen könnten dann unbeabsichtigt einen Teil der tatsächlichen Vielfalt übersehen.

Gleichzeitig verändert die Entdeckung kryptischer Arten auch unser Bild der Evolution. Sie zeigt, dass ein Teil der Biodiversität erst durch genetische Analysen sichtbar wird. Die Biodiversität der Erde ist daher vermutlich reicher und komplexer, als es die klassische, rein morphologische Taxonomie lange vermuten ließ. Ein Teil dieser Vielfalt ist noch immer verborgen – und wartet darauf, entdeckt zu werden.

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Quellen

• Furumitsu, K., & Yamaguchi, A. (2025). Redescription of Hemitrygon akajei with description of the cryptic stingray species Hemitrygon ariakensis sp. nov. from the Northwest Pacific (Myliobatoidei: Dasyatidae). Ichthyological Research. https://doi.org/10.1007/s10228-025-01048-5
• Li, X., & Wiens, J. J. (2023). Estimating Global Biodiversity: The Role of Cryptic Insect Species, Systematic Biology, Volume 72, Issue 2, March 2023, 391–403, https://doi.org/10.1093/sysbio/syac069
• Loza-Carvajal, K. D., Yánez-Muñoz, M. H., Quilumbaquin, W., & Ortega-Andrade, H. M. (2025). Vast cryptic diversity in direct-developing frogs Pristimantis (Anura: Strabomantidae): A new subgenus and the description of a new species from the eastern Andes of Ecuador. PeerJ, 13, e20512. https://doi.org/10.7717/peerj.20512
• Yan, F., Lü, J., Zhang, B., et al. (2018). The Chinese giant salamander exemplifies the hidden extinction of cryptic species. Current Biology, 28(10), R590–R592. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.04.004
• Zhang, Y. & Wiens, J. J. (2026). Cryptic species are widespread across vertebrates. Proceedings of the Royal Society B, 293, 20252377. https://doi.org/10.1098/rspb.2025.2377