Wenn sie eine Mutation in etwa 50 Prozent der DNA eines Nachkommens fanden, kamen sie zu dem Schluss, dass es sich wahrscheinlich um eine Keimbahnmutation handelte – eine Mutation, die entweder durch die Eizelle der Mutter oder das Sperma des Vaters vererbt wurde. Natürliche Selektion kann direkt auf eine solche Mutation einwirken. Weniger häufige Mutationen traten vermutlich spontan in Geweben außerhalb der Keimbahn auf; Sie waren für die Evolution weniger relevant, weil sie nicht weitergegeben wurden.
(Überraschend oft ergaben Unstimmigkeiten in den Familientrios den Forschern, dass die von den Zoos aufgeführten Väter nichts mit den Babys zu tun hatten. Zoovertreter zuckten bei dieser Nachricht oft mit den Schultern und sagten, es könnten zwei Männchen im Käfig gewesen sein. „Ja, nun ja, der andere ist der Gewinner“, scherzte Bergeron.)
Am Ende verfügten die Forscher über 151 verwendbare Trios, die physisch, metabolisch und verhaltensmäßig so unterschiedliche Arten repräsentierten, wie riesige Schwertwale, winzige siamesische Kampffische, Texas-Bandgeckos und Menschen. Anschließend verglichen sie die Mutationsraten der Art mit dem, was wir über die Verhaltensweisen und Merkmale ihrer Lebensgeschichte wissen. Sie berücksichtigten auch ein statistisches Maß für jede Art, die sogenannte effektive Populationsgröße, die in etwa der Anzahl der Individuen entspricht, die zur Darstellung der genetischen Vielfalt erforderlich sind. (Obwohl die menschliche Bevölkerung heute beispielsweise 8 Milliarden beträgt, schätzen Wissenschaftler unsere effektive Bevölkerungsgröße normalerweise auf etwa 10.000 oder weniger.) Bergeron und ihre Kollegen suchten nach Zusammenhangsmustern in den Zahlen.
Das überraschendste Ergebnis der Daten war die große Bandbreite der Keimbahnmutationsraten. Als die Forscher maßen, wie oft die Mutationen pro Generation auftraten, variierten die Arten nur etwa um das 40-fache, was laut Bergeron im Vergleich zu den Unterschieden in Körpergröße, Langlebigkeit und anderen Merkmalen recht gering erschien. Als sie jedoch die Mutationsraten pro Jahr und nicht pro Generation betrachteten, erhöhte sich die Spanne auf etwa das 120-fache, was größer war, als frühere Studien vermutet hatten.
Die Quellen der Variation
Die Studienautoren fanden heraus, dass die Mutationsrate einer Art umso geringer ist, je höher die durchschnittliche effektive Populationsgröße einer Art ist. Das lieferte einen guten Beweis dafür, dass „Drift-Barriere-Hypothese„, das Lynch vor etwas mehr als einem Jahrzehnt erfunden hat. „Selektion ist der unermüdliche Versuch, die Mutationsrate zu reduzieren, da die meisten Mutationen schädlich sind“, erklärte Lynch. Aber bei Arten mit kleineren effektiven Populationsgrößen wird die natürliche Selektion schwächer, weil die genetische Drift – der Effekt des reinen Zufalls auf die Ausbreitung einer Mutation – stärker wird. Dadurch kann die Mutationsrate steigen.
Die Ergebnisse stützen auch eine andere Idee in der wissenschaftlichen Literatur, nämlich die Hypothese der männlich getriebenen Evolution, was darauf hindeutet, dass Männchen möglicherweise mehr Mutationen zur Evolution einiger Arten beitragen als Weibchen. Bergeron und ihre Kollegen fanden heraus, dass die Keimbahnmutationsraten bei Männern tendenziell höher waren als bei Frauen – zumindest bei Säugetieren und Vögeln, nicht jedoch bei Reptilien und Fischen.
Die Autoren nannten einen möglichen Grund für diese Unterschiede: Da Männchen bei allen Arten ständig ihre DNA kopieren, um Spermien herzustellen, sind sie mit endlosen Möglichkeiten für Mutationen konfrontiert. Auch weibliche Fische und Reptilien legen im Laufe ihres Lebens Eier und sind daher einem ähnlichen Risiko eines genetischen Fehlers ausgesetzt. Aber weibliche Säugetiere und Vögel werden grundsätzlich mit allen Eizellen geboren, die sie jemals produzieren werden, sodass ihre Keimbahnen besser geschützt sind.