Die Braune Nachtbaumnatter ist zu einem der bekanntesten Beispiele für invasive Arten geworden – und zu einem anhaltenden Kopfschmerz für Guams Versorgungsunternehmen, die jedes Jahr Hunderte von schlangenbedingten Stromausfällen bewältigen müssen.

Die Schlange, die ursprünglich aus Australien und dem Südpazifik stammt, erreichte Guam vermutlich irgendwann nach dem Zweiten Weltkrieg, möglicherweise als blinder Passagier auf Militärfrachtflugzeugen. Ihre Ankunft hatte verheerende Folgen: Braune Nachtbaumnattern haben viele der einheimischen Waldvögel Guams lokal ausgerottet, und in einigen Teilen des US-Territoriums sind ihre Zahlen auf bis zu 30.000 Schlangen pro Quadratmeile gestiegen.

Die Invasion hat Biologen lange verwirrt, da man annimmt, dass die Population Guams nur mit einer kleinen Anzahl von Schlangen begann. Eine so begrenzte Gründungspopulation verursacht normalerweise einen schweren genetischen Flaschenhals, der die Anpassungsfähigkeit einer Art verringert. Aber eine neue, von der University at Buffalo geleitete Studie, die am 24. Juli in Science Advances veröffentlicht wurde, deutet darauf hin, dass Braune Nachtbaumnattern weitaus mehr genetische Variation besitzen als Wissenschaftler bisher annahmen.

Forscher der UB und des U.S. Geological Survey (USGS) verwendeten fortschrittliche Long-Read-Sequenzierung, um große Abschnitte des Schlangengenoms zu untersuchen. Sie entdeckten Tausende von strukturellen Varianten, darunter DNA-Abschnitte, die dupliziert, deletiert oder neu angeordnet waren. Viele dieser Variationen konzentrierten sich auf Gene, die mit Immunität und Geruchssinn zusammenhängen.

„Die Braune Nachtbaumnatter ist vielleicht nicht extrem vielfältig, aber sie hat wichtige Quellen genetischer Vielfalt, die unterschätzt wurden“, sagt Studienkorrespondent Trevor Krabbenhoft, PhD, außerordentlicher Professor am UB Department of Biological Sciences.

Diese verborgene genetische Vielfalt könnte erklären, wie eine Population, die nur von einer Handvoll Schlangen gegründet wurde, intensive Inzucht überlebte, sich an Guam anpasste und so dramatisch expandierte. Die Entdeckung könnte für Behörden entmutigend sein, die jahrzehntelang versucht haben, Guams Braune Nachtbaumnatter-Population einzudämmen – größere genetische Flexibilität könnte die invasive Art widerstandsfähiger machen als bisher angenommen.

Gleichzeitig könnten die Ergebnisse Hoffnung für gefährdete Arten mit kleinen oder stark ingezüchteten Populationen bieten. „Es ist möglich, dass gefährdete Arten mehr Flexibilität in ihren Genen haben, als wir denken“, sagt Erstautor Christopher Osborne, PhD, ehemaliger Doktorand in Krabbenhofts Labor und jetzt Wasserbiologe an der SUNY Oswego.

Als das Team Proben analysierte, die vom USGS Brown Tree Snake Rapid Response Team erhalten wurden, identifizierten sie mehr als 19.000 strukturelle Varianten im Genom der Braunen Nachtbaumnatter. Diese Variationen waren nicht zufällig verteilt – sie traten besonders häufig in Genen auf, die an Immunfunktion und Geruchssinn (Olfaktion) beteiligt sind. Braune Nachtbaumnatter sind stark auf den Geruchssinn angewiesen, um sich zu orientieren und zu jagen, und die ungewöhnliche Vielfalt in ihren olfaktorischen Genen könnte auch ein Verhaltensrätsel erklären: Braune Nachtbaumnatter fressen in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet andere Schlangen, aber es gibt kaum Hinweise darauf, dass sie auf Guam häufig einander jagen.

„Der gesteigerte Geruchssinn der Schlangen könnte es ihnen ermöglichen, einander eher als Geschwister zu erkennen – insbesondere angesichts der hohen Inzucht – und nicht als Beute“, sagt Levi Gray, PhD, Postdoktorand in Krabbenhofts Labor.

Wissenschaftler wissen noch nicht, ob die strukturellen Varianten bereits vorhanden waren, bevor die Schlangen Guam erreichten, oder ob einige nach der Invasion auftauchten. Um zu bestimmen, wann diese Veränderungen auftraten, sind Vergleiche mit Braunen Nachtbaumnattern aus ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet erforderlich. Wie Gray es ausdrückt: „Ist es möglich, dass ein Teil dieser Vielfalt nach der Invasion entstanden ist? Ja, aber wir müssten Schlangen aus den einheimischen Populationen sequenzieren, um das sicher zu wissen.“