Der Zusammenhang zwischen Evolution und Artbildung Rolle der Selektion Prozesse der Rassen- und Artbildung
Definition des Begriffes Evolution Evolution = stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen im Verlauf der Erdgeschichte Phylogenese = Stammesentwicklung
Funktionsprinzip von Evolution Hinzufügen oder Überlagern von Merkmalen kein Neuanfang beim Ursprung möglich Umwege bis zur Ausbildung des momentan vorhandenen Merkmals über Vorstufen
Kausale Evolutionsforschung Welche Ursachen hat die Evolution? Mutationen: durch Mutagene (Faktoren, die die Mutationsrate erhöhen) hervorgerufen Selektion: natürliche Auslese Rekombination: Neukombination der Gene bei der Fortpflanzung führt zu neuen phänotypisch auftretenden Merkmalen
Charakteristika von Mutationen sprunghaft (plötzliches Auftreten) richtungslos (kein Ziel wird verfolgt) fast immer nachteilig für das Individuum Erhöhung der Mutationsrate durch: Röntgenstrahlung UV- Strahlung chemische Substanzen Stoffe mit diesen Eigenschaften werden Mutagene genannt
Verhaltensänderung durch Modifikation Modifikation: umweltbedingte (nicht vererbte) Veränderung des Phänotyps Modifikabilität: Fähigkeit eines Organismus auf unterschiedliche Umwelteinflüsse mit veränderter Entwicklung zu reagieren Reaktionsnorm: erblich festgelegter Bereich, innerhalb dessen die Merkmalsausbildung eines Individuums erfolgen kann (Variationsbreite)
Drei verschiedene Selektionstypen Stabilisierende Selektion Transformierende Selektion (dynamische Selektion, gerichtete Selektion) Disruptive (spaltende) Selektion Darstellung in Form einer Glockenkurve, die die Individuenzahl im Verhältnis zur phänotypischen Variation darstellt
Stabilisierende Selektion weitgehend stabile Umweltbedingungen die günstigste Merkmalsausprägung ist zahlenmäßig am stärksten vertreten dieses Merkmal repräsentiert den Mittelwert innerhalb der Variationsbreite aller Merkmale Mutationsdruck und Selektionsdruck sind gleich stark günstige Merkmalsausprägungen werden bewahrt aber eine gewissen Variabilität wird erhalten
Stabilisierende Selektion - Grafik
Transformierende Selektion Umweltbedingungen wandeln sich stark extreme Merkmalsausprägungen besitzen dadurch Selektionsvorteile sie nehmen über Generationen an Häufigkeit zu (sofern die Umweltbedingungen lang genug konstant bleiben) dies führt unweigerlich zu Änderungen der Häufigkeiten der Gene für ein bestimmtes Merkmal innerhalb des Genpools einer Population
Transformierende Selektion - Grafik
Disruptive Selektion reicht alleine ohne Begleitfaktoren zur Auftrennung von Populationen und zur Entstehung zweier Fortpflanzungsgemeinschaften nicht aus findet trotzdem im Zusammenhang mit der Entstehung neuer Arten statt
Bespiele für die drei Selektionsformen
Beispiel für die drei Selektionsformen
Voraussetzung für die Bildung einer Art Isolation als Evolutionsfaktor, der den ungestörten Genaustausch in einer Fortpflanzungsgemeinschaft verhindert dadurch können neue Arten entstehen Beispiele für Isolation: Kontinentalverschiebungen, Inseln, Meere, Gebirge, Wüsten, Abtrennung von Halbinseln
Definition des Begriffes Art Verschiedene Populationen von Lebewesen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden. Eine Art ist eine natürliche Fortpflanzungsgemeinschaft, die von anderen Gruppen durch Fortpflanzungsbarrieren getrennt ist. Fortpflanzungsbarrieren: verschiedene Lebensräume unterschiedliches Verhalten sterile Kreuzungstiere (Beispiel: Pferd und Esel)
Definition des Begriffes Rasse Rassen oder Unterarten sind Populationen derselben Art, die sich in den Häufigkeitsverteilungen ihrer genetisch bedingten Merkmale voneinander unterscheiden. Es gibt keine Fortpflanzungsschranken. Stoßen verschiedene Rassen aufeinander gibt es Mischlinge.
Variationen innerhalb einer Population Variabilität: Fähigkeit innerhalb einer Population, im Bezug auf ein Merkmal, von der Norm abzuweichen. Folge: Entstehung von Variationen Variation: Unterschied im Bezug auf ein Körper- oder Verhaltensmerkmal bei einem Individuum oder einer Population genetische Variation: beruht auf unterschiedlicher genetischer Information modifikatorische Variation: beruht auf der Wirkung von Umwelteinflüssen/ Umweltfaktoren
Variationen innerhalb einer Population Genpool: die Gesamtheit aller Gene innerhalb einer Population Genotyp: Gesamtheit der Gene eines einzelnen Organismus Phänotyp: Gesamtheit der äußerlich sichtbaren Merkmale eines einzelnen Organismus (zu Grunde liegen genetische Merkmale)
Evolution aus populationsgenetischer Sicht Evolution: Veränderung des Genbestandes und der Genhäufigkeiten innerhalb des Genpools einer Population Ursachen für Evolution: Evolutionsfaktoren 1. Mutation 2. Rekombination 3. Selektion
Prädisposition/ Präadaptation zufällige Anpassung an eine noch nicht existierende, zukünftige Umweltbedingung Anpassung kommt durch die Variationen innerhalb einer Population zustande vom Mittelwert abweichende Gene, die bei wenigen Individuen einer Population vorkommen, können diese Population vor dem Aussterben schützen
Weitere Selektionsfaktoren Abiotische Selektionsfaktoren Temperatur Gifte Biotische Selektionsfaktoren artverschiedene Konkurrenz um Nahrung und Lebensraum Fressfeinde und Beute Tarnung durch Farbanpassung (Industriemelanismus) Tarnung durch Gestaltauflösung, Gegenschattierung, Mimese und Mimikry Selektion durch Parasiten artgleiche Konkurrenz
Beispiel für Selektion: Kannenpflanze Nepenthes (Kannenpflanze )
Nahrungsaufnahme einer Kannenpflanze Spezialisierung auf Fleisch als Nahrung Anpassung an eine Nahrungsquelle Nutzen von Nahrungsquellen, die anderen Pflanzen nicht zur Verfügung stehen Vermeidung von Nahrungskonkurrenz zu anderen Pflanzen als Erhöhung der eigenen Überlebenschance Deckelblatt als Anpassung an einen Standort mit viel Regen
Anpassung auf Grund von Fressfeinden Kallima (Blattschmetterling)
Temperatur als Selektionsfaktor Kaiserpinguin (Antarktis) über 1 m, 50 kg Humboldtpinguin (gemäßigte Zone) ca. 60 cm, 3,5-6 kg Galapagospinguin (Tropen) ca. 40 cm, 2-2,5 kg
Bergmannsche Regel je kälter ein Lebensraum ist, desto größer sind die dort lebenden Tiere; je wärmer ein Lebensraum ist, desto kleiner sind die dort lebenden Tiere Grund: Im Verhältnis zum Körpervolumen haben große Tiere eine kleinere Oberfläche als kleine Tiere. Folge: Große Tiere verlieren in kälteren Lebensräumen weniger Energie als kleine Tiere mit weniger Körpervolumen bei einer größeren Körperoberfläche
Industriemelanismus Birkenspanner
Tarnung durch Gestaltauflösung Laubfrosch
Tarnung durch Gegenschattierung Hai
Tarnung durch Mimese Spannerraupe
Tarnung durch Mimese Vietnamesische Stabschrecke
Tarnung durch Mimikry Hornissenschwärmer und Hornisse
Sexualdimorphismus Hirsch bei der Brunft
Sexualdimorphismus Paradiesvogel
Was bedeutet das für uns Züchter? aus Wildformen der unterschiedlichen Rassen können durch künstliche Auslese bestimmte Merkmale herausgezüchtet werden der Züchter ersetzt die Umwelt, die auf die Population einwirken würde die Merkmale werden zunächst phänotypisch gezeigt und durch gezielte Verpaarungen genetisch gefestigt fällt der Einfluss des Züchters weg und ist das Tier wieder einer natürlichen Umwelt ausgesetzt wird es sich immer zurück zur Wildform entwickeln, die die günstigsten Bedingungen für das Überleben sichert
Beispiel: Tauben (weltweit über 800 Rassen)
Beispiel: Hühner (ca. 180 Rassen in Europa)
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!