Evolutionsfaktoren

Wenn Du Dich mal im Kreise Deiner Familie umschaust, wirst Du vermutlich feststellen, dass Du manche körperlichen Merkmale wie Deine Nase oder Deine Augenfarbe von einem Familienmitglied geerbt hast. Mit diesem Prozess der Merkmalsvererbung von Generation zu Generation beschäftigt sich die Evolution. Doch welche Faktoren gibt es, die diesen Prozess mit beeinflussen und somit den Genpool einer Generation verändern? Diese Faktoren bezeichnet man als Evolutionsfaktoren. Die wichtigsten Faktoren sind dabei die Mutation, die Rekombination, die Selektion, der Gendrift und der Genfluss.

Evolutionsfaktoren Definition

Zusammenspiel der Evolutionsfaktoren

Die aktuellste Evolutionstheorie, die synthetische Evolutionstheorie, kombiniert die Erkenntnisse Darwins und einige modernen Bereiche der Biologie, wie die Genetik, Ökologie und Ethologie. Die synthetische Theorie erklärt mithilfe der Populationsgenetik einige Evolutionsvorgänge.

Eine Population ist eine Gruppe von Individuen einer Art, die zusammenleben und sich miteinander fortpflanzen können. Diese Individuen unterscheiden sich in ihren Genotypen. Jeder Träger kann maximal zwei verschiedene Allele eines Gens besitzen. In einer Population können pro Gen bis zu 50 verschiedene Allele existieren. Deswegen ist der Genpool einer Population wesentlich höher als der eines Individuums. Allele eines Gens treten mit einer unterschiedlichen Häufigkeit in einem Genpool auf. Diese Häufigkeit nennt man auch Allelhäufigkeit oder Allelfrequenz.

Abbildung 1: Faktoren, die den Genpool einer Population beeinflussen

Mutationen und die genetische Rekombination treten zufällig auf. Durch diese beiden Evolutionsfaktoren kommt es immer zur Vergrößerung der genetischen Vielfalt des Genpools der Population. Dadurch kann sich der Genpool der Population ständig verändern. Von den neu entstandenen Varianten setzen sich am Ende immer die durch, die am besten an die Umwelt angepasst sind. Dieser Prozess wird als Selektion bezeichnet.

Durch den Gendrift wird die Allelfrequenz einer Population neu zusammengesetzt. Durch die Isolation einer Teilpopulation entstehen zwei sogenannte Tochterpopulationen. Zwischen den zwei Populationen findet kein Genaustausch statt. Es entstehen deswegen einige Unterschiede in den Merkmalen.

Evolutionsfaktoren – Mutation und Rekombination

Nachfolgend werden die beiden Evolutionsfaktoren Mutation und Rekombination genauer beschrieben. Bei beiden handelt es sich um zufällige Veränderungen der DNA-Sequenz eines Individuums.

Evolutionsfaktor Mutation

Da Mutationen zufällig und an verschiedenen Stellen vorkommen können, ist es nicht möglich zu sagen, wann und welches Gen mutieren wird. Mutationen können durch sogenannte Mutagene hervorgerufen werden. Mutagene sind z. B. chemische Stoffe oder Strahlung. Es gibt drei Arten der Mutation. Die Bedeutsamste für die Evolution ist die Gen- oder Punktmutation. Diese Art der Mutation kommt vor, wenn die DNA auf molekularer Ebene verändert wird. Dadurch entstehen neue Allele.

Evolutionsfaktor Rekombination

Die genetische Rekombination tritt zufällig auf und beschreibt die Neuverteilung des Erbguts der Eltern. Durch die Neuverteilung entstehen neue Allelkombinationen, die zu neuen Phänotypen führen.

Die Rekombination kann unterschiedlich aussehen:

• Die interchromosomale Rekombination: Die väterlichen und mütterlichen Gameten werden zufällig, während der Meiose zu einer Zygote kombiniert. Während dieses Prozesses werden die homologen Chromosomen zufällig verteilt, danach neu vermischt und kombiniert.

• Die intrachromosomale Rekombination: Durch diese Rekombination sind homologe Chromosomen betroffen. Hier werden Gene durch Crossing-over ausgetauscht. Abschnitte des Chromosoms, auch Chromatiden, werden mit dem homologen Partner ausgetauscht.

Evolutionsfaktor – Selektion

Die Selektion beschreibt die Einschränkung des Reproduktionserfolgs einiger Individuen innerhalb einer Population. Die Merkmale eines Individuums sind Ziel der Selektion. Einige Merkmale werden bevorzugt, andere nicht. Ob ein Individuum mehr oder weniger gut an seine Umwelt angepasst ist, lässt sich an dem Erfolg der Fortpflanzung ablesen.

In der Selektion kann man zwischen drei verschiedene Arten unterscheiden:

• Natürliche Selektion

• Sexuelle Selektion

• Künstliche Selektion

Biotische und abiotische Selektionsfaktoren

Bei der Selektion kann zusätzlich noch in biotische (unbelebte) und abiotische (belebte) Selektionsfaktoren unterschieden werden. Biotische Faktoren können außerdem noch in intraspezifische und interspezifische Faktoren unterteilt werden.

Selektionsfaktoren üben einen permanenten Druck – auch Selektionsdruck genannt – auf die Entwicklung von Arten aus. Der Selektionsdruck kann sowohl positiv als auch negativ sein.

Die verschiedenen Faktoren wirken dabei alle gleichzeitig in einem Ökosystem. Am Ende setzen sich dann die Populationen durch, die sich am besten an alle Einflüsse anpassen konnten. Das ist übrigens die oben bereits erwähnte natürliche Selektion!

Beispiele für Selektionsfaktoren

Nachfolgend sollen Dir ein paar Beispiele für die verschiedenen Selektionsfaktoren gegeben werden. Mehr Beispiele findest Du in den bereits erwähnten weiterführenden Artikeln.

Evolutionsfaktor – Gendrift

Als Gendrift – auch Alleldrift oder nach dem Entdecker Sewall-Wright-Effekt genannt – bezeichnet man die zufällige und schnelle Veränderung der Genfrequenz im Genpool einer Population. Gendrift führt zu einer Verringerung der genetischen Vielfalt.

Die Gendrift liegt auch dem Gründereffekt zugrunde, wenn nur wenige Individuen einen neuen Lebensraum besiedeln, etwa ein Vogelpaar eine Insel. Allein die zufällige Auswahl dieser Gründerindividuen bestimmt den Genpool der zukünftigen Inselpopulation.

Evolutionsfaktor – Genfluss und Isolation

Zwischen verschiedenen Populationen einer Art besteht ein Genaustausch oder Genfluss (Migration). Die Genpools der Populationen sind sich sehr ähnlich. Populationen unterschiedlicher Arten tauschen keine Gene aus, da ihre Genpools zu verschieden sind. Wenn die Populationen z. B. durch geografische Isolation getrennt werden, entwickeln sich diese unabhängig voneinander.