Die wichtigsten Evolutionstheorien und das Miller-Urey-Experiment

Das Miller-Urey-Experiment: Nachweis organischer Moleküle

Das Miller-Urey-Experiment ist der erste Nachweis, dass organische Moleküle spontan aus einfachen anorganischen Stoffen unter simulierten Ur-Erde-Bedingungen entstehen können.

Der Versuchsaufbau umfasste folgende Schritte:

1. Ein Kolben wurde mit einem gasförmigen Gemisch (Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Wasserdampf) befüllt.
2. Das Wasser wurde zum Sieden gebracht, um den Wasserkreislauf zu simulieren.
3. Die Stoffe wurden anschließend durch das Gerät kondensiert.
4. Gleichzeitig erzeugten zwei Elektroden in einem anderen Behälter elektrische Entladungen (Blitze).

Proben wurden entnommen und analysiert. Dabei wurden mehrere Aminosäuren, Kohlenhydrate und andere organische Verbindungen gefunden.

Das Experiment zeigte, dass die Synthese von organischen Verbindungen, wie Aminosäuren, auf der frühen Erde leicht möglich war.

Lamarcks Theorie der erworbenen Merkmale

Organismen haben eine Tendenz zur Komplexität und entwickeln sich von einfacheren zu komplexeren Formen.

Lamarcks Theorie basiert auf zwei Hauptprinzipien:

• Gebrauch und Nichtgebrauch: Die wiederholte Anwendung einer Organfunktion führt zu deren Entwicklung (Gebrauch), während Nichtgebrauch zur Degeneration führt.
• Vererbung erworbener Merkmale: Ursprüngliche Merkmale werden langsam durch eine Reihe von adaptiven oder erworbenen Eigenschaften ersetzt. Diese Veränderungen, die ein Organismus während seines Lebens durch die Umwelt erwirbt, können auf die Nachkommen übertragen werden.

Darwins Evolutionstheorie: Natürliche Selektion

Die natürliche Selektion ist der Mechanismus, durch den sich Arten im Laufe der Zeit verändern.

Grundprinzipien der natürlichen Selektion

• Kampf ums Überleben (Struggle for Existence): Innerhalb der Populationen gibt es einen Kampf ums Überleben. Da Ressourcen (Nahrung, Raum etc.) begrenzt sind, konkurrieren Individuen um deren Erlangung. Nur die erfolgreichsten überleben und erreichen das fortpflanzungsfähige Alter.
• Selektionsdruck: Faktoren, die sich negativ auf das Überleben von Individuen auswirken, werden als Selektionsdruck bezeichnet. Populationen sind ständig diesem Umwelt-Selektionsdruck ausgesetzt.
• Vorteilhafte Variation: Unter den Individuen einer Population gibt es Variationen in bestimmten erblichen Merkmalen. Jene Individuen, die eine vorteilhafte Variante besitzen, um den Selektionsdruck zu überwinden, haben einen besonderen Vorteil und eine größere Überlebenschance.
• Auswahl durch die Umwelt: Die Umgebung wählt die am besten angepassten Individuen in einem bestimmten Umstand aus.

Evolution durch natürliche Selektion ist kontinuierlich und schrittweise.

Die drei Hauptformen der natürlichen Selektion

• Stabilisierende Selektion: Reduziert die Variation und begünstigt Individuen mit einem mittleren Phänotyp.
• Gerichtete (Direktionale) Selektion: Verändert den Durchschnitt der Population, indem sie Individuen mit extremen Phänotypen in eine bestimmte Richtung begünstigt.
• Disruptive (Aufspaltende) Selektion: Erhöht die Variabilität innerhalb der Population und begünstigt Individuen an beiden Enden der phänotypischen Verteilung. Dieser Vorgang kann zu einer Diskontinuität und einer bimodalen Verteilung führen.