Evolution: Theorien, Beweise und Mechanismen

Evolution: Prozess und Grundlagen

Evolution ist der Prozess, durch den sich die Vielfalt der Arten entwickelt. Sie wird durch Veränderungen verursacht, die auf die Nachkommen übertragen werden, und ist eine wissenschaftlich belegte Tatsache.

Beweise für die Evolution

Paläontologie: Studium der Fossilien

Die Paläontologie ist das Studium von Fossilien (Überreste vergangener Organismen).

• Datierung: Bestimmung des Alters von Fossilien, Gesteinen oder geologischen Ereignissen (relativ oder absolut).
• Methoden der Datierung:
  • Position des Fossils (tiefere Schichten = älter).
  • Radioaktive Isotope.

Biogeografie: Verteilung der Arten

Jeder Kontinent weist eine spezifische Flora und Fauna auf. Die Präsenz bestimmter Organismen kann durch die Kolonisierung durch ihre Vorfahren erklärt werden.

Vergleichende Anatomie

• Rudimentäre Organe: Verkümmerte Organe (Überbleibsel von Vorfahren).
• Homologe Organe: Organe mit gemeinsamem Ursprung, aber unterschiedlichen Funktionen.
• Analoge Organe: Organe mit gleicher Funktion, aber unterschiedlichem Ursprung.

Embryologie: Ähnlichkeiten in der Entwicklung

Ähnlichkeiten in der Embryonalentwicklung verschiedener Arten.

Molekularbiologie und Biochemie

Hohe Übereinstimmung der molekularen Komponenten (z.B. DNA, Proteine) bei Lebewesen.

Evolutionstheorien

Erklärungen zur Vielfalt des Lebens, basierend auf der Veränderung von Arten über die Zeit.

Lamarckismus

• Urzeugung: Spontane Entstehung von Leben ist eine häufige Tatsache.
• Innerer Drang zur Perfektion: Organismen haben einen inneren Drang, sich zu perfektionieren.
• Anpassung an die Umwelt: Organe entwickeln sich durch Gebrauch und verkümmern durch Nichtgebrauch.
• Vererbung erworbener Merkmale: Erworbene Merkmale werden an die Nachkommen weitergegeben.

Lamarck glaubte, dass Arten sich durch den Gebrauch und Nichtgebrauch ihrer Körper perfekt an die Umgebungsbedingungen anpassen.

Darwinismus: Natürliche Selektion

• Artenentwicklung: Arten entwickeln sich über die Zeit.
• Gradualismus: Evolution ist ein schrittlicher und kontinuierlicher Prozess.
• Gemeinschaft der Abstammung: Ähnliche Merkmale weisen auf einen gemeinsamen Vorfahren hin.
• Prinzip der natürlichen Selektion:
  • Variabilität: Populationen zeigen eine hohe biologische Variabilität.
  • Überproduktion: Es wird ein Überschuss an Nachkommen produziert.
  • Kampf ums Dasein: Nur ein kleiner Teil überlebt und pflanzt sich fort.
  • Selektion: Diejenigen mit der besten Kombination von Merkmalen, die an die Umgebung angepasst sind, überleben und geben diese Merkmale an ihre Nachkommen weiter.

Synthetische Evolutionstheorie (Neo-Darwinismus)

Die heute am weitesten akzeptierte Theorie.

• Mutationen: In den Populationen von Organismen treten Mutationen auf.
• Genetische Variabilität: Mutationen führen zu genetischer Variabilität.
• Fitnessvorteil: Einige Varianten erhöhen die biologische Fitness.

Eine Art kann sich durch Mutationen entwickeln, die zu vorteilhaften Merkmalen führen, auf die die natürliche Selektion wirkt, wodurch die Art widerstandsfähiger wird.

Genetische Variabilität

Unterschiede in den biologischen Merkmalen von Individuen einer Spezies.

• Genetisch: Unterschiede in den Genen.
• Phänotypisch: Beobachtbare Unterschiede.

Quellen der genetischen Variabilität:

• Parasexuelle Phänomene (DNA-Austausch).
• Geschlechtliche Fortpflanzung durch Meiose.
• Mutationen.

Mutationen

Veränderungen in der DNA-Sequenz.

Ursachen von Mutationen:

• Fehler bei der Trennung und Verteilung der DNA vor der Meiose.
• Mutagene Agenzien (z.B. Chemikalien, Strahlung).
• Fehler bei der DNA-Replikation oder den Reparaturmechanismen.

Arten von Mutationen:

Genmutationen:

Betreffen ein einzelnes Gen. Können sein:

• Deletionen: Verlust von DNA-Abschnitten.
• Insertionen: Einfügung von DNA-Abschnitten.
• Substitutionen: Austausch einzelner Basen.

Chromosomenmutationen:

Betreffen ganze Chromosomen oder größere Abschnitte.

• Deletionen: Verlust eines Chromosomenabschnitts.
• Duplikationen: Verdopplung eines Chromosomenabschnitts.
• Inversionen: Umkehrung eines Chromosomenabschnitts.
• Translokationen: Austausch von Abschnitten zwischen nicht-homologen Chromosomen.

Genommutationen:

• Aneuploidie: Mangel oder Überschuss einzelner Chromosomen (z.B. Monosomie, Trisomie).
• Polyploidie: Mehr als zwei vollständige Chromosomensätze.