Darwin, C.: „Über die Entstehung der Arten durch natürliche Zuchtwahl„ [1863]
Selektion ist das Ergebnis zweier Faktoren:
) genetische Variabilität bestimmter Erbeigenschaften innerhalb einer Population von Individuen
) einem damit verbundenen unterschiedlichen Anpassungswert für das Überleben und die Höhe seines Reproduktionserfolges.
Darwin, C.: „Über die Entstehung der Arten” - Biologische Fitness
Nicht: ”Stärke, Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit”
Sondern: “Survival of the fittest”= “diejenigen haben die höchste Fitness, die am besten in der Lage waren, die Risiken in ihrem Habitat zu überleben, die Ressourcen am besten nutzen und somit am erfolgreichsten bei der Reproduktion sind”
→ höchster Einfluss auf die erblichen Merkmale der nachfolgenden Generation
Entstehung der Arten - „Druck“ auf Merkmale
Umwelt übt „Druck“ auf Merkmale aus und führt zu innerartlicher Variabilität
Beispiele für „Druck“ auf Merkmale :
Mittlerer Grundfink Geospiza fortis
Variation der Schnabellänge (korreliert mit Samengröße, die gefressen werden kann)
1977 Trockenheit (La Niña) → Rückgang der Samen-Pflanzen (v.a. aber derjenigen mit kleinen Samen)
Mehr große, harte Samen
Größere Vögel mit größeren Schnäbeln und höherer fitness
Selektionen
Gerichtete Selektion
z.B. nach extremen Klimaereignissen
Kann natürlichen Ursprungs oder vom Menschen verursach t sein
Anthropogen verursachte Selektion
z.B. Zink–Kontamination selektiert Zn-tolerante Form von Anthoxanthum odoratum
Stabilisierende Selektion
In konstanter Umwelt ein langfristiges Phänomen
Spezialfall Bioinvasion
Dieser Druck kann auch anthropogenen Ursprungs sein, z. B. Bioinvasion
Beispiel Aga-Kröte Rhinella marina
Giftstoffe werden über die Hinterohrdrüsen (Parotiden) und Hautdrüsen am Rücken abgesondert
Bei deutlicher Bedrängnis kann dies auch spritzend (Extrusion) erfolgen
Hund 15 min nach Apportation tot
Eier, Kaulquappen, tote Kröten auch giftig, bei unterschiedlichen Arten unterschiedlich
Entomologen um FROGAT & KINGHORN warnen vor Einfuhr der Kröten
Für die Einfuhr verantwortlicher MUNGOMERY (1936) verwies darauf, dass die „Ansiedlung in Queensland … nach sorgfältiger Abwägung der Pros und Contras“ erfolgte und das Verhalten der Kröte keinen Grund zur Sorge gibt (LOEW 1999)
Vormarsch der Aga-Kröte in Australien 55 km pro Jahr
Ankunft der Agakröte im Northern Territory, innerhalb von zwei Jahren Rückgang der Süßwasserkrokodile um 77 % - Rückgang der Goannas (Warane) um 90 %
Rückgang der bodenbrütenden Regenbogenspinte um 30 %
Rückgang der Braunschlangen (hochgiftig) um 90 %
Gefährdung zahlreicher weiterer Arten: Gold-Laubfrosch, Blauzungenskink, Zwergbeutelmarder vom Aussterben bedroht
In Australien:
Schwarzmilane drehen mittlerweile Kröten blitzschnell um, bevor sie sie fressen → werden nicht vom Giftstrahl getroffen
Bei vier Schlangenarten Selektion zu kleineren Kiefern → besonders giftige große Kröten können nicht mehr gefressen werden
Sechs von zehn Krokodilarten verschmähen mittlerweile AgaKröten
Auch Kröte passt sich an: Beine evolutionär verlängert → Wanderung geht schneller von statten (Zeit ist entscheidender Faktor, um Gegenspielern keine Möglichkeit der Anpassung zu lassen) → jede 10. auch krankhafte Wucherungen / Arthritis!
Common garden - Experimente
Geographische Variation einer Art
Beispiel Saphir-Gänsekresse Arabis fecunda
Beispiel Agrostis stolonifera (Weißes Straussgras)
Sehr lokale Anpassung (120 Meter Abstand) der Ausläufer (Stolonlänge); genetisch determiniert, da im „common garden“ die Ausläufer unterschiedliche Länge haben (Abb. c)
Common garden - Experimente - Gegenteil → Hybridisierungeseffekte
Beispiel Chamaecrista fasciulata
„Lokale Spezialisierung“ = genetische Effekte erst ab 1.000 Kilometer sichtbar
Deskriptive Statistik - Streuungsmaße
Schnabellängen von Goldzeisigen in mm
9,2 8,7 10,3 9,3 8,9 10,2 7,9 9,7 9,5 Mittelwert = 9,3
Variationsbreite (Max-Min) = 10,3-7,9 = 2,4
Summe der quadrierten Abweichungen vom Mittelwert: QUADRATSUMME = (9,2-9,3)2 + (8,7-9,3) 2 + . . . = 4,5
Varianz s 2 = QUADRATSUMME / (n-1) = 4,5 / 8 = 0,56
Standardabweichung s = WURZEL(s2 ) = 0,75
Normalverteilung & Konfidenzintervall - Vertrauensintervall
Messung der Schnabellänge von 100 Finken
68% der Werte liegen innerhalb +- 1 s
95% der Werte liegen innerhalb +- 2 s
99,7% der Werte liegen innerhalb +- 3 s
Vergleich der Artenzahlen zweier Naturschutzgebiete
Reziproke Transplantation
Bei Tieren schwierig, da sie weglaufen, wenn es ihnen nicht gefällt, aber Experiment mit Seeanemonen Actinia tenebrosa
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