Evolutionstheorie

Die Evolutionstheorie nach Darwin erklärt also die Entwicklung (Evolution) von Organismen. Daraus, dass sich aus einem bestimmten Populationskreis einer Art viele Lebewesen unterscheiden lassen, die sich bereits phänotypisch geringfügig unterscheiden (durch Mutationen).

Diese unterschiedlichen Lebewesen einer Art stehen nun in einem Wettbewerb um günstigste Lebensbedingungen, Lebensraum, Nahrung und Geschlechtspartner. Die den jeweiligen Lebensbedingungen am besten Angepassten (Fittesten) setzen sich durch und können am meisten Nachkommen zeugen (Selektion) durch natürliche Auslese. Zu diesen beiden bereits von Darwin formulierten Evolutionsfaktoren zählen wir heute noch die Gendrift (Zufallswirkung) und die Isolation (Seperation).

Selektionstheorie

Bei der Selektion wirken folgende Faktoren:

1. abiotische Selektionsverfahren:
   Trockenheit und Feuchtigkeit, Temperatur (Kälte, Wärme), Lichteinfall (Sonne, Schatten), Wasserbedürfitgkeit (Regen, Trockenheit), Nährstoffgehalt des Bodens, Salzgehalt des Wassers und der umgebenden Böden, Zusammensetzung
2. biotische Selektionsverfahren:
   als Feinde, Schmarotzer, Beute bzw. Nahrung, Lebewesen der eigenen Art als Konkurrent um Nahrung, Geschlechtspartner und Lebensraum

Den Einfluss den diese Faktoren auf eine Population ausüben nennt man Selektionsdruck. Dabei kann man in verschiedenen Populationen folgende Selektionsformen feststellen:

1. stabilisierende Selektion:
   wenn durch den Selektionsdruck nachteilige Mutationen ausgemerzt werden, der Genpool also stabil bleibt
2. transformierende Selektion:
   wenn durch Selektionsdruck die Variabilität des Genpools gefördert wird
3. gerichtete Selektionstheorie:
   wenn bei geringer Anpassung bestimmte Mutanten bevorzugt werden
4. aufspaltende Selektion:
   Sie tritt auf, wenn die normalen, in der größten Zahl auftretenden mittleren Mutanten durch Parasiten (Infektionskrankheiten und Feinde), besonders stark zurückgehen oder aussterben und die Extremformen oder Randformen übrig bleiben. Diese können sich schließlich nur noch untereinander vermehren, so dass zwei Arten entstehen.

In jeder Population befinden sich viele Individuen mit minimalen Mutationen, welche sich nicht oder nur geringfügig nachteilig auswirken. Ändern sich nun die Umweltbedingungen dieser Population drastisch, oder wird ein neuer Lebensraum besiedelt, können sich diese bereit vorhandenen Mutanten als günstig und damit arterhaltend beweisen. Man spricht von präadaptierten Mutanten oder Präadatiertion. Diese kommen besonders bei diploiden Lebewesen vor, weswegen in der Evolution Organismen mit diploidem Erbgut eine immer größere Rolle spielen.

Die Wirkung der Selektionstheorie

Die Selektion greift immer nur am Phänotyp an und daher werden nur Gene, welche sich phänotypisch ausprägen von der Selektion beeinflusst.

Folgende Beispiele von der Wirkung der Selektion sind bekannt:

1. Selektive Wirkung von Antibiotika auf Bakterien. Bereits vorhandene präadaptive, resistente Mutanten können sich so massenhaft vermehren.
2. Selektive Wirkung von Insektiziden auf Schadinsekten
3. Selektive Wirkung von präadaptiv angelegten Farbkombinationen zur Tarnung. Beispiel Birkenspanner (England)
4. Mimese:
   Tarnung durch Nachahmung zur Täuschung von Freßfeinden. Dabei können entweder Pflanzenteile nachgeahmt werde, durch Gestalt und Färbung oder ähnlich große Tiere, die für die Freßfeinde giftig sind
5. Mimikry:
   Unter Mimikry versteht man ebenfalls durch die Selektion entwickelte Schutzformen bei der ein Phänotyp entwickelt wird, der Freßfeinde oder Beutetiere völlig täuscht. Dies bezieht sich nicht nur auf Gestalt und Färbung, sondern auch auf Körperhaltung und Fortbewegung

Ein wichtiger Selektionsfaktor ist auch die Konkurrenz um Geschlechtspartner (geschlechtliche Zuchtwahl). Der Selektionsdruck führt hierbei zu immer auffälligeren Ausbildung von Merkmalen, die der Darstellung des Körperbaus des Männchens dienen oder zu immer besseren Ausbildung der Organe, die bei den Brunftkämpfen als Waffen zum Einsatz kommen.

Schließlich lässt sich eine Wechselwirkung zwischen Organismen in ihrer Selektion und ihrer Selektionsrichtung erkennen. Man nennt dies Co- Evolution. Dies tritt auf zwischen Pflanzen und Tieren, aber auch zwischen Symbionten und Parasiten, sowohl pflanzlicher als auch tierischer Art.

Bei Pflanzen

Beispiel: Befruchtungsmechanismen durch Vögel (Kolibries, Nektarvögel) und Insekten mit langen Zungen führten zu Blüten mit tiefsitzendem Blütenboden, in denen sich die Nektardrüsen befinden.

Eine weitere Erscheinung die durch Selektion hervorgerufen wird ist die Konvergenz (siehe Aufgabe + Buch)

Konvergenz

Konkurrieren zwei Arten um die selbe Nische verdrängt die lebenstüchtigere die andere völlig. Auf der anderen Seite führt das Prinzip der Einnischung zur Erscheinung von Konvergenz.

Gendrift

Ein weiterer Punkt der eine Ursache der Evolution darstellt ist der Zufall (Gendrift).

Diese Gendrift tritt bevorzugt in kleinen Populationen auf, wobei kleine Populationen auftreten bei:

1. isolierten, nur in einem bestimmten Gebiet oder auf einer Insel, auftretenden Art
2. wenn nur wenige Individuen einer Population in einem neuen Lebensraum gelangen (Darwin- Finken)
3. wenn in einer Population keine stabile Populationsgröße vorliegt, sondern die Populationsgröße schwankt (Beute- Räuber- Verhältnis), treten Populationswellen mit Bergen und Tälern auf. Trifft eine Zufallswirkung mit einem Tal zusammen, kommt es ebenfalls zu einer Gendrift.
4. Isolation: Diese Ursache tritt dann auf, wenn die Wirkung einer Population von dieser so weit getrennt wird, dass sie sich über längere Zeit unterschiedlich entwickeln und nicht mehr miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können.
5. Die wichtigsten Möglichkeiten der Isolation sind:
   1. geographische Isolation
   2. ökologische Isolation (Darwin- Finken)
   3. biologische Isolation (Fortpflanzung)
      unterschiedliche Balz- und Paarungsgewohnheiten, unterschiedliche Blütezeiten bei Pflanzen
   4. genetische Isolation
      Tritt vor allem bei Polyploidie auf (Buch S.438-439)
   5. postzygote Isolationsmechanismen

Isolation entsteht dadurch, dass zwar Befruchtung möglich ist und daraus Nachkommen entstehen, diese aber weder bei Kreuzung unter sich noch mit dem ursprünglichen Genotyp Nachkommen erzeugen können

Die Wirkung dieser geschilderten Evolutionsfaktoren führt in einzelnen Schritten zunächst zu Entstehung neuer Rassen, dann Unterarten und schließlich zu Arten. Die Grenze zwischen allen Evolutionsvorgängen sind fließend. Evolutionsvorgänge die zur Bildung einer neuen Art führen nennt man infraspezifische oder intraspezifische Evolution. Sind die Evolutionsvorgänge durch entscheidende Mutation so geschaltet, dass die neue Art sich von der anderen gravierend unterscheidet und somit Vertreter einer neuen Gattung, Familie oder noch höheren Ordnung ist, liegt eine transspezifische und interspezifische Evolution vor.

Die Artbildung vollzieht sich auf zwei Wegen

1. eine nichtspaltende Evolution:
   Hierbei ändert sich die Population einer Art insgesamt so, dass nach vielen Generationen eine neue Art vorliegt (eine Ausgangsform wird lediglich zur heutigen Art umgebildet).
   Beispiel: Die heutigen Crossopterygier (Quastenflosser) und Latimeria
2. die aufspaltende Evolution:
   Hierbei entstehen neben der alten auch eine neue Art, die Arten vermehren sich also.

Zusammenwirken der Faktoren

Die Möglichkeit zur Evolution sind bei jeder Art von Lebewesen von drei Voraussetzungen geprägt:

1. vorhergegangene Evolution (Phylogenie): dadurch wird die Genzusammensetzung bestimmt)
2. von der Wirkung der eine Population beeinflussenden Umweltfaktoren: sie führen zu Selektion und führen zur Gendrift
3. von den Beschränkungen des Baus (Anatomie, Morphologie, Molekularbau) in Folge der Eigenschaft der Bausteine und Strukturen, sowie der dadurch möglichen Energieumsetzung im Lebewesen