Grundlagen der Evolutionsbiologie und Populationsgenetik

Prozess der Artbildung

1. Ursprungspopulation: Eine stabile Ausgangspopulation.
2. Trennung: Die Ursprungspopulation teilt sich in zwei Teilpopulationen, wodurch die Reproduktion zwischen den Individuen unterbunden wird.
3. Differenzierung: Zufällige, unterschiedliche Mutationen und abweichende natürliche Selektionsfaktoren führen zu einer eigenständigen Entwicklung beider Teilpopulationen.
4. Genetische Divergenz: Die Genpools und Individuen unterscheiden sich nach einiger Zeit so stark, dass keine Reproduktion mehr möglich ist.
5. Artspaltung: Aus einer Art sind zwei eigenständige Arten entstanden.

Genetische Grundlagen

• Genpool: Gesamtheit der genetischen Informationen einer Population.
• Gendrift: Zufällige Veränderung der Allelfrequenz im Genpool einer Population.

Formen der Gendrift

• Gründereffekt: Eine neue Population wird durch wenige Individuen gegründet. Die Variabilität und Allelfrequenz unterscheiden sich deutlich von der Ausgangspopulation.
• Flaschenhalseffekt: Durch Katastrophen wird eine Population drastisch reduziert. Die Restpopulation weist eine stark verringerte Variabilität und veränderte Allelhäufigkeit auf.

Formen der Isolation

• Geografische Trennung: Ursachen wie Gebirgsbildung, Kontinentaldrift, Klimawandel, Stürme oder Erdbeben.
• Ökologische Isolation: Besetzung unterschiedlicher ökologischer Nischen zur Vermeidung von Konkurrenz.
• Reproduktive Isolation: Individuen können aufgrund unterschiedlicher Verhaltensweisen oder körperlicher Merkmale keine Nachkommen zeugen (z. B. durch abweichende Paarungszeiten, Paarungsgebiete oder Paarungsverhalten).

Belege der Evolution

• Homologe Merkmale: Gemeinsamer Grundbauplan, aber unterschiedliches Aussehen und Funktion aufgrund gemeinsamer Vorfahren.
• Analoge Merkmale: Gleiche Funktion, aber unterschiedlicher Grundbauplan; keine gemeinsamen Vorfahren.
• Atavismen: Körperliche Merkmale früherer Entwicklungsstufen, die bei einzelnen Individuen heute wieder auftreten.
• Biogenetische Grundregel: Die Embryonalentwicklung (Ontogenese) ist eine verkürzte Wiederholung der Stammesentwicklung (Phylogenese).

Lotka-Volterra-Regeln

• 1. Regel: Periodizität der Populationsschwankungen.
• 2. Regel: Erhaltung der Mittelwerte der Populationsdichten.
• 3. Regel: Störung der Mittelwerte führt zur Erholung der Population.