Evolution: Eine Einführung

Okay, hier sind deine detaillierten Lernnotizen zum Thema Evolution, formatiert wie gewünscht:

Evolution – Allgemein

• Evolution beschreibt die Veränderung vererbbarer Merkmale einer Lebewesenpopulation über Generationen hinweg.
• Diese Merkmale werden durch in Genen kodierte Informationen bestimmt, die bei der Fortpflanzung weitergegeben werden.
• Mutationen innerhalb von Genen führen zu verschiedenen Varianten, die neue oder veränderte Merkmale kodieren können.
• Diese Varianten und Rekombinationen tragen zu genetischer Vielfalt, die Unterschiede zwischen einzelnen Individuen in einer Population erzeugt, entscheidend bei.
• Evolution findet statt, wenn sich die Häufigkeit von Allelen (Genvarianten) verschiebt, was dazu führt, dass Merkmale häufiger oder seltener vorkommen
• Dies geschieht durch natürliche Selektion, bei der sich der Fortpflanzungserfolg der Lebewesen unterscheidet; oder durch Gendrift.
• Zuweilen setzt sich eine zufällige Mutation durch und führt zu einer Anpassung einer bestimmten Art, wenn die Mutation vorteilhaft ist.
• Bei asexueller Fortpflanzung entsteht weniger Variabilität als bei sexueller Fortpflanzung.
• Es geht bei Evolution um die Veränderungen, die zur heutigen Vielfalt des Lebens auf der Erde führten
• Es geht nicht nur um die Vielfalt innerhalb einer Art, sondern auch um das Ausgangsmaterial für die Variation.
• Eine Art ist eine Gruppe von Lebewesen, die in wesentlichen Merkmalen mit ihren Nachkommen übereinstimmen.
• Linné nutzte zu der Zeit die Körpermerkmale zur Zuordnung zu einer Art.
• Nach diesem Konzept gehören alle Lebewesen, die in wesentlichen Körpermerkmalen und ihren Nachkommen untereinander übereinstimmen, derselben Art an.
• Äußere Merkmale sind bei Tieren oft die äußere Gestalt oder insbesondere Skelettmerkmale und bei Pflanzen die Blütenstruktur.
• Es ist schwierig, Organismen allein aufgrund ihres Aussehen und ihrer Merkmale eindeutig einer Art zuzuordnen. Eine Art ist nach Ernst Mayr eine Gruppe von Individuen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und von anderen Gruppen genetisch isoliert ist sind.
• Die Gene bilden gemeinsam einen Genpool.
• Individuen gehören derselben Art an wenn sie sich untereinander fortpflanzen, und fruchtbare Nachkommen hervorbringen können.
• Artenübergreifend kommt es nicht zur Fortpflanzung oder die Nachkommen sind selbst unfruchtbar.
• Eine Unterart/Rasse ist eine Gruppe von Individuen innerhalb einer Art, die sich unterscheidet, aber potentiell fortpflanzungsfähig ist.
• Merkmale innerhalb einer Art können aufgrund von Umweltfaktoren während des Wachstums variieren.
• Kartoffelsorten mit unterschiedlicher Form, Größe und Farbe sind ein Beispiel für eine umweltbedingte Variabilität.
• Genetische Variabilität wird durch die Gesamtheit der Gene (Genpool) einer Population bestimmt.
• Mutation und Rekombination erhöhen die Variabilität.
• Mutation ist eine dauerhafte Veränderung der genetischen Information, die zur Entstehung neuer Allele führen kann.
• Nur Mutationen der Keimzellen werden an die nächste Generation weitergegeben.
• Mutationen sind relativ selten, im Schnitt liegt die Wahrscheinlichkeit bei eins zu einer Million pro Gen und Generation.
• Rekombination kombiniert vorhandene Allele durch die zufällige Verteilung von Chromosomen bei der Meiose und Befruchtung neu.
• Menschliche Meiose ermöglicht 70 Billionen Kombinationen.
• Crossing-Over kann die Variabilität zusätzlich erhöhen.
• Intraspezifische (innerartliche) Konkurrenz nach der Vermehrung kann zur Ausbildung verschiedener Merkmale führen.
• Anpassung an andere ökologische Nischen spielt eine Rolle.
• Vorteilhaft sind konkurrenzfähige Merkmale, die sich durchsetzen und zur Selektion führen.
• Isolation, insbesondere die Aufspaltung einer Art, ist wichtig für die Ausprägung verschiedener Merkmale.
• Eine Aufspaltung ist notwendig, da sonst keine Paarung und die Vermischung von Merkmalen möglich ist.
• Unterschiedliche Entwicklung führt durch Anpassung an isolierte Nischen zur genetischen Artgrenze.
• Dann ist keine Fortpflanzung mehr möglich.
• Die Galapagosfinken sind ein Beispiel für Radiation, die auf die Besiedlung beschränktem Gebiets, fehlenden Feinden und freien ökologischen Nischen basiert.
• Zunehmender Konkurrenzdruck, variable Stammart und Mutationen führten zur Herausbildung von Arten mit unterschiedlichen Schnäbeln.
• Entgingen sie dem Konkurrenzdruck, wurden einzelne Merkmale durch Selektion begünstigt
• Die Weitergabe der Gene ermöglichte ihnen ferner, neue, freie ökologische Nischen zu erschließen.
• Das Aktualitätsprinzip nimmt an, dass in der Vergangenheit die gleichen Faktoren wirksam waren, die in der Gegenwart auftreten am Beispiel der Nahrungsressourcen.

Adaptive Radiation

• Die Aufspaltung einer Stammart in viele neue Arten durch Anpassung an verschiedene ökologische Bedingungen wird als adaptive Radiation bezeichnet.
• Bei der adaptiven Radiation entstehen aus einer Gründerart im Laufe der Evolution mehrere verschiedene Arten
• Die adaptive Radiation beschreibt die Entstehung spezialisierter Teilpopulationen aus einer wenig spezialisierten Gründerart.
• Neue Arten entstehen durch Anpassung an die Umwelt.
• Adaptive Radiation beschreibt wenn in einem Lebensraum über einen geologisch kurzen Zeitraum viele Arten aus einer kleinen Stammpopulation entstehen.
• Dieses Phänomen lässt sich besonders gut an der Evolution der Säugetiere erkennen am Beispiel der Milchdrüsen und einem sekundären Kiefergelenk.
• Sie sind Homoiotherm mit isolierenden Hautkleidern.
• Frühe Säuger waren meist mäuse- bis rattengroß, nachtaktiv und ernährten sich von Insekten.
• Vor 66 Millionen Jahren nahm die Artenvielfalt der Säugetiere stark zu.
• Innerhalb kurzer Zeit entstanden viele Arten mit unterschiedlichen Erscheinungsformen und Lebensraumanpassungen.
• Adaptive Radiation kann auftreten, wenn Lebensräume noch nicht besetzt sind.
• Dies geschah, als am Ende der Kreidezeit viele Tierarten durch Umweltveränderungen ausstarben.
• Frei gewordene Lebensräume wurden im Tertiär von vielen neu entstandenen Säugetieren besiedelt.
• Neue Arten sind durch angepasste Besonderheiten an den Lebensraum entstanden.
• Die gebildeten Arten entwickeln verschiedene ökologische Nischen.
• Die Artbildung verläuft in der Erdgeschichte unterschiedlich schnell ab.
• Voraussetzungen wie adaptive Radiation beschleunigen die Artbildung.
• Nach vielen Einnischungen verlangsamt sich die Artbildung.
• Neu entstehende Arten konkurrieren mit bereits vorhandenen.
• Gleichbleibende Umweltbedingungen führen zu geringer Veränderung.
• Entstehende Teilpopulationen passen sich an unterschiedliche Bedingungen an und besetzen ökologische Nischen.
• Die Teilpopulationen trennen sich, pflanzen sich nicht mehr untereinander fort (Separation).
• Trennung bewirkt nun unabhängige Entwicklung und genetische Unterschiede.
• Ist die Veränderung groß, dass die Lebewesen sich nicht mehr fortpflanzen können (reproduktive Isolation), sind neue Arten entstanden.
• Die Darwinfinken erreichten die Galapagosinseln und fanden unbesetzte Lebensräume und Nahrungsquellen vor.
• Auf der Inselgruppe entwickelten sie sich durch Einnischung in 14 Arten, angepasst an unterschiedliche Lebensräume und Ernährungsweisen
• Bei Landpflanzen wurden in der Kreidezeit die Farnpflanzen weitgehend von den Nacktsamern abgelöst.
• Auf die Nacktsamer folgten die Bedecktsamer.
• Bedecktsamer gibt es heute 250.000 Arten, von Farnpflanzen gibt es 12.000 und Nacktsamer 800 Arten.
• Die Besiedlung eines neuen Lebensraums beginnt meist mit einer wenig spezialisierten Stammart, die verschiedene Ressourcen nutzt.
• Wenn es in ihrem neuen Lebensraum (Biotop) wenig Fressfeinde, viel Nahrung und wenig Konkurrenz gibt, vermehrt sie sich dort schnell.
• Wenn es zu viele Individuen einer Art gibt, konkurrieren sie mit der Zeit um Nahrung und Lebensraum (Intraspezifische Konkurrenz).
• Sie stehen unter Selektionsdruck, müssen die Ressourcen in ihrer Umgebung besser nutzen und sich an bestimmte Umweltbedingungen anpassen
• Indem sich die Individuen auf bestimmte Nahrungsquellen oder Lebensräume spezialisieren, nutzen sie eine andere ökologische Nische und erreichen dadurch einen Selektionsvorteil à Einnischung.
• Im nächsten Schritt passen sich die Individuen einer Teilpopulation immer stärker an die Umweltbedingungen an.
• Dadurch unterscheiden sie sich auch deutlicher voneinander, auch räumlich, sie entwickeln geografische Isolation.
• Daraus entwickeln sich verschiedene Teilpopulationen à Separation.
• Mutation: Zufällige Veränderungen in den Genen führt zur Entstehung neuer Allele.
• Rekombination: Neue Anordnung der Allele.
• Gendrift: Änderung der Allelhäufigkeit in einer Population. Z. B. durch Flaschenhalseffekt und Gründereffekt.
• Selektionsfaktoren: Angepasstheit an Umweltbedingungen als Überlebens- und Vermehrungsvorteil.
• Aus Arten mit gleichen Vorfahren können sich reproduktiv isolierte Arten entwickeln.
• Unterscheiden sie sich weiterhin genetisch und morphologisch voneinander.
• Neue Teilpopulationen stehen nun nicht mehr in Konkurrenz und besetzen andere ökologische Nischen (Koexistenz).
• Leben zwei Arten in der gleichen ökologischen Nische, besteht eine direkte Konkurrenz zueinander (Konkurrenzausschlussprinzip).
• Somit würde sich eine Art anpassen und sich eine ökologische Nische suchen (Konkurrenzvermeidung).
• Durchläuft die Art die adaptive Radiation sehr oft, entwickeln sich aus der Vorfahrenart mehrere, verschiedene Arten.
• Jede neu entstandene Art besetzt eine ökologische Nische.

Evolutionstheorien

• Carl von Linné entwarf Mitte des 18. Jahrhunderts ein System zur Ordnung unzähliger Arten.

• Im Werk »Systema naturae« beschrieb er über 7000 Pflanzen- und 5890 Tierarten, die er den Kategorien Art, Gattung, Ordnung, Klasse und Reich zuordnete.

• Das begründete die biologische Systematik.

• Die Grundeinheit der Systematik ist die Art.

• Durch einen Vergleich der äußeren Gestalt und den inneren Aufbau lassen sich Arten in Gruppen einteilen.

• Innerhalb einer Gruppe ähneln sich die Lebewesen in ihrem Bauplan

• Verschiedene Artenarten (Löwe und Tiger) sind sich im Körperbau ähnlich und gehören derselben Gattung (Großkatzen) an.

• Verschiedene Gattungen (wie Wildkatze, Luchs, Puma) bilden mit anderen Arten die Familie der Katzenartigen.

• Familien (Bären, Marder und Hunde) zusammen bilden die Ordnung der Raubtiere.

• Unterschiedliche Ordnungen (Rüsseltiere, Hasen) bilden die Klasse der Säugetiere.

• Die Säugetiere gehören wiederum gehören zum Unterstamm der Wirbeltiere und mit anderen Gruppen den Stamm Chordatiere.

• Das System basiert auf abgestufter Ähnlichkeit.

• Linné entwickelte eine binäre Nomenklatur mit lateinischen Namen für jede Art, wobei der erste Teil die Gattung und der zweite die Art bezeichnet Name des Feldhasen ist Lepus europaeus PALLAS, 1778.

• Bei der Benennung von Arten richtet sich die Priorität nach der der Erstbeschreibung.Zunächst beruhte die Einteilung der Lebewesen vor allem auf äußeren, leicht erkennbaren Merkmalen.

• Dies führte etwa dazu, dass Wale lange Zeit aufgrund ihrer Körpergestalt den Fischen zugeordnet wurden, obwohl sie an das Leben im Wasser angepasste Säugetiere sind.

• Dies ist ein künstliches System.

• Man ordnet Organismen heute nach dem Grad ihrer Verwandtschaft und in systematische Kategorien nach Verwandtschaftsgruppen und es gibt auch Hinweise aus der Molekularbiologie.

• Mittlerweile dient der Vergleich von DNA-Sequenzen der Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen.

• Linné glaubte an die Unveränderlichkeit der Arten auf der Erde von Gott erschaffen.

• Diese Vorstellung der Artkonstanz war lange Zeit gültig.

• Das sind hervorragende Lernnotizen! Die Verwendung von Stichpunkten und Unterüberschriften wird dir auf jeden Fall dabei helfen, alle wichtigen Konzepte zu verstehen und zu lernen. Weiter so!