|
Darwin
Die verschiedenen Arten produzieren mehr Nachkommen als zum Überleben nötig.
Die Individuen einer Art unterscheiden sich: phänotypische Variation der Individuen.
Diese Unterschiede sind zum Teil erblich.
Wegen der Überproduktion von Nachkommen werden die Ressourcen knapp. Deshalb muss es einen Kampf ums Dasein geben. Die an die Umgebung besser angepassten Individuen überleben (natürliche Auslese).
Durch Isolation entstehen schließlich neue Arten.
Tierzüchtung:
Start: Viele verschiedene Tiere
Der Züchter setzt ein Zuchtziel fest und wählt geeignete Tiere zur Fortpflanzung aus (Künstliche Auslese (Selektion));
Vererbung der Anlagen für die gewünschten Merkmale; Anzahl der Tiere mit passenden Merkmalen nimmt in der Regel in der nächsten Generation zu.
Evolution:
Start: Viele verschiedene (variable) Individuen;
Übervermehrung von Nachkommen; Nahrung und Lebensraum sind aber begrenzt vorhanden.
Konkurrenz der Individuen (Kampf ums Dasein ), die am besten angepassten Individuen überleben und pflanzen sich bevorzugt fort (Natürliche Auslese (Selektion));
Vererbung der Erbanlagen (Gene) für die günstigen Eigenschaften. in der nächsten Generation sind Individuen mit vorteilhaften Eigenschaften häufiger vertreten; usw.
Lamarck:
Zusammenfassung:
Durch unterschiedliche Lebensräume entstehen verschiedene Lebensverhältnisse und Lebensbedingungen.
Durch die unterschiedlichen Lebensverhältnisse entstehen veränderte Bedürfnisse der Tiere. Um diese Bedürfnisse zu erfüllen ergeben sich diverse Gewohnheiten.
Durch die Gewohnheiten werden Organe unterschiedlich stark beansprucht und durch die Beanspruchung unterschiedlich ausgebildet, hierbei spielt auch ein Vervollkommnungstrieb eine Rolle. Die Lebewesen passen sich aktiv der veränderten Umwelt an.
Die erworbenen Merkmale werden weitervererbt, wenn beide Eltern sie besitzen.
Kritik an der lamarckschen Evolutionstheorie: Die lamarcksche Evolutionstheorie hat einen großen Fehler, da sie davon ausgeht, dass individuell erworbene Eigenschaften vererbt werden; d. h., dass sich die Erbinformation (DNA) in den Geschlechtszellen entsprechend verändern müssten. Dies ist aber nach unseren heutigen Kenntnissen nicht der Fall.
Eine Ursache der Variabilität: Mutation
Mutationen treten zufällig auf. Sie können einzelne Gene oder ganze Chromosomen betreffen. Mutationen können durch Mutagene, wie z.B. UV- und Röntgenstrahlung oder bestimmte Chemikalien, induziert werden. Allerdings ist die Art und Schwere der Mutation, die dadurch hervorgerufen nicht vorhersehbar.
Eine weitere Ursache der Variabilität: Rekombinationen
Auch die Rekombination ist ein Vorgang, der zu genetischer Vielfalt führt.
Durch sie kommt es zu neuen Genkombinationen, die wiederum neue Merkmalskombinationen bewirken.
Genetische Variabilität
Interchromosomale Rekombination
In der Metaphase I ordnen sich die homologen Chromosomen zufällig in der Äquatorialebene an, so dass hier bereits eine willkürliche Verteilung von mütterlichen und väterlichen Erbinformationen stattfindet. Die Möglichkeiten betragen 2n, wobei n die haploide Chromosomenzahl ist; das entspräche beim Menschen also 223, also etwa 8 Millionen Möglichkeiten.
Unter der genetischen Variabilität versteht man die Möglichkeit der Unterschiedlichkeit der Erbinformationen. Während der Meiose gibt es verschiedene Möglichkeiten, die diese Erbinformationen neukombinieren:
Intrachromosomale Rekombination
Durch mögliche Überkreuzungen (Chiasmata) zwischen zwei Nichtschwester-Chromatiden in der Prophase I bei der Paarung der homologen Chromosomen kommt es zum Austausch von Erbinformationen.
Rekombinationen treten wesentlich häufiger auf als Mutationen, aber nur durch Mutationen wird die Bildung neuer Merkmale möglich.
Modifikationen als weitere Ursache der Variabilität.
Eine weitere Ursache der Variabilität ist die Modifikation; Hierbei handelt es sich um die Änderung des Phänotyps durch Umwelteinflüsse, um eine individuelle, nicht erbliche Anpassung während eines Lebens. Modifikationen sind kein Evolutionsfaktor, da es sich hierbei um nicht erbliche Veränderungen handelt, also nur um Änderungen des Phänotyps, nicht des Genotyps. Im Prinzip bestand Lamarcks Fehler darin, dass er annahm, dass solche phänotypischen Änderungen vererbt werden würden.
Selektionsbegriff:
Eine Mutante der Fruchtfliegen hat Stummelflügel. In der Natur sind diese flugunfähigen Tiere nicht lebensfähig. Sie sind z.B. bei der Nahrungs- und Partnersuche dem Wildtyp gegenüber benachteiligt.
Doch bei den stummelflügeligen und somit flugunfähigen Fliegen auf den Kerguelen-Inseln sind diese Flügel von Vorteil. Normalflüglige Insekten würden leicht vom Wind aufs Meer hinausgetrieben werden. In beiden Fällen wirkt die natürliche Auslese oder Selektion. Besondere Umweltfaktoren üben einen Selektionsdruck aus. Normalflüglige Fliegen haben gegenüber den stummelflügligen Fliegen einen Selektionsvorteil. Bei den flugunfähigen Fliegen der Kerguelen-Inseln übt der Wind Selektionsdruck aus. Hier haben stummelflüglige Mutanten einen Selektionsvorteil. Sie gelangen häufiger zur Fortpflanzung als normale Fliegen, ihre Anzahl wird in der Population zunehmen.
In beiden Fällen sind die Fliegen den Umweltbedingungen angepasst. Diese Angepasstheit ist streng umweltabhängig.
Wie wirkt Selektion?
Natürliche Selektion setzt immer am Phänotyp an. Nur wenn Gene phänotypisch ausgeprägt sind, kann die Selektion wirken. Genotypische Unterschiede, die phänotypisch nicht sichtbar werden, erfasst die Selektion nicht.
Die Evolutionsbiologe DARWIN präzisiert den Begriff natürliche Auslese so:
DARWIN: Die Umwelt entscheidet ob ein Organismus mit seinen jeweiligen Eigenschaften überlebt oder nicht. Dies lässt ein wirkendes Prinzip oder Wesen in der Natur vermuten.
Selektionsfaktoren: Sind Umwelteinflüsse die, die Fortpflanzungsrate verschiedener Individuen unterschiedlich beeinflussen.
Abiotische Selektionsfaktoren (Faktoren der unbelebten Umwelt):
Kälte, Hitze, Luftfeuchtigkeit, ph-Wert des Bodens...
Biotische Selektionsfaktoren (Faktoren der belebten Umwelt):
Fressfeinde, Nahrungskonkurrenten, Beute, Krankheitserreger, Parasiten...
Selektionsformen
Evolutionsfaktor: Gendrift
Definition: Veränderung des Genpools einer Population aufgrund von Zufall (Umweltkatastrophen wie Feuer, Überschwemmungen oder Blitzeinschläge), bezeichnet man als genetische Drift.
Zwei Situationen können zu Populationen führen, die klein genug für eine genetische Drift sind: der Flaschenhalseffekt und der Gründereffekt.
Rekombination:
Die Rekombinationen liefern neue Phäno- und Genotypen. Dadurch ist die Voraussetzung geschaffen, dass die geeigneten Phänotypen mit ihren günstigen Gen-Kombinationen ausgelesen werden. Die genetische Rekombination erfolgt durch die zufallsmäßige Verteilung der väterlichen und mütterlichen Chromosomen, sowie durch das Crossing-over bei der Meiose. Somit ist es möglich, dass die Nachkommen einer Generation zufällig nur den Genotyp z.B. AA besitzen. Das Allel a geht eventuell verloren. Beispiel: Kreuzt man AA x Aa, so erwartet man Individuen mit den Genotypen AA und Aa im Verhältnis 1:1; aufgrund der Rekombination können aber auch nur Individuen mit dem Genotyp AA auftreten, Allel a geht verloren in der Population.
Sexuelle Selektion
unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg der Individuen einer Population aufgrund unterschiedlicher Eignung in der Konkurrenz um den Zugang zu Sexualpartnern
Selektion, natürliche
Aus der Wechselbeziehung zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt resultierender Fortpflanzungserfolg verschiedener Phänotypen
Künstliche Zuchtwahl: Der Züchter wählt zur Weiterzucht nur Individuen, die vorteilhafte Merkmalskombinationen aufweisen. Natürliche Zuchtwahl: Bei der natürlichen Zuchtwahl, wird nicht auf besondere Merkmalsausprägungen geachtet.
Sympatrische Artbildung: bei Arten, die im gleichen Gebiete leben
präzygotische Fortpflanzungsbarrieren:
Ökologische Isolation (Habitat-Isolation)
Die Individuen leben im gleichen Gebiet, besetzen jedoch verschiedene Biotope bzw. verschiedene ökologische Nischen
z.B. Parasiten (Kopflaus, Kleiderlaus; Hundebandwurm, Vogelbandwurm), Mikroklima
Fortpflanzungsbiologische Isolation
Verhaltensbiologische-Isolation (unterschiedliches Paarungsverhalten)
Abweichungen oder Störungen der Balzhandlungen verhindern eine Synchronisation oder bewirken eine Feindreaktion (z.B. Fehlen oder unvollständiger Besitz sexueller Auslöser)
Beispiel: Verschiedenheit der akustischen, optischen oder chemischen Signale (Auslöser) - Leuchtkäfer, Heuschrecken
Zeitliche Isolation (unterschiedliche Fortpflanzungszeit)
Individuen pflanzen sich im gleichen Gebiet fort, jedoch zu verschiedenen Zeiten:
Frösche und Kröten laichen zu unterschiedlichen Zeiten, z.B. laicht der Seefrosch einige Wochen früher als der Wasserfrosch, wenn sympatrisch; die Silbermöwe brütet drei Wochen früher als die Heringsmöwe.
Mechanische Kopulationsschranken
Fremdbefruchtung wird durch nicht aufeinander abgestimmte Blütenteile bzw. Kopulationsorgane verhindert
|
