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  3. 8 Evolution und biologische Vielfalt
  4. 8.5 Stammesgeschichte und die Vielfalt der Lebewesen
  5. 8.5.1 Genetische Veränderungen prägen den Evolutionsverlauf in Populationen
  6. Ablaufformen der Evolution

Ablaufformen der Evolution

Evolutionsprozesse auf dem Niveau der Populationen werden Mikroevolution genannt, als Makroevolution bezeichnet man die Stammesgeschichte höherer taxonomischer Einheiten.
Isolationsprozesse, aber auch Genomverschmelzungen sind die Ursachen für die Neubildung von Arten.
Beim Ablauf der Makroevolution kann man Allogenese (adaptive Radiation), Arogenese (Erreichen einer neuen adaptiven Zone) und Stasigenese unterscheiden.
Für die Aufklärung der Verwandtschaft verschiedener Arten (Stammbaumforschung) ist der Besitz gemeinsamer abgeleiteter Merkmale von besonderer Bedeutung.

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Evolutionsprozesse, die sich auf dem Niveau der Populationen abspielen und die letztlich zur Artbildung führen, werden auch Mikroevolution genannt. Arten sind – nach der Definition der biologischen Art – geschlossene genetische Systeme. Sie umfassen alle Populationen oder Individuen, die einer Fortpflanzungsgemeinschaft angehören. Aufgrund dieser genetischen Übereinstimmung, dieses gemeinsamen Genpools, besitzen die Individuen einer Art morphologische, physiologische, ökologische und andere, von allen anderen Fortpflanzungsgemeinschaften unterscheidbare Merkmale.

Diese Unterschiede beruhen auf reproduktiver Isolation:
Liegt dieser Unterbrechung eine räumliche Trennung zugrunde (geografische Isolation), so spricht man auch von allopatrischer Artbildung. Findet die Unterbrechung des Genflusses innerhalb eines Areals einer Population statt, z. B. aufgrund von ökologischer oder fortpflanzungsbiologischer Isolation, so spricht man von sympatrischer Artbildung. Sympatrische Artbildung wird häufig durch disruptive Selektion eingeleitet, eine aufspaltende Selektion in Richtung auf zwei unterschiedliche ökologische Nischen.

Insbesondere bei Pflanzen kann es durch Verschmelzung von Genomteilen oder ganzen Genomen spontan zur Neubildung von Arten kommen (Allopolyploidie). Im häufigsten Fall werden Bastarde durch unregelmäßige Meiose fertil. Ein Beispiel ist die Entstehung von Raps durch Allopolyploidie aus den Stammarten Rübsen und Gemüse-Kohl.

Aber auch in anderen Fällen und über größere systematische Distanz kann es durch enge Kooperation verschiedener Individuen zur Bildung neuer Einheiten kommen. Dies ist zumindest für die Entstehung der Eukaryoten aus unterschiedlichen Prokaryoten gesichert (Endosymbiontentheorie).
Als Makroevolution bezeichnet man die Herausbildung höherer taxonomischer Einheiten und die stammesgeschichtliche Entwicklung ganzer Organismengruppen. Im Bereich dieser Makroevolution, also oberhalb der Artbildung, kann man vor allem drei Typen des Evolutionsablaufes unterscheiden:

1. Die Entstehung zahlreicher nahestehender Formen, die voneinander etwa denselben evolutiven Abstand haben. Diese Aufspaltung gleichen Maßstabs erfolgt innerhalb eines Anpassungsbereiches, einer adaptiven Zone. Sie wird deshalb auch „adaptive Radiation“ oder Allogenese genannt. Andere Namen, die denselben Vorgang bezeichnen, sind „Allomorphose“, „Cladogenese“ und „Idioadaptation“. Dies kann z. B. im Anschluss an die Kolonisation eines neuen Lebensraumes stattfinden: Eine Ursprungsart gelangt mehr oder weniger zufällig auf eine noch unbesiedelte Insel. Die Abwesenheit von Konkurrenzarten bietet die Möglichkeit zur Entstehung neuer ökologischer Nischen. Die zweite Voraussetzung, die zu einer adaptiven Radiation führen kann, ist die Entwicklung einer neuen Funktionsstruktur oder einer neuen Verhaltensweise, die eine neue, Schwellen überschreitende Lebensweise ermöglicht:
Adaptive Radiation kennt man bei den Darwin-Finken der Galapagosinseln, bei den Kleidervögeln der Hawai-Inseln oder von den Aeonium-Arten auf den Kanaren.
2. Während die Allogenese den Normalfall des Evolutionsablaufs darstellt, kommt es in seltenen Ausnahmefällen dazu, dass evolutive Veränderungen einer kleinen Gruppe von Arten oder nur einer Art den Übertritt aus einer adaptiven Zone in eine andere gestatten. Dieser Übertritt erfolgt gewöhnlich relativ schnell, wobei viele Gruppen in den interzonalen Räumen untergehen können, ohne die neue adaptive Zone zu erreichen. Sobald jedoch einer Gruppe dieser Sprung gelungen ist, tritt eine neue adaptive Aufspaltung ein. Diese seltenere Ablaufform der Evolution wird auch „Arogenese“ genannt. Sie führt zu Schlüsselmerkmalen, die insgesamt einen bestimmten „Bauplan“ bewirken.
Beispiele wären die Entwicklung von Kieferbögen aus Kiemenbögen bei den frühen Fischen, die Entwicklung von Samen aus Megasporen bei frühen Landpflanzen, die Entwicklung von Eihüllen bei Landtetrapoden oder der Federn bei Vorfahren der Vögel.
3. Als dritte Form des Evolutionsablaufs kann man die lange andauernde Evolution einer wenig aufspaltenden Linie unterscheiden, die nicht zu einer neuen adaptiven Zone führt („Stasigenese“).
Beispiele für solche Ablaufformen der Evolution findet man vor allem in Lebensräumen mit sehr gleichbleibenden konstanten Bedingungen wie etwa in der Tiefsee oder in heißen vulkanischen Quellen, in denen Erdurzeitbedingungen bis heute erhalten blieben. Stasigenese kann zur Erhaltung sehr isoliert stehender Arten führen, die viele Merkmale längst ausgestorbener Organismengruppen tragen, sogenannte lebende Fossilien.
Beispiele sind die Zungenmuschel Lingula, die Tintenschnecke Nautilus, der Schwertschwanz Limulus, der Ginkgobaum oder die Brückenechse.

Viele Stammeslinien folgten Jahrmillionen hindurch immer unverändert denselben Entwicklungstendenzen: So verlief z. B. die paläontologisch ausgezeichnet untersuchte Entwicklung der Unpaarhufer ausgesprochen orthoevolutiv. Das gilt sowohl für die Herausbildung eines einzehigen Fußes als auch für die stetige Größenzunahme. Gibt es für so einen gerichteten Prozess der Evolution eine kausale Erklärungsmöglichkeit, oder ist sie Ausdruck einer den Lebewesen, der Materie oder dem ganzen Kosmos innewohnenden „Finalität“?

Eine Erklärungsmöglichkeit wäre, dass gleichartige Umwelteinflüsse sehr lange auf eine Population einwirkten. Außerdem ist jede Art das Ergebnis einer langen stammesgeschichtlichen Entwicklung. Jede Anpassung kann den Verlust nicht angepasster Gene und damit eine Einschränkung des genetisch verankerten Formenpotenzials bedeuten. Je weiter eine Spezialisation fortschreitet, desto mehr wird die mögliche Bandbreite evolutiver Entwicklungen eingeschränkt. Es besteht also eine positive Rückkopplung zwischen Anpassung und weiterer Spezialisation in dieselbe Richtung. Eine weitere Förderung gerichteter Evolutionsprozesse dürfte dadurch zustande kommen, dass mit zunehmendem stammesgeschichtlichen Alter Merkmale immer polygener werden, d. h., dass immer mehr Gene für die Ausbildung eines Merkmals verantwortlich sind. Die Chance für eine evolutive Änderung in eine ganz andere Richtung wird deshalb umso geringer, je älter ein Merkmal ist.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Ablaufformen der Evolution." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/ablaufformen-der-evolution (Abgerufen: 20. May 2025, 01:27 UTC)

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Darwins Weltreise und Evolutionstheorie

CHARLES DARWIN (1809-1882) war ein britischer Naturforscher und Begründer der modernen Evolutionstheorie.
Er entwickelte die Idee der natürlichen Selektion, die in einem lang dauernden Prozess zu Veränderungen der Lebensformen führt.
Seine Arbeiten beeinflussten die Biologie und die Geologie maßgeblich und haben auch auf geistesgeschichtlichem Gebiet große Wirkung ausgeübt.
DARWIN wurde am 12. Februar 1809 als fünftes Kind einer reichen englischen Familie geboren. Seinem Vater zuliebe, einem berühmten Arzt, studierte er Medizin. 1827 brach DARWIN das Studium jedoch ab um auf den ausdrücklichen Wunsch seines Vaters hin, Theologie zu studieren. Damals machte er die Bekanntschaft mit dem Geologen ADAM SEDGWICK und dem Botanikprofessor JOHN HENSLOW.
Sie förderten sein Interesse an biologischen und geologischen Problemen.
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Alexander von Humboldt

* 14.09.1769 in Berlin
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ALEXANDER VON HUMBOLDT wurde zum zweiten, wissenschaftlichen Entdecker des spanischen Amerika. Er gilt als Begründer der modernen wissenschaftlichen Entdeckungsreisen und war Vorbild für CHARLES DARWIN (1809-1882). Sein vielseitiges, rastloses Wirken und enzyklopädisches Wissen war schöpferisch anregend auf mehrere Generationen junger Naturforscher. Viele von ihnen hat HUMBOLDT mit Rat und Tat gefördert. Die Bekanntschaft mit herausragenden Dichtern und Naturwissenschaftlern hatte entscheidenden Einfluss auf HUMBOLDTS Natur- und Menschenbild sowie sein Vorhaben, in fernen tropischen Ländern Forschungen zu betreiben. Nicht zuletzt gehörte zu den glücklichen Umständen in HUMBOLDTS Leben die Bekanntschaft mit dem französischen Botaniker AIMÉ BONPLAND (1773-1858). Beiden gelang der Nachweis, dass die Stromgebiete des Orinoko und des Amazonas durch einen schiffbaren Naturkanal miteinander verbunden sind.

Inselökologie

Die Artenzahl auf Inseln wird von ihrer Größe, ihrer Entfernung zu Festländern bzw. zu anderen Inseln, ihrer geografischen Lage – insbesondere der geografischen Breite – und ihrer Habitatvielfalt bestimmt. Nach dem Gleichgewichtsmodell von ROBERT MACARTHUR und EDWARD OSBORNE WILSON (1967) stellt sich auf Inseln unter Normalverhältnissen ein Gleichgewicht zwischen Einwanderungsrate und Aussterberate ein.

Da die Evolution auf einer Insel anders verläuft als auf benachbarten Festländern oder auf anderen Inseln, beherbergen Inseln je nach ihrer Isolation einen mehr oder weniger großen Prozentsatz endemischer (nur auf dieser Insel vorkommender) Arten. Einmal können dies Reliktendemiten sein, nämlich Lebewesen, die ursprünglich eine viel weitere Verbreitung hatten und die mangels Konkurrenz auf dieser Insel überleben konnten – wie etwa die Brückenechse auf einigen kleinen Inseln nördlich von Neuseeland – zum anderen können sich eingewanderte Arten isoliert von ihrer Stammart zu neuen Arten weiterentwickeln. Durch Anpassung an unterschiedliche Habitate (Einnischung) können so aus einer Stammart durch adaptive Radiation (rasche Folge von Artaufspaltungen, ausgehend von einem gemeinsamen Vorfahren) viele Tochterarten entstehen (Beispiel: die Darwinfinken auf Galapagos, Fruchtfliegenarten auf Hawai).

Alfred Edmund Brehm

* 02.02.1829 Renthendorf (bei Gera)
† 11.11.1884 Renthendorf

BREHM widmete sein berufliches Interesse erst der Architektur, wurde aber im Jahr 1863 Zoodirektor in Hamburg, 1869 gründete er das Berliner Aquarium, das er bis 1875 auch leitete.

Bekannt wurde BREHM durch sein Monumentalwerk „BREHMs Tierleben“ (1. Auflage, 6 Bände, 1864–1869, 2. Auflage, 10 Bände, 1876–1879). Seine umfangreichen Reisen in ferne Länder (Afrika, Spanien, Sibirien, Skandinavien), aber auch seine Beobachtungen als Zoodirektor gaben ihm genügend Material für diese außergewöhnliche Buchreihe und weitere Veröffentlichungen, wie z. B. „Reiseskizzen aus Nordafrika“ (1853) oder aber „Das Leben der Vögel“ (1861). Auch sein Vater CHRISTIAN LUDWIG BREHM, ein bedeutender Ornithologe (Vogelforscher) konnte ihn bereits durch seine Forschungen und daraus entstandenen unzähligen Monografien von Vogelarten für die Vogelwelt begeistern. Er selbst schaffte es dann, das Gesamtwissen über alle Tiere in Deutschland populär wissenschaftlich, also für jeden zugänglich und verständlich, zu verbreiten.

Richard Dawkins

* 26.03.1941 in Nairobi, Kenia

„Wir sind Überlebensmaschinen – Roboter, blind, programmiert zur Erhaltung der selbstsüchtigen Moleküle, die Gene genannt werden.“ Das schrieb der englische Evolutionsbiologe RICHARD DAWKINS 1976 in seinem bekanntesten, aber auch umstrittensten Buch: „Das egoistische Gen“. Nicht die biologischen Organismen sind Hauptakteure der Schöpfung, sondern das von Generation zu Generation weitergegebene Erbmaterial, die „unsterblichen Spiralen“ der Doppel-Helix. Die Gene kennen nur ein Ziel: ihr eigenes Überleben - und sie benutzen uns Menschen, wie Tiere, Pflanzen, Viren und Bakterien, als ihre Überlebensvehikel. Das sind die provokanten Thesen eines Zoologen, der sich daran machte, die Evolution strikt genorientiert zu interpretieren.

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