Evolution
Die Evolution ist eines der großen Themen der Biologie.
In diesem Artikel erklären wir dir, was es mit der Evolution auf sich hat und welche Theorien und Konzepte du unbedingt kennen solltest!
Außerdem findest du hier weiterführende Beiträge, die dir die wichtigen Themen der Evolution im Detail erklären.
Ob du dich ganz neu mit der Evolution beschäftigst oder dein Wissen etwas auffrischen möchtest, hier bist du genau richtig - viel Spaß beim Lernen!
Was versteht man unter Evolution?
Als Evolution bezeichnet man die Entwicklung der Lebewesen zu einer immer besseren Angepasstheit an ihre Umwelt. Dabei passen sich Lebewesen nicht aktiv an die Umwelt an. Besser an ihre Umwelt angepasste Individuen einer Art haben höhere Überlebenschancen und können ihre Eigenschaften an Nachkommen vererben, während schlechter angepasste Individuen geringere Chancen haben, ihr Erbgut weiterzugeben. Man spricht von Selektion, aber mehr dazu später. So verändern sich Lebewesen passiv über viele Generationen hinweg und passen sich immer besser an die bestimmten Gegebenheiten ihres Lebensraums an.
So entstanden im Laufe der Zeit die ca. 1,8 Millionen Arten von Lebewesen, die heute die Erde bevölkern. Zum Verständnis sehen wir uns einmal die Anpassung von Lebewesen an ihre Umwelt anhand von vier verschiedenen Vögeln an: Kolibri, Kondor, Strauß und Pinguin.
- Der Kolibri ist extrem leicht und nutzt seinen langen Schnabel, um Nektar aus Blüten zu saugen.
- Der Kondor hat eine Flügelspannweite von bis zu drei Metern und kann mehrere Stunden am Stück im Segelflug verbringen.
- Der Strauß wiegt bis zu 150 kg, ist flugunfähig, kann aber bis zu 70 km/h schnell laufen.
- Der Pinguin nutzt seine Flügel, um sich unter Wasser fortzubewegen.
Abb. 1: Kolibri (a), Kondor (b), Strauß (c), Pinguin (d)
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 2
Diese vier Tiere gehören alle in die Klasse der Vögel und haben Merkmale, die sie als solche kennzeichnen (Federn, Schnabel, Flügel). Jedoch sind sie perfekt an ihre jeweiligen Umweltbedingungen angepasst, weshalb sie so unterschiedlich sind. Dies ist das Ergebnis von Jahrmillionen der Evolution.
Die wichtigsten Konzepte der Evolution
Die Evolution umfasst einige wichtige Thematiken, die du unbedingt kennen solltest. Hier stellen wir sie dir kurz vor und verlinken weiterführende Beiträge. So wird die Biologie Klausur für dich zum Kinderspiel!
Evolutionstheorie
Von der Evolutionstheorie hast du mit Sicherheit schon einmal gehört. Im Laufe der Geschichte gab es viele Evolutionstheorien (Linné, Lamarck). Die bekannteste ist jedoch die Evolutionstheorie nach Charles Darwin.
Als junger Erwachsener nahm Charles Darwin an einer fünfjährigen Forschungsreise an Bord der HMS Beagle teil, beginnend im Jahr 1831. Er untersuchte Lebewesen und Fossilien und sammelte so viel Material, dass er über 20 Jahre für die Auswertung seiner Beobachtungen brauchte. 1859 veröffentlichte er schließlich sein Buch „Über die Entstehung der
Arten durch natürliche Zuchtwahl oder die Erhaltung der bevorzugten Rassen im Kampf ums Dasein“ (engl. “On the Origin of Species by Means of Natural Selection”).
Darwins Erkenntnisse von seiner Reise, insbesondere die Beobachtung einer Gruppe von Finken auf den Galápagos-Inseln (Darwinfinken), führten ihn zur Formulierung seiner Evolutionstheorie, auch Selektionstheorie genannt.
Er nahm an, dass Lebewesen sich über Generationen an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen, indem zufällig besser angepasste Individuen höhere Chancen zur Fortpflanzung haben und ihre Merkmale daher bevorzugt weitergeben können. Darwin formulierte sechs Grundlagen für seine Theorie:
- Überproduktion von Nachkommen: Obwohl alle Lebewesen Nachwuchs im Überschuss zeugen, nimmt die Größe von Populationen im Normalfall nicht zu, da die meisten Nachkommen der Selektion zum Opfer fallen.
- Variabilität: Nachkommen sind nicht alle gleich, sondern unterscheiden sich in geringem Maße.
- Vererbung: Lebewesen geben ihre Merkmale an ihre Nachkommen weiter.
- Konkurrenz: Besser angepasste Individuen setzen sich im „Kampf ums Dasein“ durch und können somit ihr Erbgut an nachfolgende Generationen weitergeben.
- Selektion: Die natürliche Auslese sorgt dafür, dass Lebewesen den Umweltbedingungen immer besser angepasst sind.
- Artwandel: Im Laufe der Zeit führt die schrittweise Anpassung von Lebewesen an die Umwelt zu einem Wandel der Arten.
Evolutionsfaktoren
Die Synthetische Evolutionstheorie ist die heute am besten begründete Evolutionstheorie. Sie verknüpft die Theorie Darwins mit Lehren aus der klassischen und modernen Genetik. Im Zentrum dieser Evolutionstheorie stehen die Population und der Genpool einer Population. Der Genpool ist der Gesamtbestand der Gene einer Population. Die Allelfrequenz ist die Häufigkeit, in der verschiedene Allele eines Gens im Genpool einer Population vorkommen. Ändert sich die Allelfrequenz im Genpool einer Population, tritt Evolution auf. Die Veränderung der Allelfrequenz wird durch fünf Evolutionsfaktoren bewirkt:
- Mutation: Tritt zufällig und ungerichtet auf, kann Merkmale eines Lebewesens verändern.
- Rekombination: Neukombination des Erbguts bei sexueller Fortpflanzung, tritt ebenfalls zufällig und ungerichtet auf.
- Selektion: Die gerichtete Verschiebung der Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population.
- Gendrift: Die zufällige und schnelle Anreicherung oder Verminderung von sonst seltenen Genen im Genpool.
- Genfluss: Der Austausch des genetischen Materials zwischen den Populationen einer Art.
Selektion
Die Selektion wird unter Berücksichtigung populationsgenetischer Grundlagen als gerichtete Verschiebung von Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population beschrieben. Dabei beschreibt Selektion, dass Individuen, die weniger gut an ihre Umwelt angepasst sind, durch verschiedene Umwelteinflüsse (Fressfeinde, Konkurrenz um Nahrung und Sexualpartner) aussortiert werden.
Merkmale, die im Phänotyp eines Lebewesens vorteilhaft sind, werden also weitervererbt, während nachteilige Merkmale nach und nach aus dem Genpool verschwinden. Der Selektionsdruck führt zu unterschiedlichen Wirkungen auf den Genpool einer Population. Dabei unterscheiden wir zwischen:
- Transformierende oder Richtende Selektion
- Stabilisierende Selektion
- Spaltende oder Disruptive Selektion
Außerdem unterscheiden wir innerhalb der Selektion zwischen abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren.
Evolution des Menschen
Besonders interessant ist für uns natürlich die Evolution des Menschen. Am engsten ist der Mensch mit Menschenaffen (Schimpanse, Gorilla, Orang-Utan) verwandt. Menschen und Menschenaffen stammen von den gleichen Vorfahren ab. Die meisten Unterschiede zwischen uns und den Menschenaffen hängen mit dem aufrechten Gang zusammen. Darüber hinaus zeichnet sich der Mensch vor allem durch sein räumliches Sehen und die Fähigkeit zu sprechen aus. Auch wenn nicht alle Einzelheiten zur Evolution des Menschen abschließend geklärt werden, wissen wir schon sehr viel über unsere Geschichte. Ganz grob: Aus Fossilfunden geht hervor, dass die stammesgeschichtliche Entwicklung, die zur Entstehung des heutigen Menschen führte, vor etwa 5 Mio. Jahren begann. Dabei unterscheiden wir zwischen vier Gruppen von Menschen:
- Australopithecus-Gruppe (Vormenschen)
- Homo rudolfensis-Gruppe
- Homo erectus-Gruppe (Frühmenschen)
- Homo sapiens-Gruppe
Du, ich, und alle anderen heute lebenden Menschen gehören zur selben Art und Unterart, nämlich Homo sapiens sapiens. Die anderen Menschenarten sind entweder ausgestorben oder in Homo sapiens sapiens aufgegangen.
Artbildung
Werden einzelne Populationen einer Art isoliert, wird dadurch der Genaustausch zwischen den Populationen eingeschränkt - man spricht hierbei von der Artbildung. Rekombination findet hauptsächlich innerhalb der Teilpopulationen statt. So können Mutationen, die in einer Teilpopulation auftreten, nicht an andere Populationen weitergegeben werden.
So entstehen Rassen. Rassen gehören zwar zur gleichen Art, unterscheiden sich aber in einem oder mehreren vererbbaren Merkmalen (z.B. Hunderassen). Rassen einer Art sind meist fruchtbar kreuzbar. Entwickeln sich zwei Rassen stark auseinander und sind nicht mehr kreuzbar, sind aus einer Art zwei Arten entstanden.
Abb. 2: Entstehung von Rassen und Arten
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 2
Wir unterscheiden zwischen allopatrischer und sympatrischer Artbildung.
- Allopatrische Artbildung ist die Entstehung zweier neuer Arten durch Separation (geografische Isolation).
- Bei der sympatrischen Artbildung kommt es zu einer Artbildung ohne Separation. Es entstehen also unterschiedliche Arten im gleichen Gebiet.
Evolution - Das Wichtigste auf einen Blick
- Als Evolution bezeichnet man die Entwicklung der Lebewesen zu einer immer besseren Angepasstheit an ihre Umwelt.
- Im Laufe der Geschichte gab es viele Evolutionstheorien (Linné, Lamarck). Die bekannteste ist jedoch die Evolutionstheorie nach Charles Darwin, auch Selektionstheorie genannt.
- Bei der Synthetische Evolutionstheorie stehen die Population und der Genpool einer Population im Zentrum
- Die Selektion wird unter Berücksichtigung populationsgenetischer Grundlagen als gerichtete Verschiebung von Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population beschrieben.
- Man spricht von Artbildung, wenn einzelne Populationen einer Art isoliert werden und dadurch der Genaustausch zwischen den Populationen eingeschränkt ist
Geschafft! Mit diesen Artikeln sollte die Evolution für dich zum Kinderspiel werden. Artikel zu weiteren Themen der Biologie und anderen Schulfächern, außerdem Übungsaufgaben und Literatur, findest du auf StudySmarter.
