Die Evolution der Arten: Mechanismen und Prozesse

TOP 6: Evolutionäre Mechanismen

Dies sind die Faktoren, die zu Veränderungen in der Genfrequenz einer Population führen können:

• Mutationen: Veränderungen in der genetischen Information, die die Verteilung von Allelen bestimmen und somit die Variabilität in der Population beeinflussen. Sie treten zufällig auf, ohne Einfluss der Umwelt, in der der Organismus lebt. Es entscheidet sich, ob die Mutation neutral, schädlich oder nützlich ist.
• Genetische Drift: Zufällige Veränderungen in der Häufigkeit der Allele von einer Generation zur nächsten, die besonders in kleinen Populationen signifikant sind.
• Genfluss: Der Transfer von Genen aus einer Population in eine andere durch die Abwanderung einiger Individuen. Dies verteilt Allele in der Population.
• Natürliche Selektion: Der Motor der Evolution, der unterschiedliche Reproduktion in der Population impliziert: Individuen mit bestimmten Allelen hinterlassen mehr Nachkommen. Es gibt drei Arten der Selektion:
  • Stabilisierende Selektion: Begünstigt Individuen mit mittleren Phänotypen.
  • Richtende Selektion: Begünstigt Individuen mit Phänotypen, die sich von den Extremwerten entfernen.
  • Disruptive Selektion: Begünstigt Individuen mit Phänotypen, die sich von den Mittelwerten an beiden Enden entfernen.

2. Die Anpassung

Jede Art kann sich an ihre Umgebung anpassen (anatomisch, physiologisch oder verhaltensmäßig), um Vorteile zu erlangen.

3. Die Artbildung

Eine Art ist eine Gruppe von Individuen, die morphologische Ähnlichkeiten aufweisen und fruchtbare Nachkommen zeugen können, während sie reproduktiv von anderen Arten isoliert sind. Speziation: Der Prozess der Bildung einer Art aus einer ursprünglichen Art (E1 -> E2). Dies geschieht durch genetische Isolation, die den Austausch von Genen zwischen zwei verschiedenen Populationen der gleichen Art unterbricht. Diese Isolation wird durch geografische Barrieren verursacht, die eine räumliche Trennung zwischen den Populationen über lange Zeiträume hinweg schaffen. Es ist wichtig, dass Individuen sich nicht kreuzen. Mutationen, natürliche Selektion und Unterschiede in der genetischen Anpassung führen zu einem Mechanismus, der als geografische allopatrische Speziation bekannt ist. Reproduktive Isolation von Populationen kann auch auftreten, wenn sie denselben Raum besetzen, aber nicht miteinander reproduzieren. Mechanismen der reproduktiven Isolation können sein:

• Unterschiede im Verhalten während der Fortpflanzung
• Änderungen in der strukturellen Blütenform
• Unterschiedliche Zeitpunkte der Geschlechtsreife

Dieser Mechanismus wird als sympatrische Speziation bezeichnet.

4. Die Biodiversität

Biodiversität ist die Vielfalt der biologischen Arten. Es gibt etwa 1,75 Millionen Arten. Der Ursprung dieser Vielfalt liegt in der Evolution und wird durch drei Komponenten bestimmt:

• Mutationen
• Natürliche Selektion
• Fortpflanzungsisolation

So entstand der Baum des Lebens, und neue Arten entwickelten sich an den Zweigen.

Klassifikation der Organismen

Organismen werden entsprechend ihrer Ähnlichkeiten und ihrer evolutionären Geschichte klassifiziert. Es gibt acht taxonomische Kategorien (jede Gruppe wird in eine der Kategorien eingeteilt): Domäne, Reich, Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung und Art, die die grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation darstellt.

5. Die Aussterben

Das Verschwinden einer Art oder einer Gruppe von Arten wird als Aussterben bezeichnet. Es gibt verschiedene Typen von Aussterben:

• Hintergrundaussterben oder kontinuierliches Aussterben
• Massensterben

Beispiele sind das Perm vor 250 Millionen Jahren oder das Kreideaussterben vor 65 Millionen Jahren.

6. Der Ursprung des Lebens

Die physikalisch-chemischen Theorien über den Ursprung des Lebens, wie die von Haldane, schlagen vor, dass organische Moleküle aus anorganischen Molekülen in der primitiven Erde entstanden sind. Die Bedingungen waren:

1. Eine reduktive und anaerobe Atmosphäre mit sehr wenig freiem O2 und reich an Wasserdampf, CO2, CH4, NH3, N2, was zu einer hohen Konzentration der vier Bioelemente (C, H, O, N) führte.
2. Eine sehr hohe Energiezufuhr durch Sonnenstrahlung in Abwesenheit von Ozon, thermische Energie, elektrische Stürme usw.
3. Die atmosphärischen Gase reagierten und bildeten organische Moleküle, die durch Regen in primitiven Seen und Meeren gesammelt wurden.
4. Es entstand eine Lösung reich an organischen Molekülen, die als primitive Suppe oder Brühe bezeichnet wird.
5. Einfachere organische Moleküle reagierten und bildeten komplexe Moleküle wie Proteine und Nukleinsäuren.
6. Einige dieser Moleküle bildeten durch Membranen isolierte Strukturen, die als Protobionten bezeichnet werden und die Vorläufer der Zellen waren.
7. Experimente wie die von Miller zeigten die Synthese von organischen Verbindungen aus anorganischen Stoffen der frühen Erdatmosphäre.