3. Was sind eigentlich Arten? - Jentzsch

• Arten können neu entstehen

• Heutige (rezente) Arten entstanden aus Vorläuferarten

• Arten sind Produkte allmählicher Veränderungen (-> Evolution)

• Systematische Gruppen sind reale Produkte von Artspaltungsprozessen

• Charles Darwin (1809-1882)

• Beschreibung von Arten anhand von Merkmalen

• Carl von Linné 1758

• Morphologischer Artbegriff

  • “Arten sind Gruppen von Organismen mit derselben Morphologie.”

• -> Veraltet, aber nützlich

• Geschlechtsspezifischer Selektionsdruck

  • führte zum Geschlechtsdimorphismus beim Hirschkäfer (Lucanus cervus): links das Männchen, rechts das Weibchen.

• Sexuelle Selektion

  • führte zum Geschlechtsdimorphismus beim Fasan (Phasianus colchicus): oben das Männchen, unten das Weibchen.

• Extremer Geschlechtsdimorphismus

  • Bei vielen Tiefsee-Anglerfischen lebt das Zwergmännchen festgewachsen am Weibchen

• Fehlender Geschlechtsdimorphismus

  • bei Lemuren:

    • Gemischte Gruppen von Männchen

    • Weibchen mit flexiblen Geschlechterrollen

    • gegenseitige Partnerwahl

    • Promiskuität

• Ernst Mayr 1942

• Biologischer Artbegriff

  • “Arten sind sich kreuzende Populationen, die von anderen Gruppen isoliert sind.”

• No Sex no species! -> bis heute am gebräuchlichsten

• Werbeverhalten, Balz

• Größenaffinität bei Seepferdchen

• Gesang bei Vögeln oder Heuschrecken

• Pheromone

• Morphologie der Geschlechtsorgane

-> Trennung des Genpools einer Population von einer anderen

• Beispiel

  • Bei den Westaustralischen Seepferdchen (Hippocampus subelongatus) paaren sich die Männchen stets mit Weibchen ähnlicher Körpergröße, weil:

    • große ♀ ♀ nicht alle Eier in die Bruttasche kleiner ♂ ♂ kriegen.

    • Kleine ♀ ♀ nutzen die Bruttasche großer ♂ ♂ unzureichend aus.

      → Fortpflanzungserfolg wird optimiert

  • -> Genetische Unterscheide bereits nachweisbar

• Probleme:

  • klonale Organismen (Bakterien, parthenogenetische Tiere = “Jungfernzeugung”)

  • sich noch kreuzende Arten, die irreversibel geographisch getrennt sind

• Weitere Beispiele:

  • Einige Insekten (Blattläuse!)

  • Einige Krebse

  • Einige Schnecken

  • Blumentopfschlange (Indotyphlops braminus)

    • Als einzige bekannte Schlangenart vermehren sie sich rein parthenogenetisch.

    • Es existieren also ausschließlich Weibchen, die bei günstigen Bedingungen ein bis acht Eier legen, aus denen geklonte Jungtiere hervorgehen.

    • Der Chromosomensatz ist im Gegensatz zu anderen Wirbeltieren nicht diploid, sondern triploid, von jedem der 14 Chromosomen liegen also drei Exemplare vor

• Hennig 1982, Wägele 2001

• Phylogenetischer Artbegriff

  • “Arten sind reproduktiv isolierte Gruppen. Entstehung durch Speziationsereignis.”

• Speziationsereignis, anders ausgedrückt: Artspaltungsprozess

• Anagenese: Höherentwicklung eines Taxons in der Evolution ohne Artbildung

• Cladogenese: Aufspaltung einer Art in zwei oder mehr neue evolutionäre Linien

• Allopatrisch (geographisch getrennt):

  • Bergketten / Berggipfel

  • Fluten

  • Inselbesiedlung

• Sympatrisch (zusammen lebend):

  • Artbildung während des Zusammenlebens

• Beispiel Raben- und Nebelkrähe

  • Reproduktive Isolation unvollständig

  • Hybridzone entlang der Elbe

    • Hybride sind nicht so gut angepasst

      -> niedrigere fitness = weniger Nachkommen

    • Gleiche Art wird bei Verpaarung bevorzugt

    • -> Ausbildung einer schmalen Hybridzone

• Galapagos - Darwinfinken

1. Inseln durch Vulkanismus entstanden

2. Finken vom Festland eingeflogen

3. Adaptive Radiation = Auffächerung (Radiation) einer wenig spezialisierten Art

   → neue Arten entstehen

• „freie“ ökologische Nischen werden besetzt → ökologische Barrieren → Artbildung

• Isolation der Inseln

  • Aus einem Vorfahren entstanden

  • In Nischen, die anderswo von ganz entfernt verwandten Arten bestzt sind

• → denkbar bei Insekten mit mehr als einer Futterpflanze, die die Abwehrmechanismen der Pflanzen überwinden müssen; Tendenz zur Monophagie → Artbildung???

• →Seepferdchen

• Bei Pflanzen häufiger

• Analoge Strukturen, die nicht von gemeinsamen Vorfahren abstammen (Ursäugetiere konnten noch nicht fliegen)

• Analoge Strukturen stammen nicht von gemeinsamen Vorfahren ab = gleicher Satz von Beschränkungen und Potenzialen bzgl. der Lebensraumeroberung

• Phylogenetische Systematik (Stammbäume)

  • Einordnung in ein gedankliches System, das die Abfolge von Speziationsereignissen widerspiegelt

• Klassifikation

  • Bildung von hierarchisch gegliederten Klassen

    → Zweck: zur sprachlichen Kommunikation

• Rekonstruktion der Vergangenheit:

• Bedeutung von Kategorien:

• hierarchische Gliederung:

• nach Linné 1758

• ART: Episyrphus balteatus (DeGeer, 1776)

  GATTUNG: Episyrphus

  FAMILIE: Syrphidae (Schwebfliegen)

  ORDNUNG: Diptera (Fliegen und Mücken)

  KLASSE: Insecta

• nach Linné 1753

• ART: Quercus petraea (Mattuschka) Liebl.

  GATTUNG: Quercus

  FAMILIE: Fagaceae(Buchengewächse)

  ORDNUNG: Fagales (Buchenartige)

  KLASSE: Magnoliopsida (Bedecktsamer)