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Eine theoretische Studie mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie zeigt, dass sich vielzelliges Leben unter bestimmten ökologischen Bedingungen auch dann etablieren kann, wenn das Leben im Zellverband zunächst keinen unmittelbaren Vorteil bietet.
Auf den Punkt:
• Die Studie zeigt in einem mathematischen Modell, dass sich Vielzelligkeit auch ohne direkte Vorteile gegenüber einzelligen Vorfahren entwickeln kann.
• Entscheidend sind dabei indirekte ökologische Effekte in räumlich heterogenen Umwelten – etwa das Entkommen aus Konkurrenz oder die bessere Nutzung ressourcenreicher Lebensräume.
• Je nach Bedingungen kann das im Modell entweder zur Verdrängung der ursprünglichen einzelligen Lebensweise oder zum Nebeneinander mehrerer Lebenszyklen führen.
Wie aus einzelligen Organismen vielzelliges Leben entstehen konnte, gehört zu den grundlegenden Fragen der Evolutionsbiologie. Lange galt es als naheliegend, dass frühe Zellverbände dafür einen direkten Vorteil gegenüber einzeln lebenden Zellen gehabt haben müssen. Doch dafür gibt es bislang keine klaren Hinweise.
Eine neue theoretische Studie mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie untersucht nun, ob sich Vielzelligkeit auch ohne einen solchen unmittelbaren Vorteil etablieren kann. Die Antwort lautet: ja – jedenfalls unter bestimmten ökologischen Bedingungen.
Die Forschenden entwickeln dafür ein mathematisches Modell, in dem eine seltene vielzellige Lebensweise mit einer häufigen einzelligen Vorfahrenform konkurriert. Beide bewegen sich zwischen zwei unterschiedlichen, miteinander verbundenen Umwelten. In diesem Rahmen kann sich Vielzelligkeit auch dann ausbreiten, wenn das Leben in der Gruppe lokal betrachtet zunächst nachteilig ist.
Das Modell beschreibt zwei mögliche Mechanismen. Im ersten Fall entgehen vielzellige Gruppen der Konkurrenz, weil sie sich in Bereiche verlagern, die von den einzelligen Vorfahren weniger stark genutzt werden. Im zweiten Fall profitieren sie davon, dass sie besonders ressourcenreiche Umwelten im Durchschnitt besser erschließen.
Der mögliche Vorteil liegt damit nicht zwingend im direkten Vergleich zwischen Einzelzelle und Zellgruppe am selben Ort. Er kann auch daraus entstehen, dass Gruppen anderen ökologischen Bedingungen ausgesetzt sind. Die Studie lenkt den Blick damit auf die Rolle der Umwelt bei der Entstehung evolutionärer Neuerungen.
Als Fallbeispiel übertragen die Forschenden ihren Ansatz auf den proterozoischen Ozean, also auf einen Abschnitt der Erdgeschichte, in dem mehrere vielzellige eukaryotische Linien entstanden sein dürften. Auch dort legt das Modell nahe, dass ökologische Konstellationen zur Etablierung früher vielzelliger Formen beigetragen haben könnten.
Die Arbeit liefert damit keine direkte historische Rekonstruktion, wohl aber einen theoretischen Rahmen für die Frage, unter welchen Bedingungen Vielzelligkeit entstehen konnte.
Dr. Yuriy Pichugin
Abteilung für Theoretische Biologie
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Direct benefits are not necessary for the evolution of multicellularity (2026)
Daniel Jorge, Merlijn Staps, Yuriy Pichugin, Corina E. Tarnita
Nature Ecology & Evolution
10.1038/s41559-026-03044-y
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Mathematics
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
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