Vielfalt der Tiere - Evolution

Evolutionäre Anpassung. Merkmal bedingt einen Fitness-Vorteil und wird vererbt

Verschiedene Schnabelformen bei Darwinfinken

Zustand eines Merkmals führt zu geringerer Fitness als ein alternativer Zustand.

Lactase beim Menschen wirkt nur bis zum 4. Lebensjahr. Erwachsene mit aktiver Lactase haben höhere Fitness, wenn sie Milch konsumieren können als Lactose-Intolerante. Lactaseproduktion früher aber nicht sinnvoll wegen höherem Energieaufwand. Ob Adaption oder Maladaption ist Kontextabhängig.

Lungenloser Salamander: Salamander leben im Wasser und haben ihre Lunge zurückgebildet. Jetzt zusätzliche Muskulatur für lange Zunge. Salamander kam wieder ans Land. Rückbau in Lunge aber sehr schwierig. Daher niedere Fitness durch Maladaption der Atmung über die Haut.

Funktioniert wie natürliche Selektion, wirkt aber auf den Paarungserfolg, Konkurrenz der Partnerwahl.

Intra-sexuell: aktiver Konkurrenzkampf unter gleichgeschlechtichen, Männchen kämpfen um Revier oder Weibchen

Inter-sexuell: passive Partnerwahl durch das Weibchen

M haben viele Spermien, W begrenzte Eizellen und investieren meist mehr Energie in Aufzucht.

direkt: guter Brutplatz, Nahrung, Schutz, Brutpflege (Rotrückenspinne: M lässt sich nach Sex fressen)

indirekt: gute Gene. Aufwändige Merkmale zeugen von Stärke. (Schildweber: längerer Schwanz zeugt von besserer körperlicher Verfassung. Individuum kann sich ein aufwändiges "Handicap" leisten)

man muss abwägen, was wichtiger ist. Auffällige Merkmale versprechen mehr Erfolg bei den Weibchen, man wird aber auch für Fressfeinde auffälliger.

+ generiert neue Genotypen

+ Kombination von vorteilhaften Mutationen

+ Beseitigung schädlicher Mutationen

+ Schnellere Evolution

- Kleinere Fitness, zweifache Kosten, da nur die Hälfte aller Individuen weiblich sind.

- Partnersuche kostet Zeit und Energie

- Geringere Verwandschaft mit Nachkommen, 0.5 datt 1

- Risikot von sexuell übertragbaren Krankheiten

- Rekombination kann vorteilhafte Genkombinationen zerstören (Auskreuzungsdepression)

evolutionäres Wettrüsten zwischen Wirt und Parasit.

Sexuelle Reproduktion kann Wirt helfen sich schneller zu verändern. Parasit muss sich immer anpassen, um überleben zu können.

Afrikanische Schnecke macht vermehrt sex. Repr., je mehr sie infisziert ist.

Gruppen, die sich untereinander kreuzen und von anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind.

morphologisch ähnliche Tiere können anderen Arten zugehören. Giraffen paaren sich nicht mit allen Giraffen. Einzelne Arten sind daher gefährdeter als das Auge wahrnehmen kann.

Evolution neuer Arten. Verbindet Mikro- und Makroevolution

Alle Faktoren, die Mikroevolution verursachen, können unter richtigen Umstänen zu Artbildung führen.

Artbildung bedingt reproduktive Isolation

Allopatrische Artbildung

Sympatrische Artbildung

Populationen werden durch geographische Barrriere getrennt. Mikroevolutionäre Prozesse führen zu Veränderungen in beiden Subpopulationen. Nach Entfernung der Barriere sind die Unterschiede zu gross und es findet keine Vermehrung zwischen den Subpopulationen mehr statt.

Krebsarten im Atlantik näher mit pazifischer Art verwandt als mit anderen atlantischen Arten. Landbrücke entstand vor ca. 3 MIo Jahren und bedingte Allopatrische Artbildung.

neue Arten entstehen sogar im gleichen Habitat, durch verschiedene Umweltbedingungen.

Rhagoletis (Fliegenart): Weibchen legt Eier in Früchte von Weissdorn. Nach Einführung von Apfel legen frühschlüpfende Rhagoletis ihre Eier in früher blühende Äpfel. Vermehren sich auch bevorzugt auf der Pflanzenart, wo sie geschlüpft sind. Fitness-Vorteil, da prädatorische Wespen auf Weissdorn-Larven spezialisiert sind, aber (noch) nicht auf Äpfel.

Stammesgeschichte, beschreibt das Verwandschaftsverhältnis zwischen Arten.

Früher anhand morphologische Merkmale, heut DNA-Untersuchungen.

Ähnliche Arten nicht immer verwandt, unähnliche nicht immer nicht verwandt.

Prä-Zygotisch (vor Paarung): Verhaltensbedingt, Ökologisch (Habitat, Zeit, Bestäuber), Mechanisch

Prä-Zygotisch (nach Paarung): Kopulationsverhaltensbedingt, Genetisch

Post-Zygotisch (intrinsisch): Hybrid nicht lebensfähig, Hybrid steril

Post-Zygotisch (extrinsisch): ökologisch nicht lebensfähig, steril durch Verhalten

schnelle Artbildung in Anpassung an neue Umgebung oder durch freiwerdende ökologische Nischen (Aussterben der Dinosaurier bedingt Radiation von Säugetieren)

nicht verwandt, aber ähnliche Merkmale aufgrund ählicher Nischen.

Analoge Merkmale

Deflin - Hai, Kakteen - Euphorbien

Ansammlung von Unterschieden zwischen Populationen. Gleiche Grundstruktur, andere Ausprägung.

homologe Merkmale

Vorderextremitäen verschiedener Wirbeltiere, Wildkohl

Mutualismus

Kommensalismus

Prädation

beide Arten profitieren voneinander. Fitness-Vorteile für beide Arten

Symbiose: Mykorrhiza

Pollinisation: Insekt mit längerer Zunge kommt zu mehr Nektar, Pflanze mit längerer Blüte kann mehr Pollen abgegen (win-win)

Eine Art profitiert von der anderen, ohne dieser zu schaden.

Koprophagie, Detritivorie

Fisch hängt sich an Hai an und kann von Beuteresten leben, stört Hai nicht.

Eine Art ist im Nachteil, die andere Profitiert.

Parasitismus, Viren: Aggressivere Parasiten können sich gegen andere durchsetzen, töten aber auch den Wirt eher. Trade-Off. Tendenz zu weniger Virulenz.

Räuber-Beute Beziehungen: Energie und Aufwand abwägen. grösste mögliche Beute bringt am meisten Energie für den Aufwand. Beute wehrt sich aber auch.

Herbivorie: Pflanzen bilden schützende Merkmale, wie Dornen, Toxizität

Makroevolution: Muster. im Laufe der Erdgeschichte, Langsam. Auf oder über Artebene (Artbildung, Phylogenie)

Mikroevolution: Prozess der Evolution, schnell, Innerhalb einer Popultion (Drift, Selektion)

Arten haben sich aus früheren Arten entwickelt und wurden nicht kreiert.

Natürliche Selektion: Populationen von Organsimen können sich über die Zeit ver$ndern, weil Individuen mit gewissen Charakteristiken mehr Nachkommen haben als andere.

Gesamtheit der vererbbaren Informationen einer Zelle, die als DNA vorliegt

Abschnitt des Genoms, der für ein bestimmtes Merkmal kodiert.

Moensch hat ca. 20'000 kodierende Gene

Trägerstruktur der Gene

Desoxyribonukleinsäure, Bauplan des Lebens

Ausprägungsformen. In jeder Zelle 2 Varianten jedes Gens (eins vom Vater, eins von der Mutter)

Erscheinungsbild des Organismus, sichtbar, nicht vererbbar

Genotyp + Umwelt = Phänotyp

Phänotyp kann bei gleichem Genotyp unterschiedlich sein: Raupe und Schmetterling / Hortensie in verschiedenen Böden.

In den Genen festgelegte Erbinformation, nicht sichtbar, vererbbar

dominantes Allel (B) wird immer exprimiert wenn vorhanden. (BB, Bb, bB)

rezessives Allel (b) wird nur exprimiert wenn doppelt vorhanden. (bb)

Evolution besteht aus Veränderungen der genetischen Zusammensetzung einer Population. Forscher wollen die genetische Variation innerhalb einer Population erfassen. Zählen die Häufigkeit eines Merkmals/Allele. 

Mischerbigkeit. Ein Individuum mit zwei Chromosomensätzen ist mischerbig oder heterozygot in Bezug auf dieses Merkmal, wenn ein Gen in diesen Chromosomensätzen in zwei verschiedenen Ausprägungen vorliegt.

In Abwesenheit von Selektion, Drift, Mutation und Migration (also mikroevolutionäre Prozesse) bleiben die Allelfrequenzen einer Population immer gleich.

Genetischer Beitrag eines Individuums an die nächste Generation.

Wird gemessen in Anzahl Nachkommen. welche es in einem Leben hat: Reproductive Success (direkte Fitness).

Indirekte Fitness durch altruistisches Verhalten (Verwandten helfen).

Variabilität des Merkmals: gibt es Unterschiede?

Erblichkeit des Merkmals: Haben die Nachkommen das auch?

Fitness-Unterschiede, die nicht zufällig sind: Haben Individuen mit dem Merkmal einen Fitness-Vorteil?

Muss mit dem arbeiten, was vorhanden ist und kann nichts neues erfinden, nur manipulieren.

Arbeitet für den Moment und nicht die Zukunft, was aktuell gut ist, wird selektiert.

Wirkt auf Phänotyp, verändert aber den Genotyp.

Mäuse der gleichen Art haben am Strand helleres Fell und im Inland dunkleres Fell, sind an den jeweiligen Standort angepasst. Selektion durch Prädatoren.

Wirkt gegen natürlich Selektion

Grosse Fische haben einen Fitness-Vorteil, werden aber eher gefischt. Es überleben die kleineren unangepassteren FIsche.

Mufflons mit grossen Hörnern werden eher gejagt, man will die grössere Trophäe.

Zufällige Veränderungen von Allelfrequenzen. Der Effekt ist umso grösser, je kleiner die Population ist.

Flaschenhals: Populationsrückgang bedingt Verlust von genetischer Variation. wenn die Pop. wieder zunimmt bleiben die genetische Variation klein.

Gründereffekt: wirkt gleich wie Flaschenhals. Gruppe besiedelt neue Insel und kann sich nur unter einander vermehren.(Amish)

Bewegung von Genen = Genfluss, wirkt homogenisierend

Individuen migrieren von einer Population in die andere und pflanzen sich dort fort.

Wirkt gegen natürliche Selektion. negative Auswirkung

Immunitäten können verbreitet werden. positive Auswirkung