erweiterte (synthetische) Evolutionstheorie, was muss man beobachten?
Individuen zeigen keine Evolution, da sich ihre genetische Ausstattung zeitlebens nicht ändert. Man muss also Fortplanzungsgemeinschaften betrachten.
Schaubild der Evolutionsfaktoren synthetische Evolutionstheorie
Population
alle Lebewesen der gleichen Art, die zur gleichen Zeit im gleichem Gebiet leben und eine tatsächliche Fortpflanzungsgemeinschaft bilden
Genpool
Gesamtheit aller Allele, die in einer Population auftreten
Allelfrequenz
Häufigkeit bestimmter Allele in der Population
Evolution als ________________ durch die Evolutionsfaktoren
Veränderung des Genpools einer Population
Genotypenfrequenz
Gesamtheit aller Genotypen in der Population
(Genotyp = genetische Ausstattung eines Individuums)
unterschied Modifikatorische Variation und Genetische Variation
(synthetische Evolutionsbiologie; Genetische Variation)
modifikatorische Variation
-> individuell unterschiedliche Ausprägungsgrade eines Merkmals auf Grund von Umwelteinflüssen (“erworbene Merkmale”)
gentische Variation
-> individuell unterschiedliche Ausprägungsgrade eines Merkmals aufgrund von Unterschieden in der Erbinformation (relevant für syntehtische Evolutionstheorie)
Mutation und Rekombination
-> verlaufen zufällig und ungerichtet
-> bedingen Varibilität (Veränderlichkeit) und Variation (Verschiedenheit)
Mutationen
-> Vergrößerung des Genpools einer Population durch die Entstehung neuer Allele
Rekombination
-> Vergrößerung des Genpools einer Population durch eine neue Zusammenstellung bereits vorhandener Allele durch drei Mechanismen
drei Mechanismen der Rekombination
-> crossing-over in Meiose 1 (Austausch von DNS-Abschnitten)
-> zufällige Verteilung der homologen Chromosomen (väterlich/mütterlich) in Meiose 1
-> zufällige Kombination der Keimzellen bei Befruchtung
von was hängt die Evolutionsgeschwindigkeit ab?
(genetische Variation)
hängt davon ab wie schnell und in welchem Umfang neue Allelkombinationen geschaffen (und erprobt) werden
-> Evolution kann nur am Phänotyp ansetzen
-> rezessive Allele können lange Zeit “unbemerkt” weitergegeben werden. nur in großen Populationen treten homozygot-rezessive Merkmalsträger in signifikanter Zahl auf
-> rezessive Allelreserve im Genpool
Selektion
-> setzt am Phänotyp (in den allermeisten Fällen) auf der Ebene des Individuums an, d.h. an dessen ausgeprägten Merkmalen (da sie direkt sichtbar und messbar sind)
-> Selektion auf Ebene der Gene oder Populationen wird erstreiten kurzem untersucht
-> ist gerichtet (Selektionsdruck)
-> bedeutet, dass Träger bestimmter Genotypen mehr Nachkommen erzeugen asl andere
für was ist fitness ein maß?
Fitness ist ein Maß für die Fähigkeit die eigenen Allele in den Genpool der nächsten Generation einzubringen (=Fortpflanzungserfolg)
Selektionsdruck beeinflusst die ___________ im Genpool einer Population
von was hängt die Anzahl der Nachkommen ab?
-> vom Überleben des Individuums
-> von der Lebensdauer des Individuums (je länger desto öfter kann man sich fortpflanzen)
-> von Erfolg in der Balz
-> Zahl der Nachkommen
-> überleben der Nachkommen
welche forme der natürlichen Selektion gibt es?
(synthetische Evolutionsbiologie; Selektion der Phänotypen)
abiotische Seleketionsfaktoren
biotische Selektionsfaktoren
natürliche Selektion; abiotische Selektionsfaktoren
-> nicht-lebende Umweltfaktoren
-> alle Umweltfaktoren können selektierende Wirkung auf Populationen innerhalb einer Art bzw. auf Arten untereinander ausüben
beispiele für abiotische Faktoren
-> Wind (flügellose Formen auf Inseln)
-> starke Kälte bei gleichwarmen Tieren: dichtes Fell bei Säugetieren; kleine Körperanhänge (verringern Wärmeabstrahlungsfläche; Allen`sche Regel), Riesenwuchs im Vergleich zu nah verwandeten Tieren (kleine Oberfläche relativ zum Volumen; Bergmann`sche Regel)
-> gelegentlich anaerobes Milieu: Umschalten von Zellatmung auf Gärung
-> ph-Wert, Bodenbeschaffenheit, Salzkonzentration…
was sind biotische Selektionsfaktoren
lebende Komponenten eines Ökosystems, die Einfluss auf die natürliche Selektion und damit auf die Evolution von Organismen haben
beisipiele für biotische Selektionsfaktoren
-> Fressfeind: Einrichtung von Tarnung(Mimese), Täuschung oder Warnung; Organe zu schnellem Sprint; geschärfte Sinne
-> Beute: Einrichtung von Tarnung (Mimese), Tauschung (Scheinwarntracht=Mimikry); Gifte mit denen Beute gelähmt wird
-> Symbiont: je stärker sich die Patner in einer Symbiose gegenseitig helfen, desto größer ist die Fitness für beide (Nahrung, Sauerstoff, Schutz)
-> Parasit. ein Parasit ist umso fitter, je sicherer er seinen Wirt findet, je mehr Aufgaben er auf seinen Wirt überträgt (und damit selbst weniger Energie und Baumaterial braucht)/Wirt ist umso fitter, je stärker er Befall bzw. vermehrung eines Parasiten einschränken kann
-> Schutz durch Masse: große Herden, Schwärme…
-> Sexualpatner: je stärker so eine scheinbare sinnlose Anpassung ausgeprägt ist, desto mehr Nachkommen hat so ein Individuum, weil es überhaupt bzw. öfter an Sexualpatner gerät -> sexuelle Selektion
sexuelle Selektion (Sexualdimorphismus)
intrasexuelle Selektion
-> wirkt auf Merkmale, die für gleichgeschlechtliche Konkurrenz zur Paarungszeit wichitg sind (Geweih, Hörner…)
intersexuelle Selektion
-> wirkt auf Merkmale, die eine wichtige Rolle für die Patnerwahl spielen (Prachtgefieder…)
künstliche Selektion (Zucht)
Zucht
-> zielgerichtete Auswahl von Individuen mit vom Menschen erwünschten Merkmalen
-> z.b. Haustiere, Zuchtpflanzen
stabilisierende Selektion
gerichtete (transformierende) Selektion
aufspaltende (disruptive) Selektion
Gendrift Definition
(synthetische Evolutionsbiologie)
=Veränderung des Genpools einer Population durch Zufallsereignisse, nich durch Selektion
Gendrift Prinzip
-> Bildung einer Teilpopulation, deren Genpool nicht representativ für den Genpool der Gesamtpopulation ist
-> Allelfrequenz bei Ausgangs- und Teilpopulationen verschieden
was kann man noch sagen statt Gendrift?
Allelendrift
Gründereffekt von Gendrift
-> Aufbau einer neuen Population z.B durch geographische Isolation auf der Basis von wenigen Individuen einer ursprünglichen Population
-> Die Allelfrequenz geht nun von diesen Individuen aus und wird den neuen Genpool bestimmen
-> Oft sieht der Genpool der Gründerpopulation ganz anders aus als der der Abstammungspopulation, was sich in den folgenden Generationen fortsetzt.
Flaschenhalseffekt
-> Verkleinerung der Population durch Katastrophen (Seuchen, Vulkanismus, Überschwemmungen…)
-> also überlebt zufällig nur ein kleiner Teil der Ausgangspopulation. Das wirkt sich auch auf die Allelfrequenz im Genpool aus: Bestimmte Allele bleiben erhalten und andere können durch den Tod der Individuen sogar ganz aus dem Genpool verschwinden
-> Dabei haben seltene Allele eine größere Wahrscheinlichkeit nicht mehr im neuen Genpool enthalten zu sein
Unterschied Gründereffekt und Flaschenhalseffekt
Merkmal
Gründereffekt
Ursache
Kleine Gruppe gründet neue Population
Drastischer Rückgang der Populationsgröße
Genetische Variation
Reduziert aufgrund der kleinen Gründergruppe
Reduziert aufgrund des Verlusts vieler Individuen
Beispielhafte Szenarien
Besiedlung neuer Inseln, Auswanderung
Naturkatastrophen, Epidemien
Population danach
Neue Population mit anderen Allelfrequenzen
Überlebende Population mit anderen Allelfrequenzen
Bezug zur Ausgangspopulation
Trennung und Neugründung
Überlebende Restpopulation
Isolation Definition
Unterbindung der genetischen Rekombination zwischen Population oder Individuen einer Art
Isolation Folge
werden zwei Teilpopulationen voneinander isoliert, so entwickeln sie sich unabhängig voneinander
-> Entstehung von Unterarten
Arten von Isolation
geografische Isolation
reproduktive Isolation
-> präzygote Isolation
-> postzygote Isolation
geografische Isolation (Seperation)
Trennung einer Population durch eine geografische Barriere (Flüsse, Gebirge, Wüste…)
Individuen zweier Populationen können sich nciht mehr fruchtbar vermehren obwohl sie das gleiche Gebiet bewohnen
präzygote Isolationsmechanismen
= Paarung bzw. Befruchtung wird verhindert
-> ökologische Isolation (räumliche/zeitliche Trennung) z.b. unterschiedliche Paarungszeiten
-> verhaltensbdeingte Isolation (Balzverhalten inkompatibel)
-> mechanische Isolation (Fortpflanzungsorgane inkompatibel)
-> gametische Isolation (Gameten (Geschlechtszelle) unverträglich, keine Verschmelzung)
postzygote Isolationsmechanismen
= trotz Paarung keien fruchbaren Nachkommen
-> Bildung entwicklungsfähiger Zygoten / Keime beeinträchtigt (Entwicklungsfehlsteuerung)
-> Bildung von Keimzellen bei Nachkommen beeinträchtigt (Sterilität) Kreuzung nur bedingt möglich; Hybridisierung (z.b. Liger weibchen können sich fortpflanzen aber Liger Männchen nicht)
Evoutionsfaktoren zusammengefasst
Evolutionsfaktoren sind Prozesse, die die genetische Zusammensetzung von Populationen (Genpool) verändern und dadurch die Evolution von Arten beeinflussen
genetische Variation
Selektion der Phänotypen
Gendrift
Isolation
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