Synthetische Evolutionstheorie

Def.:  Moderne Selektionstheorie, die alle Erkenntnisse der Naturwissenschaften mit einbezieht,  
 z. B.:  Genetik, Molekulargenetik, Biochemie, Ökologie, Geologie, Physik....  

Die wichtigsten Ursachen für die Entstehung neuer Arten sind folgende Evolutionsfaktoren:

1)      Mutation und Rekombination

2)      Selektion

3)      Isolation

4)     Gendrift

• Art: Name zweiteilig z.B. canis lupus (Wolf) canis vulpes (Fuchs) canis familiaris (Hund)
  -biologische Artdefinition: Gesamtheit der Lebewesen, die sich untereinander fruchtbar fortpflanzen können, (d.h. eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden, die gegen andere Arten isoliert ist.)
  Da dieser Artbegriff z.B. bei Fossilien nicht anwendbar ist, benötigt man eine Artdefinition, die aus der vergleichenden Anatomie stammt:
  -morphologische Artdefinition: Gesamtheit der Lebewesen, die sich in allen wesentlichen Merkmalen gleichen.
• Rasse: Unterart (Subspezies), die sich reinerbig von einer anderen Unterart unterscheidet,
  z. B. Hunderassen mit reinerbigen Sondermerkmalen.    
• Population: Fortpflanzungsgemeinschaft von Lebewesen, die zur selben Zeit im selben Raum  leben, z. B. Eidechsenpopulation auf einer Insel.
• Genfrequenz (Allelfrequenz): Häufigkeit eines Gens in einer Population, z. B. Häufigkeit eines Defektallels.
• Genpool: Summe aller Gene in einer Population.

  Merke:  
  Evolution findet nicht am einzelnen Lebewesen statt, sondern in der Population. Evolution ist die Änderung der Genfrequenz in einer Population in Abhängigkeit von der Zeità d. h. bestimmte  Gene setzen sich durch, andere haben geringeren Anpassungswert und verschwinden, z. B. Gene für Tarnfarben.

  Ideale Population: fiktive Population in der keinerlei Evolution stattfindet, d. h. in der die Genfrequenz sich nicht ändert, weil die Evolutionsfaktoren nicht wirksam sind.
  Hardy-Weinberg-Gesetz: In einer idealen Population bleibt die Genfrequenz konstant .

1. Es dürfen keine Mutationen eintreten,(keine neuen Allele)
2.  Es darf keine Selektion geben, à kein Genotyp darf bevorzugt werden.
3. Alle Paarungskombinationen müssen gleich wahrscheinlich sein (Panmixie).

4. Die Population muss unendlich groß sein, sodass Zufallseffekte (Unfalltod..) keinen Einfluss auf die Genfrequenz haben.

5. Es dürfen keine Individuen zu- oder abwandern.

   à Da aber in Wirklichkeit nur reale Populationen existieren, ist die Genfrequenz nicht konstant, d. h. es findet Evolution statt. Alle Faktoren, die die Ideale Population stören sind Evolutionsfaktoren. s.o.

Mutationen erzeugen neue Allele!  Mutationen sind der „Motor“ der Evolution. Sie liefern das "Rohmaterial". Da sich Mutationen jedoch im Phänotyp meist nicht zeigen, da sie i.d.R. rezessiv sind, muss durch Rekombination (Meiose und Befruchtung) das neue Allel in ständig neuen Gen- Kombinationen in der Population verteilt werden.

•  Sexualität (Meiose und Befruchtung) 
•  Parasexualität (Gentransfer bei Bakterien und Viren)

Def.:   Die unterschiedliche Fähigkeit der Individuen, ihre Gene in die nächste Generation weiterzugeben, d. h. unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg

oder:  Auslese  der „Best-Angepassten“

Beachte: Mutation und Rekombination sind die Ursache für die "genetische Variation" bei Darwin. Sie beruhen auf Zufallsereignissen. Die perfekte Anpassung an bestimmte Lebensbedingungen kann jedoch niemals auf Zufall beruhen! Erst die Selektion bewertet die genetischen Varianten auf ihren Anpassungswert und gibt damit der Evolution eine Richtung durch Änderung der Genotypen-Häufigkeiten.
                   Vergleich mit Kartenspiel: Mutation und Rekombination = Mischen der Karten
                                                                        Selektion = Spielregeln (Kartenwerte, Joker...)

1)      stabilisierende Selektion (erhaltende Selektion)

2)     transformierende Selektion (dynamische Selektion)

3)      aufspaltende Selektion

Def.:   Erhaltung eines Anpassungsoptimums  à alle Abweichungen vom Anpassungsoptimum
             werden selektiert, z.B. alle Abweichungen von einer perfekten Tarnfarbe werden bevorzugt Opfer von Raubtieren.  

Sonderfälle:

• lebende Fossilien: Konstante Umweltbedingungen (z.B.Tiefsee) können über Jahrmillionen zu   stabilisierender  Selektion führen à kaum Veränderungen im Phänotyp  
• Degeneration durch Wegfall der stabilisierenden Selektion  z.B. Augen-Degeneration beim Maulwurf oder:  Domestikation: 30% geringeres Hirnvolumen bei Haustieren

Schema:

Def.: Selektion, die zu einer Verschiebung des Anpassungsoptimums führt z.B. bei Umweltänderungen  z.B. Klimaänderung àSchnee àneue Tarnfarbe
z. B.: Industrie-Melanismus: Hellpigmentierte Birkenspanner (Schmetterling) passten sich in England im 19. Jhdt. an die durch Umweltverschmutzung (Ruß) dunkler gewordenen Stämme an. Fressfeinde sorgten durch dynamische Selektion dafür, dass nur dunklere Varianten überlebten.

Def.:     Selektion in  Richtungen zweier neuer Anpassungsoptima . 

à Die Selektion fördert die Entstehung  zweier neuer Phänotypen, z. B. zwei verschiedene Wuchshöhen von Gräsern durch bestimmte Weidetiere.

Sonderfall:         Kompensierende Selektionsdrücke 

z. B. männlicher Paradiesvogel:
1. Selektionsdruck:  immer schönere, längere Federn als Hochzeitskleid
2. Selektionsdruck: Vermeidung der Flugunfähigkeit, Schutz vor Räubern 

Beide Tendenzen sind gegenläufigà labile Gleichgewichtssituation, die durch Umweltänderungen, z. B. Regenwaldvernichtung, schnell zum Aussterben führt.
Beispiele:   Riesenhirsch (starb mit Ende der Eiszeit durch Ausbreitung von Bäumen ausàRiesengeweih)
                   Säbelzahntiger (riesige Fangzähne)

• biotische Selektionsfaktoren:
   - Konkurrenz (innerhalb der Art = intraspezifisch und zwischen  den  Arten = interspezifisch)
    - Krankheiten
    - Parasitismus
    - Räuber - Beute
    - Partnerwahl = sexuelle Auslese
• abiotische Selektionsfaktoren: Temperatur, Wind, Feuchtigkeit, Licht.......

Def. Ökologische Nische: Summe aller Umweltfaktoren ( biotisch /abiotisch), die einer Tier- oder            Pflanzenart das Überleben ermöglichen. („Beruf“ einer Art, "Beziehungskiste" einer Art)
oder: Art und Weise, wie ein Lebewesen die Umwelt nutzt um zu überleben d.h. welche "Marktnische" sie nutzt.
Beispiele:
Tiere: Die ökologische Nische "Nachtjäger" (Anpassung der Sinnesorgane, Jagdtechnik, Orientierung, Brutpflege...) 
Pflanzen: Die ökologische Nische "Frühblüher" (Anpassung an tiefe Temperaturen, Licht, Konkurrenz,  ..)

Def. Einnischung : Anpassung an eine neue ökologische Nische.
oder: evolutionäre Anpassungen an biotische und abiotische Umweltfaktoren, die  notwendig sind, um die Art zu erhalten.
z.B. Einnischung durch Nahrungsspezialisierung bei Darwinfinken.

Def. Biotop: Lebensraum ("Adresse" einer Art)
z.B. Biotop Baum als Lebensraum

Mimikry: Warntracht (Schwebfliege mit Wespenzeichnung)
Mimese: Tarntracht (Nachahmung eines Blattes, Zweiges...)

   Bedingungen, dass 2 Arten zur selben Zeit existieren können:
     1.  Um die Artdefinition zu erfüllen, müssen sie getrennte Genpools besitzen  à kein Genaustausch, d.h. keine fruchtbaren Bastarde möglich ( =  Isolation)
     2.  Um zeitgleich überleben zu können, müssen sie totale Konkurrenz um Nahrung etc.vermeiden : Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip: 2 Arten können nicht die gleiche ökol. Nische besetzen und im  gleichen Raum lebenà  Auswege: a)Spezialisierung d.h. erneute Einnischung oder b)Auswanderung  (oder eine Art stirbt aus)
zu a)  entweder durch Besetzung verschiedener ökologischer Nischenà Einnischung  z.B. durch Nahrungsspezialisierung..                                                                                                                   
zu  b)  durch räumliche Trennung, Separation ( = geografische Isolation ) durch z.B. Gebirge, Inseln..
                                                                  

Arten, die die gleiche ökol. Nische besetzen, aber in verschiedenen geografischen Großräumen leben, und sich so keine Konkurrenz machen. z.B. besetzen in Australien die Beuteltiere viele ökol. Nischen, die auf den übrigen Kontinenten die "modernen" Säugetiere mit Plazenta besetzen.

à große Ähnlichkeit durch Konvergenz.

 
d) Warum kann der Anteil der Heterozygoten in der Bevölkerung niemals 100% werden?

(Heterozygote Anlagenträger sind malariaresistent, Homozygote sterben früh an schwerster Anämie)

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