Evolution: Fossilien, Theorien und Artenbildung

Fossilien

Fossilien sind die Überreste von Organismen oder deren Aktivität, die in der Vergangenheit auf der Erde lebten und erhalten geblieben sind. Der Fossilienbestand zeigt, dass viele Arten, die in der Vergangenheit existierten, heute nicht mehr existieren, d.h. ausgestorben sind. Außerdem finden sich in alten Gesteinen keine Fossilien von heutigen Organismen. Das Studium der Fossilien zeigt einen Prozess des Wandels bei Lebewesen im Laufe der Zeit.

Vergleichende Anatomie

Strukturelle Ähnlichkeiten, die von den Organismen vererbt werden, werden als Homologien bezeichnet, und die betroffenen Organe als homologe Organe.

Molekulargenetik

Eine relativ junge Disziplin, die sich Mitte des 20. Jahrhunderts nach der Entdeckung der Doppelhelix-DNA entwickelte. Diese Disziplin liefert die überzeugendsten Beweise für die biologische Evolution.

Variationsquelle: Mutationen

Mutationen sind wesentliche, vererbbare Veränderungen. Die meisten Mutationen sind schädlich, aber es gibt auch neutrale oder sogar vorteilhafte Mutationen. Eine Mutation ist neutral, wenn sie dem Individuum in seiner Umgebung weder Vor- noch Nachteile bringt. Wenn sich die Umwelt jedoch ändert, kann sie positiv oder negativ werden. Wenn sie das Individuum nicht töten, bleiben Mutationen im genetischen Material und werden von Generation zu Generation weitergegeben, wodurch Unterschiede zwischen den Individuen entstehen.

• Sexuelle Fortpflanzung: Obwohl die sexuelle Fortpflanzung keine neuen Gene produziert, erhöht sie die Variation, indem sie neue Kombinationen von Genen erzeugt.

Natürliche Selektion und Anpassung

Im Laufe der Zeit verändert sich die Population, und das Ergebnis dieser Veränderung ist eine Population, die besser an ihre Umwelt angepasst ist. Der Prozess der Anpassung wird als Adaptation bezeichnet.

Biodiversität

Biodiversität umfasst drei Konzepte:

• Genetische Vielfalt: Die Variabilität der genetischen Information zwischen Individuen derselben Art.
• Artenvielfalt: Die Vielfalt der Arten in verschiedenen Teilen des Planeten.
• Ökologische Vielfalt: Die Vielfalt der Wälder, Wüsten und anderer biologischer Gemeinschaften, die miteinander und mit ihrer unbelebten Umwelt interagieren.

Veränderung der Umwelt

Wenn sich die Umwelt verändert, beginnt die Wirkung der natürlichen Selektion auf die Population. Wenn es Individuen mit vorteilhaften Eigenschaften gibt, kann das Aussterben der Art verhindert werden.

Synthetische Theorie der Evolution

Die Variationen werden durch Mutationen verursacht und durch Gene vererbt. Neue Entdeckungen auf dem Gebiet der Genetik führten dazu, einige Punkte der Darwin'schen Theorie zu überarbeiten und aus einer anderen Perspektive zu interpretieren:

• Das Lamarck'sche Prinzip der Vererbung erworbener Eigenschaften wurde verworfen.
• Die Idee der Vererbung als Mischung von Merkmalen wurde endgültig verworfen.

Eine neue Theorie der Evolution wurde vorgeschlagen, die Synthetische Theorie der Evolution. Diese Theorie besagt:

• Die evolutionäre Einheit ist nicht das Individuum, sondern die Population.
• Die Individuen einer Population sind Träger verschiedener Allele, die durch Mutation entstanden sind.
• Bestimmte Phänotypen verleihen Individuen die Fähigkeit, mehr Nachkommen zu hinterlassen.

Schritte der Evolution

Nach Darwins Theorie und der Synthetischen Theorie der Evolution ist die Evolution ein langsamer und allmählicher Prozess. Diese Denkweise ist als Gradualismus bekannt.

Saltationismus

Einige Wissenschaftler glauben, dass Übergangsformen in Fossilien nie aufgetreten sind oder dass Veränderungen zu schnell stattgefunden haben, um Fossilien zu hinterlassen. Diese Denkweise ist als Saltationismus bekannt und argumentiert, dass die Geschwindigkeit der Evolution sehr unregelmäßig ist. 1972 verteidigten Wissenschaftler eine Form des extremen Saltationismus, bei der eine Art lange Perioden ohne Veränderung durchläuft, unterbrochen von Perioden sehr intensiver Evolution. Diese Theorie wird als unterbrochenes Gleichgewicht bezeichnet.

Artenbildung

Artenbildung geschieht in folgenden Schritten:

1. Isolation von Populationen: Eine Population kann durch eine Barriere isoliert werden, die die Fortpflanzung mit der ursprünglichen Population verhindert.
2. Allmähliche Differenzierung: Die isolierte Population hat die gleichen Gene wie die ursprüngliche Art, aber durch zufällige Mutationen entstehen Unterschiede zwischen den beiden Populationen. Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, wirkt die natürliche Selektion unterschiedlich.
3. Zwei verschiedene Arten: Anhaltende Isolation kann dazu führen, dass sich eine Population so stark von der ursprünglichen unterscheidet, dass sie die Fähigkeit zur Kreuzung mit ihr verliert.

Artenbildung ist der Prozess, durch den zwei Arten aus einer entstehen, als Ergebnis der natürlichen Selektion, die auf die Variabilität wirkt. Aussterben ist der Prozess, bei dem eine Art ausstirbt, weil sie sich nicht an neue Umweltbedingungen anpassen und fortpflanzen kann.