Evolution: Variation, Selektion und Artbildung
Du lernst die Evolutionstheorie nach Darwin kennen, erklärst natürliche Selektion an Beispielen und verstehst, wie neue Arten entstehen.
Die Grundlagen
Die Vielfalt der Lebewesen ist das Ergebnis einer langen Entwicklung, der Evolution. Charles Darwin veröffentlichte 1859 sein Werk „Über die Entstehung der Arten“. Ähnliche Gedanken hatte unabhängig von ihm Alfred Russel Wallace entwickelt.
Darwins Beobachtungen und Schlüsse
- Überproduktion: Lebewesen erzeugen mehr Nachkommen, als überleben können.
- Variation: Die Individuen einer Art unterscheiden sich in ihren Merkmalen, und viele Unterschiede sind erblich.
- Konkurrenz: Weil Ressourcen begrenzt sind, überleben nicht alle.
- Selektion: Individuen mit vorteilhaften Merkmalen überleben häufiger und haben mehr Nachkommen. Darwin nannte das natürliche Auslese.
- Veränderung: Über viele Generationen werden vorteilhafte Merkmale in der Population häufiger.
Mit „survival of the fittest“ ist nicht der Stärkste gemeint, sondern der am besten Angepasste, der die meisten fortpflanzungsfähigen Nachkommen hinterlässt (Fitness).
Die synthetische Evolutionstheorie
Darwin kannte weder Gene noch Mutationen. Die heutige Theorie verbindet seine Ideen mit der Genetik. Evolutionsfaktoren sind:
- Mutation: neue Allele durch Veränderungen der DNA
- Rekombination: neue Allelkombinationen durch Meiose und Befruchtung
- Selektion: Umweltbedingungen begünstigen bestimmte Phänotypen
- Gendrift: zufällige Veränderung der Allelhäufigkeiten, besonders in kleinen Populationen
- Isolation: Trennung von Populationen
Beispiele für Selektion
- Birkenspanner: In englischen Industriegebieten wurden im 19. Jahrhundert dunkle Falter häufiger, weil sie auf rußgeschwärzten Baumstämmen schlechter von Vögeln gesehen wurden. Nach der Luftreinhaltung nahmen helle Falter wieder zu.
- Antibiotikaresistenz: Werden Bakterien mit Antibiotika behandelt, überleben resistente Varianten und vermehren sich.
Artbildung
Eine Art umfasst alle Lebewesen, die sich miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben können. Neue Arten entstehen oft, wenn Populationen geografisch getrennt werden (zum Beispiel durch Gebirge oder Meere). Getrennt verändern sie sich unterschiedlich, bis sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen können. Darwins Finken auf den Galapagosinseln sind ein bekanntes Beispiel: Aus einer Ausgangsart entstanden viele Arten mit verschiedenen Schnabelformen (adaptive Radiation).
Lamarck im Vergleich
Jean-Baptiste de Lamarck meinte um 1809, Lebewesen könnten im Leben erworbene Eigenschaften vererben (die Giraffe streckt den Hals, ihre Jungen haben längere Hälse). Diese Vorstellung gilt als widerlegt: Erworbene Eigenschaften werden nicht über die Gene vererbt.
Kurz gemerkt
Evolution durch Variation, Überproduktion, Konkurrenz und natürliche Selektion: Besser Angepasste haben mehr Nachkommen. Evolutionsfaktoren sind Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift und Isolation. Neue Arten entstehen oft durch geografische Trennung.
Beispiele
Beispiel 1
- In der Ausgangspopulation gab es Giraffen mit unterschiedlich langen Hälsen (Variation).
- Tiere mit längeren Hälsen erreichten mehr Nahrung in den Bäumen und hatten mehr Nachkommen (Selektion).
- Das Merkmal „langer Hals“ wurde über viele Generationen häufiger.
Ergebnis Nicht das Strecken, sondern die Auslese vorhandener erblicher Unterschiede führte zu langen Hälsen.
Beispiel 2
- Unter Antibiotika überleben vor allem resistente Bakterien.
- Bricht man die Behandlung zu früh ab oder nimmt Antibiotika unnötig, fördert man die Selektion resistenter Stämme.
Ergebnis Falscher Einsatz beschleunigt die Evolution von Resistenzen.
Jetzt bist du dran
Was bedeutet Fitness in der Evolutionsbiologie?
Lösung anzeigen
Der Fortpflanzungserfolg, also die Zahl fortpflanzungsfähiger Nachkommen.
Nenne drei Evolutionsfaktoren.
Lösung anzeigen
Mutation, Rekombination, Selektion (auch Gendrift, Isolation).
Was ist der Unterschied zwischen Lamarcks und Darwins Erklärung?
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Lamarck: Vererbung erworbener Eigenschaften. Darwin: Auslese erblicher Unterschiede.
Häufige Fehler vermeiden
Es wird gesagt, Tiere passen sich absichtlich an ihre Umwelt an.
Evolution hat kein Ziel. Zufällige erbliche Unterschiede werden durch die Umwelt ausgelesen.
„Survival of the fittest“ wird als Überleben der Stärksten verstanden.
Gemeint ist der Fortpflanzungserfolg der am besten Angepassten.
Hinweis zur Klassenstufe
Dieses Thema steht in vielen Bundesländern in Klasse 12 auf dem Lehrplan. Je nach Land und Schulform kann es früher oder später kommen.