Biologie

Abiturjahrgang 2020 Grundkurs

Evolution

E

Evolutions­theorien

B

Begriffe der Evolution

V

Variabi­lität

S

Selektion

E

Entstehung von Arten (Isolation)

Evolutions­theorien

Deszendenztheorie nach Lamarck

  • Veränderungen der Umweltbedingungen führen zu Veränderungen der Bedürfnisse, welche mit anderen Tätigkeiten der Individuen befriedigt werden.
  • Diese anderen Tätigkeiten beanspruchen bzw. vernachlässigen andere Organe, die dadurch größer / kleiner oder neu gebildet werden.
  • Die Veränderung der Organe kann, wenn sie bei beiden Elternteilen vorhanden ist, vererbt werden


  • Jean Baptiste de Lamarck (1744 - 1829)
  • Theorie der Veränderlichkeit der Arten
    • Innerlicher Drang zu Vervollkommnung
    • keine gemeinsame Abstammung der Arten
    • Urzeugung


Evolutionstheorie nach Darwin

  • es gibt mehr Individuen mit unterschiedlichen ausgeprägten Merkmalen in jeder Generation als überleben
  • Merkmale sind unterschiedlich gut an die Umwelt angepasst
  • Besser angepasste Individuen überleben einfacher, besser, sind attraktiver und vererben diese Merkmale


  • Charles Darwin (1809 - 1882)
  • Theorie der natürlichen Auslese
    • Nachgewiesen (DNA)


synthetische Evolutionstheorie

  • seit 1950
  • Weiterentwicklung der von Darwin
  • neue Erkenntnisse aus verschiedenen Wissenschaften u. a. Genetik
  • Evolutionsfaktoren
    • Mutation
    • Rekombination
    • Selektion
    • genetischer Drift
    • Isolation


Bsp.: Blinde Grottenolme

Lamarck: Der neue Lebensraum, die Tropfsteinhöhle, beansprucht Geruchs- und Tastsinnorgane deutlich mehr und Augen spielen keine wichtige Rolle mehr. Die Beanspruchung lies die Organe weiter ausbilden und nach Lamarck wurde dies an Nachfahren auch weitergegeben, so dass sich mit der Zeit Grottenolme entwickelten.

Darwin: Tiere, welche mit besserem Riech- und Tastsinn auf die Welt kamen, fanden sich in den dunklen Höhlen besser zurecht, so dass sie sich häufiger Fortpflanzten als schlechter angepasste Verwandte.

Bsp.: Blinde Grubenpferde

Der Zeitraum, den die Pferde Untertage verbrachten, war nicht lang genug, um evolutionstechnisch relevant zu sein. Darwins Theorie, lässt sich auch gar nicht anwenden, da die Pferde sehend geboren wurden. Es gab keine Überprüfung durch Nachkommen

Begriffe der Evolution

Evolutionsfaktoren

  • Mutation: zufällig, ungerichtete Veränderungen der Erbanlagen
  • Rekombination: Neukombination der elterlichen Erbanlagen in der Meiose
  • Selektion: unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg aufgrund unterschiedlicher angepasster Merkmale
  • genetischer Drift: Änderung des Genpools z. B. aufgrund einer Umweltkatastrophe oder eines neuen Lebensraum
  • Isolation: teilweise oder vollständige Verhinderung des Genaustauschs
    • räumliche / geografische
    • ökologische
    • fortpflanzungs-biologische


weitere Begriffe

  • Genpool: Alle Genvarianten in einer Population
  • Genfluss: Austausch von Genen zwischen zwei Populationen einer Art
  • Modifikation: Variation des Erscheinungsbildes durch Umwelteinflüsse
  • Reaktionsbreite: verschiedene Ausprägungen des Phänotyps durch wechselnde Umweltbedingungen
  • Phänotyp: Ergebnis von Umweltfaktoren und Genetik und ist das Aussehen, Verhalten usw.
  • Genotyp: alle Erbfaktoren eines Lebewesen
  • Biologische Art: Mitglieder, die miteinander lebensfähige und fruchtbare Nachkommen zeugen können.
  • Migration: Genfluss durch zu- oder abwandernde Individuen.
  • horizontaler Gentransfer: Genaustausch bei Mikroorganismen z. B. durch Konjugation.


als Lernkarten hier

Variabi­lität

genetische Variabilität ist Grundlage der phänotypischen Variabilität und ist die Anzahl aller Möglichen genetischen Kombinationen

Allel: Genvariante (wie z. B. das Gen für rote Haare)

Mutationen

  • somatische Mutationen sind nicht vererblich
  • Keimbahnmutationen (konstitutionelle Mutation) sind in Ei- und Spermazellen und vererblich

Bei der Rekombination in der Meiose gibt es die meisten Veränderungen und Kombinationsmöglichkeiten

überflüssiges Genmaterial kann durch Mutationen zu neuen Genen mit veränderten Eigenschaften führen.

Selektion

Formen der Selektion

Umweltfaktoren werden auch Selektionsfaktoren genannt und erzeugen einen Selektionsdruck. Neben den Typen werden sie noch wie folgt eingeordnet:

  • künstlich
  • natürlich
    • abiotisch
      • Temperatur, Licht, Feuchtigkeit...
    • biotisch
      • Elemente der belebten Natur
      • zwischenartlich
      • innerartlich (sexuell)

natürliche

Merkmale, mit denen sie besser an ihre Umwelteinflüsse angepasst sind überleben besser.

sexuelle

Die Auswahl erfolgt durch innerartliche Individuen. Die Erbanlagen derjenigen Merkmale werden weitergegeben, die von den Sexualpartnern bevorzugt werden.

künstliche

Der Mensch greift in die Selektion ein, um für sich die besten Merkmale herauszustellen. So ist es für den Mensch von Vorteil eine möglichst milchgebende Kuh, was in der Natur nicht so sinnvoll wäre (Kosten / Nutzen)


Selektionstypen

Stabilisierende Selektion

  • Selektionsdruck von beiden Seiten
  • Am häufigsten vorkommende Version begünstigt
  • Extreme Formen benachteiligt
    • Mittelwert stabil
    • Variationsbreite nimmt ab


Gerichtete Selektion

  • Selektionsdruck von einer Seite
  • Eine Extremform begünstigt
  • Am häufigsten vorkommende Version benachteiligt
    • Mittelwert verschiebt sich
    • Variationsbreite bleibt


Aufspaltende (disruptive) Selektion

  • Selektionsdruck auf die häufigste Form
  • Beide extreme Formen werden begünstigt
  • Extreme Formen benachteiligt
    • Population spaltet sich auf 2 neue Mittelwerte
    • Variationsbreite ist jeweils schmaler

Entstehung von Arten (Isolation)

allopartische Artenbildung

(auch Artbildung durch räumliche Trennung) durch äußere Einflüsse

z. B. Entstehung von Flüssen

aufgrund geografischer Isolation (Seperation)

sympatrische Artenbildung

Entstehen neuer Arten im Gebiet der Ursprungsart(en)

  • ökologische
  • ethologische
  • mechanische
  • zeitliche

sind reproduktive Isolationen