Vielfalt der Tiere VL 1

Makroevolution

Muster, Geschichte der Evolution

Langsam (z.B. 6 Mio Jahre)

auf oder über Art-Ebene

zB. Artbildung, Phylogenie

Mikroevolution

Prozess der Evolution

Schnell (z.B. <100 Jahre)

innerhalb einer Population

zB. Selektion, Drift

Aristoteles (384 322 v. Chr.)

Arten sind unveränderlich und evoluieren nicht

Starker Einfluss auf westliche Kultur 

• Frühe Naturalisten (15. und 16. Jh.) sortierten Organismen in Gruppen

• Unterschiede innerhalb der Gruppen kleiner als zwischen den Gruppen

• Gründe der Unterschiede blieb unbekannt oder gottgegeben

Carl von Linné (1707 1778)

Gründer der Taxonomie zur Klassifizierung der Diversität
Gruppierung ähnlicher Arten in immer generellere Gruppierungen

Taxon (pl. taxa): Organismengruppe, die eine taxonomische Einheit bildet 

Ende 17. Jh. Entdeckung der Fossilien, Paläontologie
Ende 18. Jh. belegte Cuvier, dass einige Fossilien zu Arten gehörten, die nicht mehr existieren. Z.B.: Mastodon, vor 11 000 Jahren ausgestorben

Ideen, dass Arten nicht unveränderbar sind, dass Arten aussterben, und dass die Erde sehr alt ist, begannen sich in Wissenschaftskreisen zu verbreiten 

1)  Arten wurden nicht kreiert sondern haben sich aus früheren Arten entwickelt (Abstammung)

2)  Natürliche Selektion: Populationen von Organismen können sich über die Zeit verändern, weil Individuen mit gewissen Charakteristiken mehr Nachkommen haben als andere 

Lamarck: die erworbenen Merkmale werden vererbt -> Schmidt mit starken Muskel -> nachwuchs hat dann auch starke armen. Giraffe: die Natur strebt den Giraffen an, einen langen Hals zu haben, da die Blätter so hoch sind. Dieser „längere“ Hals wird dann weiter gegeben, bis der Hals ganz lang ist.

Darwin: Es gibt eine Variation und die Natur selektioniert, wer die Wahl hat, sich weiter zu entwickeln. Es gab Giraffen mit langen und kurzen Hälsen. Die mit langen überlebten und pflanzen sich fort. Die Hälse wurden immer länger, aber eine gewisse Variation bleibt bestehen.

Vererbungslehre:

Bisherige Vorstellung (auch Darwins): Genetisches Material wird gemischt, wie Farben. Darwin sah aber, dass dieses Konzept irgendwie nicht aufgeht.

Gregor Mendel (1822-1884): Hat Prinzipien der Erblichkeit beim Züchten von Erbsen entdeckt. Grundelemente der Vererbung (heute nennen wir dies Gene) bleiben von Generation zu Generation intakt. Gene kannten sie noch nicht dazumal.

Walter Sutton (1877-1916) - 1903 Entdeckung der Chromosomen

James Watson (geb. 1928) & Francis Crick (1916-2004) - 1953 Entdeckung der DNS Helix

Diese Erkenntnisse sind Bahnbrechend, da wir so ins Detail hineinschauen können.

Genetik: auch Vererbungslehre: Teilgebiet der Biologie, welches sich mit den Mechanismen der Weitergabe von Erbanlagen (Genen) an die nächste Generation befasst. In der Zelle eine Zellkern und dort die Chromosomen und dort haben wir die ganze DNA-Helix -> der Baustein des Lebens. Dort steht alles was der Körper braucht um den Menschen zu bauen.

Genom: Gesamtheit der vererbbaren Informationen einer Zelle, die als DNA vorliegt

Gen: Abschnitt des Genoms, der für ein bestimmtes Merkmal codiert

Chromosom: Trägerstruktur der Gene

DNS (DNA englisch): DesoxyriboNukleinSäure «Bauplan des Lebens»

Viele Arten haben 2 Sätze von Chromosomen, je einen von jedem Elternteil. In jeder Zelle kommen also zwei Varianten jedes Gens vor, die sogenannten Allele (Ausprägungsformen). 

Ein Allel kann dominant oder rezessiv sein. Das dominante Allel wird immer exprimiert. Dominantes Allel braune Augen B dominiert rezessives Allel blaue Augen b. Bb hat braune Augen (wie auch BB) 

Genetische Variation ist die Basis für Evolutionsprozesse. 

Heterzygot: unterschiedliche Allele an einem Gen 

Das rezessive Allel wird exprimiert, wenn zweifach vorkommend. 

Homozygot: gleiche Allele an einem Gen 

Phänotyp: Erscheinungsbild des Organismus oder bestimmter Teile davon (Morphologie, Physiologie, Verhalten, etc.) 

Genotyp: in den Genen festgelegte Erbinformation, die den Organismus oder Teile davon beeinflusst. Nicht sichtbar vererbbar

Phänotyp kann unterschiedlich sein bei gleichem Genotyp. Zum Beispiel während der Entwicklung --> Schmetterling

Phänotyp kann unterschiedlich sein bei gleichem Genotyp. Zum Beispiel wegen Umwelteinflüsse. Hortensie --> pH Wert sauer --> blau

Allele unterschiedlicher Gene werden mehrheitlich unabhängig voneinander vererbt (rekombiniert). Daraus entsteht eine sehr grosse Variation an Phäno-/Genotypen. 

In Abwesenheit von Selektion, Drift, Migration und Mutation, bleiben die Allelfrequenzen einer Population von einer Generation zur anderen gleich (Hardy-Weinberg Gleichgewicht)

Wenn dieser Kreislauf geschlossen ist, dann bleibt die Allelfrequenz immer gleich. Wenn sich jedes Allel mit jedem Allel fortpflanzen lässt, dann  haben wir eine konstanze Allelfrequennz, Sobald aber etwas in dem Kreislauf passiert: Mutation, Selektion, Drift oder Migration dann kann es sein, dass auf einmal andere Allele zum Zuge kommen.

Selektion, Drift, Migration und Mutation sind Prozesse, die die Allelfrequenzen von einer Generation zur nächsten ändern können. Sie sind Mechanismen der Evolution.

Evolution: jede Veränderung in Allelfrequenzen von einer Generation zur anderen

Drift: schrumpft die Allelfrequenz, dann gibt es weniger Vielfalt.

Frequenz: Gewisse Anzahl eines Allels.

Vogel Mittlere Grundfink: Die durchschnittliche Schnabelgrösse verändert sich über die Jahre:Trockene Zeit- > grössere Schnäbel.

Es standen nur wenige grobe Samen zur Verfügbarkeit. Schnabelgrösse korreliert gut an die Härte. Selektion ist Adaptation. Desto grösser der Schnabel desto mehr kraft haben sie die Körner zu beissen. Hatte man einen kleinen Schnabel ist man geschickter mit kleinen Samen umzugehen, aber wenn diese nicht vorhanden sind, bringt es nichts.

Der Schnabel der Überlebenden der Trockenzeit war grösser
Der Schnabel der Nachkommen nach der Trockenzeit ebenfalls

Die Finken mit kleinerem Schnabel sind gestorben.
Nach der Dürre haben alle Finken grössere Schnäbel.  Beispiel zeigt, dass Evolution am Werk war.Natürliche Selektion oszilliert.

Bedingungen für natürliche Selektion, Variabilität im Merkmal, Erblichkeit des Merkmales

Fitness Unterschiede (die nicht zufällig sind)

Fitness: Genetischer Beitrag eines Individuums an die nächsten Generationen.

Zum Beispiel gemessen als Anzahl Nachkommen, summiert über das ganze Leben (reproductive success)