Evolution

Unter Evolution versteht man heute die allmählichen Veränderungen der vererbten Merkmale einer Population von Lebewesen von Generation zu Generation.

Die Evolution ist also die Entwicklung eines Lebewesens, bei der sich auch die erblichen Faktoren nach und nach verändern. Die "natürliche Auslese" bewirkt dabei, dass die "Schwächeren" mit nachteiligen Eigenschaften zurückgedrängt werden, während die "Stärkeren" sich weiter fortpflanzen und ihre Gene weitergeben. Unter "schwächeren Lebewesen" versteht man dabei diejenigen, die weniger gut an ihren Lebensraum angepasst sind. Durch äußere Veränderungen der Umwelt kann ein bestimmtes Merkmal, das sich eigentlich negativ auswirkte, aber auch plötzlich vorteilhaft für eine Population sein. Es wird sich dann mit der Zeit innerhalb dieser Art durchsetzen und nachteilig gewordene Eigenschaften verdrängen.

Die Evolutionsbiologie ist ein Teilbereich der Biowissenschaften. Sie untersucht das Evolutionsgeschehen im Laufe der Erdgeschichte bis heute sowie die Evolutionsfaktoren. Dieser Teilbereich ist mit anderen Wissenschaftsdisziplinen verknüpft wie Geologie, Paläontologie, Ökologie, Biogeographie, Anatomie, Physiologie, Biochemie, molekulare Biologie und Genetik.

Die wesentlichen Evolutionsfaktoren, die die Gesamtheit aller Genvarianten in einer Population verändern, sind Mutation, Rekombination, Selektion und Gendrift.

Mutation

Als Mutation wird in der Biologie eine spontan auftretende, dauerhafte Veränderung des Erbgutes bez-eichnet. Die Veränderung betrifft zunächst das Erbgut nur einer Zelle, wird aber an deren Tochterzellen weitergegeben. Diese Veränderungen können an die Nachkommen mit Eizellen oder Spermien weiter-gegeben werden.

Rekombination

Rekombination ist die neue Anordnung von genetischem Material (DNA, RNA). Mutation und Rekom-bination verursachen die genetische Variabilität innerhalb einer Population.

Selektion

Wenn Individuen mit vorteilhaften Merkmalen für das Überleben und die Fortpflanzung mehr Nachwuchs produzieren können als in den Individuen ohne diese Merkmale, so spricht man von der Selektion.

Gendrift

Gendrift ist eine zufällige Änderung der Genfrequenz in kleineren Populationen. Sie basiert auf der Tatsache, dass eine abgeschnittene Zufallspopulation, die in einem bestimmten Gebiet lebt, nur einen kleinen Ausschnitt der möglichen effektiven Populationsgröße erreicht. 

Evolution nach Darwin

Natürliche Selektion entsteht nach Darwin aus dem unterschiedlichen Reproduktionserfolg der Individuen einer Population. Sie ergibt sich aus den folgenden Tatsachen:

 

  • Innerhalb von Populationen und zwischen Arten gibt es eine natürliche, vererbbare Variabilität
  • die Anzahl der Nachkommen der Individuen ist viel höher als die Kapazität des jeweiligen Lebensraumes, es herrscht also Konkurrenz.
  • Der Überlebens- und Reproduktionserfolg der Individuen einer Population ist daher unterschiedlich
  • In jeder Generation geben die erfolgreich reproduzierenden Individuen ihre vererbbaren Merkmale weiter, die nicht erfolgreichen können dies nicht.

      Abbildung 1: Aus den Mammuts entwickelten sich im Laufe der Zeit unsere heutigen Elefanten

 

Wenn ein Merkmal die „evolutionäre Fitness“ von Individuen erhöht, dann werden diese Individuen mit höherer Wahrscheinlichkeit überleben und reproduzieren, als andere Individuen dieser Population und daher mehr Kopien ihrer Merkmale an die nächste Generation weitergeben (survival of the fittest). Umgekehrt wird ein Fitnessverlust durch ein nachteiliges Merkmal dazu führen, dass dieses Merkmal seltener wird.

 

 

Abbildung 2: Herde Afrikanischer Elefanten verschiedenen Alters in der
Serengeti 
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Fossile Überlieferung

 Als Belege für ausgestorbene Lebewesen geben Fossilien nicht nur Auskunft über deren Morphologie, Systematik, Physiologie, Ontogenese und Ökologie. Sie bieten vor allem auch einen zeitlichen Rahmen für Evolutionsprozesse: Entsprechend der vertikalen Aufeinanderfolge fossilführender Gesteinsschichten lassen sich Gemeinschaften vorzeitlicher Lebewesen in eine zeitliche Reihenfolge bringen (Prinzip der Stratigraphie). Mit Hilfe radiometrischer Methoden kann man Gesteinen und den darin enthaltenen Fossilien auch Alter in (wenigen tausend bis vielen Millionen) Jahren zuweisen (Geochronologie).

 

Das Alter der Fossilien gibt Auskunft darüber, wann im Verlauf der Stammesgeschichte einzelner Gruppen sowie der Lebewesen insgesamt bestimmte Innovationen und Aufspaltungsereignisse (adaptive Radiationen) auftraten. Durch datierbare Fossilfunde ist zum Beispiel bekannt, dass (bis auf wenige Ausnahmen wie z. B. Cloudina) alle Gruppen skeletttragender Tiere in einem engen Zeitfenster im frühen bis mittleren Kambrium vor etwa 540 bis 500 Millionen Jahren auftraten.

Fossile Übergangsformen (Mosaikformen) (engl. „missing links“) sind ein von Untersuchungen an rezenten Lebewesen unabhängiger Beweis für die Verwandtschaft zwischen systematischen Großgruppen. Berühmte Beispiele dafür sind gefiederte Dinosaurier, Archaeopteryx und die Vögel der Jehol-Gruppe als Übergangsformen zwischen Reptilien und modernen Vögeln sowie Panderichthys, Tiktaalik und Ichthyostega als Übergangsformen zwischen Knochenfischen und Landwirbeltieren. Im günstigsten Fall ist der Übergang zwischen der ursprünglichen und der daraus abgeleiteten Gruppe durch eine Abfolge von Fossilfunden belegt, die mit abnehmendem Alter der neuen Gruppe morphologisch immer ähnlicher werden.