Evolution
Evolutionstheorien
Jean Baptiste Lamarck Darwin – Selektionstheorie
-nahm eine Inkonstanz der Arten an Im Gegensatz zu Lamarck beschreibt Darwin
-Er ging davon aus, dass sich die Evolution aber als passiven Prozess.
Arten aktiv und schrittweise an wechselnde
Umweltbedingungen anpassen. Sie besitzen In seiner Evolutionstheorie geht Charles
einen eigenen inneren Antrieb zur Darwin davon aus, dass sich die Lebewesen
„Vervollkommnung“. Jedes Individuum will an ihre Umweltweltbedingungen, wie
sich somit perfekt an die Umwelt anpassen. Temperatur oder Konkurrenz, allmählich
anpassen. Die „Triebkraft“ der Artwandlung
Hauptannahmen: ist laut der darwinschen
Evolutionstheorie die Selektion („natürliche
Durch den Gebrauch oder Nichtgebrauch Auslese“). Du bezeichnest die Darwin
von Organen prägen sich diese aus oder Evolutionstheorie deshalb auch
verkümmern. Das führt zu Veränderungen als Selektionstheorie.
im Bauplan der Lebewesen, die wir auch
beobachten können. Das bedeutet, dass sich die am besten an
die Umwelt angepassten Individuen mit
Die so im Laufe des Lebens erworbenen vorteilhaften Merkmalsausprägungen
Merkmale / Eigenschaften (Modifikationen) gegen weniger gut angepasste Individuen
können jeweils an die Nachkommen weiter mit unvorteilhaften Merkmalsausprägungen
vererbt werden. durchsetzen.
Bsp. Giraffe der danach strebt höhere Beobachtungen auf Galapagos Inseln von
Blätter zu erreichen streckt seinen Hals und Darwin Finken: Schnabelform an Ernährung
erbt dieses an die Nachkommen weiter angepasst
Die wesentlichen Inhalte der Evolutionstheorie Darwins sind:
• Überproduktion von Nachkommen: Alle Lebewesen produzieren mehr
Nachkommen, als zur Erhaltung der Art notwendig wären.
• Variabilität: Individuen einer Population sind untereinander nicht gleich, sondern
unterscheiden sich in ihrem Aussehen. Die Unterschiede können an die Nachkommen
weitergeben werden. Zum Beispiel haben Giraffen unterschiedlich lange Hälse.
• Selektion: Lebewesen, die besser an ihre Umwelt angepasst sind, überleben häufiger
als nicht so gut angepasste Lebewesen („Survival of the Fittest„). Sie können sich
deshalb auch häufiger fortpflanzen und ihre Erbanlagen an die Nachkommen
weitergeben. Langhalsige Giraffen überleben aufgrund der besseren Erreichbarkeit
der Nahrung häufiger als Giraffen mit kurzen Hälsen.
• Artwandel: Im Laufe der Zeit kann eine schrittweise immer bessere
Angepasstheit der Lebewesen einer Population zu einem Artwandel führen.
,Synthetische/Moderne Evolutionstheorie (Ernst Mayr und Theodosius Dobzhansky)
Weiterentwicklung bzw. Ergänzung der darwinschen Selektionstheorie und vereinigt sie mit
Erkenntnissen aus zahlreichen Fachrichtungen wie Genetik, Biochemie oder Ökologie.
Zentrale Bestandteile der modernen Evolutionstheorie sind Evolutionsfaktoren:
Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift, Isolation
Mechanismen, die für Evolution sorgen, indem sie die genetische Struktur von Populationen
verändern. Ändern den Genpool von Populationen.
Aus populationsgenetischer Sicht tritt Evolution dann auf, wenn sich
die Allelhäufigkeiten (Allelfrequenzen) im Genpool einer Population ändern. Die
Zusammensetzung im Genpool muss sich also ändern, damit neue Arten entstehen
können.
Ursachen der Evolution: Evolutionsfaktoren (= Evolutionsmechanismen): Einfluss der
Evolutionsfaktoren auf den Genpool einer Population
Woher kommt die phänotypische Variabilität einer Population?
Variabilität: Treibkraft der Evolution
Genetische Variabilität Modifikatorische Variabilität
-Folge der unterschiedlichen genetischen -Folge der Umwelteinflüsse, dem die
Ausstattungen der Individuen: Lebewesen ausgesetzt sind
phänotypische Variabilität kann auf gen. -Änderung des Phänotyps bzw. Merkmale
Variabilität beruhen eines Individuums durch Umwelteinflüsse
-Diese unterschiedliche genetische -Die Variationsbreite solcher
Ausstattung ist wiederum die Folge Modifikationen ist durch die
verschiedener Rekombinationsprozesse bei Reaktionsnorm genetisch festgelegt
der Weitergabe des Erbgutes -Modifikationen agieren durch Aktivieren
-Keine neuen Allele oder Gene erzeugt. oder Hemmen bestimmter Gene
Nur die in der Population bereits -Nicht vererbbar, keine Bedeutung für die
vorhandene Allele neu verteilt Evolution, sterben mit Tod des
-Mutationen erlaubt entstehen neuer Allele Individuums aus, keine Auswirkung auf
-Ursache 1. Rekombination Erbmaterial
2.Mutation 3.Gendrift -Umweltfaktoren variieren die
-Bandbreite der phänotypischen Ausprägungen der Merkmale
Ausprägungen eines Gens bei Lebewesen.
Genetisch festgelegte Informationen können
sich bei einem Lebewesen nur soweit
ausdrücken, wie es durch die
Umwelteinflüsse möglich ist.
-Ausprägung einer genetischen Information
ist daher immer auch von der Umwelt
, beeinflusst und auch bei genetisch
identischen Individuen niemals ganz gleich.
Reaktionsnorm, alle genetisch bedingten
Ausprägungsformen eines Merkmals, die
innerhalb einer
gewissen Reaktionsbreite durch innere und
Umwelteinflüsse gesteuert werden
(Modifikation). Veränderungen über die
Grenzen der R. hinaus sind durch
Veränderungen im Erbgut bedingt und somit
Ausdruck der genetischen Variabilität.
Die Reaktionsnorm beschreibt die
Ausprägung von Merkmalen aufgrund von Umwelteinflüssen im Rahmen der
genetisch bedingten Möglichkeiten eines Lebewesens, also die Fähigkeit
der Anpassung eines Organismus an die Umwelt.
Rekombination: erhöht Variabilität durch Neuverteilung der Erbinformation
-diploide Organismen kombinieren alle existierenden Allele während der sexuellen
Fortpflanzung. Meiosevorgänge dienen der Bildung unterschiedlicher haploider Keimzellen
Mit der Anzahl der Chromosomenpaare steigt exponentiell die Anzahl der möglichen
Keimzellen.
Durch Crossing-Over können einzelne Genabschnitte homologer Chromosomen
ausgetauscht und dann nach Zufallsprinzip auf die vier Keimzellen verteilt
Durch den Austausch von Allelen entstehen neue Genkombinationen
Interchromosomale Rekombination
Intrachromosomale Rekombination
Mutation: Neue Allele entstehen durch Mutationen
Sind häufig aber wirken sich nur selten auf den Phänotyp aus, denn ein Großteil der
Mutationen tritt in einem Bereich auf, der keine bekannte Funktion besitzt.
Durch Reparaturenzyme wird die Auswirkung von Mutationen stark vermindert. Erkennen
bei der Neusynthese von Doppelsträngen Mutationen und beseitigen sie.
Genmutation
Chromosomenmutation
Genommutation
, Hautfarbe und Melaninproduktion beim Menschen
Es gibt 2 Arten von Melanin, die von den Zellen in der Haut, den Melanocyten, gebildet
werden. Eumelanin ist für braune bis schwarze Hauttypen verantwortlich und Phäomelanin,
welches eher bei helleren Hauttypen zu finden ist (gelbliche bis rötliche Färbung)
Je mehr Melanin in Hautzellen eingelagert ist, desto dunkler erscheint die Haut. Die Menge
des eingelagerten Melanins ist individuell genetisch festgelegt, kann aber durch
Umwelteinflüsse variiert werden; vor allem UV-Strahlung steigert die
Melaninproduktion.
Je dunkler die Haut, desto höher der Schutz vor Sonnenbrand, Aufnahme von
Vitamin D, desto niedriger das Risiko für Hautkrebs
Hauttypen
Keltische Typ: sehr helle Haut, reagiert auf Sonneneinstrahlung mit Sommersprossenbildung,
tragen Phäomelanin
Nordische Typ: helle Haut, die aber einen leichten Braunton annehmen kann
Mediterrane + Dunkle Typ: Genetisch bedingt dunkle Haut, die unter Sonneneinstrahlung
schnell noch dunkler wird.
Schwarze Typ: An Sonneneinstrahlung angepasst und kann nicht dunkler werden
Genetische oder Modifikatorische Variabilität?
Der Anteil an Melanin in der Haut ist genetisch bedingt, aber Melanin wird innerhalb einer
gewissen Bandbreite auch durch Sonnenbestrahlung vermehrt gebildet – modifikatorisch
Die Reaktionsnorm der Haut ist somit vererbbar.
Das Genom eines Menschen hat erhebliche Auswirkungen auf die Hautfarbe, daraus
resultiert die unterschiedliche Hautfarbenverteilung in verschiedenen Ethnien
Migration von Hauttypen in nicht heimische Klimazonen
Hellhäutige haben kaum Schutz und UV-Strahlungen gelangen bis zur Lederhaut –
Sonnencreme
Dunkel pigmentierte Haut braucht mehr UV-Licht bzw. eine längere Verweildauer in der
Sonne um eine ausreichende Produktion an Vitamin D zu ermöglichen
Evolutionstheorien
Jean Baptiste Lamarck Darwin – Selektionstheorie
-nahm eine Inkonstanz der Arten an Im Gegensatz zu Lamarck beschreibt Darwin
-Er ging davon aus, dass sich die Evolution aber als passiven Prozess.
Arten aktiv und schrittweise an wechselnde
Umweltbedingungen anpassen. Sie besitzen In seiner Evolutionstheorie geht Charles
einen eigenen inneren Antrieb zur Darwin davon aus, dass sich die Lebewesen
„Vervollkommnung“. Jedes Individuum will an ihre Umweltweltbedingungen, wie
sich somit perfekt an die Umwelt anpassen. Temperatur oder Konkurrenz, allmählich
anpassen. Die „Triebkraft“ der Artwandlung
Hauptannahmen: ist laut der darwinschen
Evolutionstheorie die Selektion („natürliche
Durch den Gebrauch oder Nichtgebrauch Auslese“). Du bezeichnest die Darwin
von Organen prägen sich diese aus oder Evolutionstheorie deshalb auch
verkümmern. Das führt zu Veränderungen als Selektionstheorie.
im Bauplan der Lebewesen, die wir auch
beobachten können. Das bedeutet, dass sich die am besten an
die Umwelt angepassten Individuen mit
Die so im Laufe des Lebens erworbenen vorteilhaften Merkmalsausprägungen
Merkmale / Eigenschaften (Modifikationen) gegen weniger gut angepasste Individuen
können jeweils an die Nachkommen weiter mit unvorteilhaften Merkmalsausprägungen
vererbt werden. durchsetzen.
Bsp. Giraffe der danach strebt höhere Beobachtungen auf Galapagos Inseln von
Blätter zu erreichen streckt seinen Hals und Darwin Finken: Schnabelform an Ernährung
erbt dieses an die Nachkommen weiter angepasst
Die wesentlichen Inhalte der Evolutionstheorie Darwins sind:
• Überproduktion von Nachkommen: Alle Lebewesen produzieren mehr
Nachkommen, als zur Erhaltung der Art notwendig wären.
• Variabilität: Individuen einer Population sind untereinander nicht gleich, sondern
unterscheiden sich in ihrem Aussehen. Die Unterschiede können an die Nachkommen
weitergeben werden. Zum Beispiel haben Giraffen unterschiedlich lange Hälse.
• Selektion: Lebewesen, die besser an ihre Umwelt angepasst sind, überleben häufiger
als nicht so gut angepasste Lebewesen („Survival of the Fittest„). Sie können sich
deshalb auch häufiger fortpflanzen und ihre Erbanlagen an die Nachkommen
weitergeben. Langhalsige Giraffen überleben aufgrund der besseren Erreichbarkeit
der Nahrung häufiger als Giraffen mit kurzen Hälsen.
• Artwandel: Im Laufe der Zeit kann eine schrittweise immer bessere
Angepasstheit der Lebewesen einer Population zu einem Artwandel führen.
,Synthetische/Moderne Evolutionstheorie (Ernst Mayr und Theodosius Dobzhansky)
Weiterentwicklung bzw. Ergänzung der darwinschen Selektionstheorie und vereinigt sie mit
Erkenntnissen aus zahlreichen Fachrichtungen wie Genetik, Biochemie oder Ökologie.
Zentrale Bestandteile der modernen Evolutionstheorie sind Evolutionsfaktoren:
Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift, Isolation
Mechanismen, die für Evolution sorgen, indem sie die genetische Struktur von Populationen
verändern. Ändern den Genpool von Populationen.
Aus populationsgenetischer Sicht tritt Evolution dann auf, wenn sich
die Allelhäufigkeiten (Allelfrequenzen) im Genpool einer Population ändern. Die
Zusammensetzung im Genpool muss sich also ändern, damit neue Arten entstehen
können.
Ursachen der Evolution: Evolutionsfaktoren (= Evolutionsmechanismen): Einfluss der
Evolutionsfaktoren auf den Genpool einer Population
Woher kommt die phänotypische Variabilität einer Population?
Variabilität: Treibkraft der Evolution
Genetische Variabilität Modifikatorische Variabilität
-Folge der unterschiedlichen genetischen -Folge der Umwelteinflüsse, dem die
Ausstattungen der Individuen: Lebewesen ausgesetzt sind
phänotypische Variabilität kann auf gen. -Änderung des Phänotyps bzw. Merkmale
Variabilität beruhen eines Individuums durch Umwelteinflüsse
-Diese unterschiedliche genetische -Die Variationsbreite solcher
Ausstattung ist wiederum die Folge Modifikationen ist durch die
verschiedener Rekombinationsprozesse bei Reaktionsnorm genetisch festgelegt
der Weitergabe des Erbgutes -Modifikationen agieren durch Aktivieren
-Keine neuen Allele oder Gene erzeugt. oder Hemmen bestimmter Gene
Nur die in der Population bereits -Nicht vererbbar, keine Bedeutung für die
vorhandene Allele neu verteilt Evolution, sterben mit Tod des
-Mutationen erlaubt entstehen neuer Allele Individuums aus, keine Auswirkung auf
-Ursache 1. Rekombination Erbmaterial
2.Mutation 3.Gendrift -Umweltfaktoren variieren die
-Bandbreite der phänotypischen Ausprägungen der Merkmale
Ausprägungen eines Gens bei Lebewesen.
Genetisch festgelegte Informationen können
sich bei einem Lebewesen nur soweit
ausdrücken, wie es durch die
Umwelteinflüsse möglich ist.
-Ausprägung einer genetischen Information
ist daher immer auch von der Umwelt
, beeinflusst und auch bei genetisch
identischen Individuen niemals ganz gleich.
Reaktionsnorm, alle genetisch bedingten
Ausprägungsformen eines Merkmals, die
innerhalb einer
gewissen Reaktionsbreite durch innere und
Umwelteinflüsse gesteuert werden
(Modifikation). Veränderungen über die
Grenzen der R. hinaus sind durch
Veränderungen im Erbgut bedingt und somit
Ausdruck der genetischen Variabilität.
Die Reaktionsnorm beschreibt die
Ausprägung von Merkmalen aufgrund von Umwelteinflüssen im Rahmen der
genetisch bedingten Möglichkeiten eines Lebewesens, also die Fähigkeit
der Anpassung eines Organismus an die Umwelt.
Rekombination: erhöht Variabilität durch Neuverteilung der Erbinformation
-diploide Organismen kombinieren alle existierenden Allele während der sexuellen
Fortpflanzung. Meiosevorgänge dienen der Bildung unterschiedlicher haploider Keimzellen
Mit der Anzahl der Chromosomenpaare steigt exponentiell die Anzahl der möglichen
Keimzellen.
Durch Crossing-Over können einzelne Genabschnitte homologer Chromosomen
ausgetauscht und dann nach Zufallsprinzip auf die vier Keimzellen verteilt
Durch den Austausch von Allelen entstehen neue Genkombinationen
Interchromosomale Rekombination
Intrachromosomale Rekombination
Mutation: Neue Allele entstehen durch Mutationen
Sind häufig aber wirken sich nur selten auf den Phänotyp aus, denn ein Großteil der
Mutationen tritt in einem Bereich auf, der keine bekannte Funktion besitzt.
Durch Reparaturenzyme wird die Auswirkung von Mutationen stark vermindert. Erkennen
bei der Neusynthese von Doppelsträngen Mutationen und beseitigen sie.
Genmutation
Chromosomenmutation
Genommutation
, Hautfarbe und Melaninproduktion beim Menschen
Es gibt 2 Arten von Melanin, die von den Zellen in der Haut, den Melanocyten, gebildet
werden. Eumelanin ist für braune bis schwarze Hauttypen verantwortlich und Phäomelanin,
welches eher bei helleren Hauttypen zu finden ist (gelbliche bis rötliche Färbung)
Je mehr Melanin in Hautzellen eingelagert ist, desto dunkler erscheint die Haut. Die Menge
des eingelagerten Melanins ist individuell genetisch festgelegt, kann aber durch
Umwelteinflüsse variiert werden; vor allem UV-Strahlung steigert die
Melaninproduktion.
Je dunkler die Haut, desto höher der Schutz vor Sonnenbrand, Aufnahme von
Vitamin D, desto niedriger das Risiko für Hautkrebs
Hauttypen
Keltische Typ: sehr helle Haut, reagiert auf Sonneneinstrahlung mit Sommersprossenbildung,
tragen Phäomelanin
Nordische Typ: helle Haut, die aber einen leichten Braunton annehmen kann
Mediterrane + Dunkle Typ: Genetisch bedingt dunkle Haut, die unter Sonneneinstrahlung
schnell noch dunkler wird.
Schwarze Typ: An Sonneneinstrahlung angepasst und kann nicht dunkler werden
Genetische oder Modifikatorische Variabilität?
Der Anteil an Melanin in der Haut ist genetisch bedingt, aber Melanin wird innerhalb einer
gewissen Bandbreite auch durch Sonnenbestrahlung vermehrt gebildet – modifikatorisch
Die Reaktionsnorm der Haut ist somit vererbbar.
Das Genom eines Menschen hat erhebliche Auswirkungen auf die Hautfarbe, daraus
resultiert die unterschiedliche Hautfarbenverteilung in verschiedenen Ethnien
Migration von Hauttypen in nicht heimische Klimazonen
Hellhäutige haben kaum Schutz und UV-Strahlungen gelangen bis zur Lederhaut –
Sonnencreme
Dunkel pigmentierte Haut braucht mehr UV-Licht bzw. eine längere Verweildauer in der
Sonne um eine ausreichende Produktion an Vitamin D zu ermöglichen
