Die Evolution Zurück zur Definitionsübersicht Literatur Links Orginaltexte
Etwas ausführlicher möchte ich einige Grundlagen der Evolutionstheorie darstellen, weil sie eine so wichtige Erklärung für viele Erscheinungen der belebten Natur auf der Erde bietet.
1.Evolutionstheorie im engeren Sinne:
Evolution an sich:
Die belebte Natur ist nicht unveränderlich, sondern das Produkt eines ständigen Entwicklungs- und Veränderungsprozesses.
Evolution durch gemeinsame Abstammung
Alle Organismen stammen durch einen zusammenhängenden Verzweigungsprozess von gemeinsamen Vorfahren ab.
Allmählichkeit der Evolution
Es kommt in der Evolution zu Scheinsprüngen.
Im Erbgut einer Art sammeln sich verschiedene Varianten an. Durch äußere Einflüsse (z.B. Inselpopulationen) oder Selektionsvorteile setzt sich dann unvermittelt eine Variante durch.
Die beobachteten Lücken sind Artefakte in der Geschichte, die durch Aussterben zu erklären sind.
2.Selektionstheorie = natürliche Auslese = Überleben der Geeignetsten = Überleben der Bestangepaßten
Voraussetzungen der Evolution
1.Alle Arten besitzen eine derart große Fruchtbarkeit, daß ihre Zahlenstärke übermäßig wachsen würde, wenn sich alle Lebewesen einer Art, die geboren werden, wieder erfolgreich fortpflanzen würden.
2.Abgesehen von kleineren jährlichen Schwankungen und gelegentlichen größeren Schwankungen ist aber die Zahl der Lebewesen innerhalb einer Art normalerweise stabil.
3.Die natürlichen Lebensgrundlagen wie Nahrung, Wasser, Nistplätze etc sind begrenzt. In einer stabilen Umgebung bleiben sie relativ konstant.
4.Da mehr Nachkommen erzeugt werden, als aufgrund der verfügbaren Nahrung und anderer Umweltfaktoren überleben können, die Zahlenstärke der Art aber stabil bleibt, bedeutet dies, daß die einzelnen Lebewesen einer Art in Konkurrenz stehen. Diese Konkurrenz hat Darwin den Kampf ums Dasein genannt, aus dem ein Teil, häufig ein sehr kleiner Teil, der Nachkommen jeder Generation als Überlebende hervorgehen.
5.Niemals sind zwei Individuen genau gleich. Eine Ausnahme bilden eineiige Zwillinge,die zumindest vom Erbgut her gleich sind. Jede Art weist innerhalb gewisser Grenzen erhebliche Vielfalt im Erbmaterial und damit auch im Erscheinungsbild der einzelnen Individuen auf.
6.Das Überleben im Kampf ums Dasein erfolgt nicht zufällig, sondern hängt zum großen Teil vom Erbgut der überlebenden Individuen ab. Das ungleiche Überleben stellt einen natürlichen Ausleseprozeß dar.
7.Im Verlauf von Generationen führt dieser natürliche Auslesevorgang zu einer fortwährenden allmählichen Abänderung der Arten, d.h. zu Evolution und zur Erzeugung neuer Arten.
8.Bei der Artbildung ist die geografische Trennung von Nachkommen ein und derselben Art ein wichtiger Faktor.
Jedes Lebewesen steht also in einem stetigen Wettstreit:
Es kommt zu einer Konkurrenz unter den Individuen derselben Art.
Es kommt zu einer Konkurrenz von Individuen verschiedener Arten.
Es kommt zu einer Auseinandersetzung mit der unbelebten Umwelt.
Wer in diesem stetigen Kampf ums Dasein besteht, vermehrt sich und damit seine Erbinformation. Die Selektion setzt also vor allem am einzelnen Lebewesen an und im allgemeinen nicht so sehr an einer Gruppe von Lebewesen oder an einer ganzen Art.
Welche Begründungen gibt es für die Evolutionstheorie ?
1.Embryologie:
Embryos entwickeln im Mutterleib Dinge, die aus früheren Zeiten stammen, die sie gar nicht mehr brauchen und die sie später wieder zurückentwickeln: Warum sollen Embryos von Landwirbeltieren Kiemenbogen entwickeln ? Warum sollen junge Wale Zähne entwickeln ? Embryos weit entfernter Arten sind sich in gleichen Entwicklungsstufen ähnlicher als der Embryo mit dem erwachsenen Tier derselben Art.
2.Kleine Evolutionsschritte kann man im Experiment nachvollziehen:
Bei sich schnell vermehrenden Arten wie z.B. der Fruchtfliege Drosophila kann man durch räumliche Trennung von Nachkommen derselben Art und durch Veränderung äußerer Einflüsse ( Wärme, Kälte, Nahrungsangebot) die Artbildung untersuchen, die so weit gehen kann, daß die Individuen zweier getrennter Gruppen sich nicht mehr miteinander vermehren können. ( Stimmt das ?)
3.Geologie:
3.1.Alle Versteinerungen, selbst die ausgestorbener Arten, wie z.B. die Ammoniten, passen in ein großes System.
3.2.In der Regel weicht eine Form um so stärker von nachfolgenden Formen ab, je älter sie ist.
3.3.Fossilien aus zwei aufeinanderfolgenden Gesteinsschichten sind weitaus enger miteinander verwandt als Fossilien aus zwei weit auseinanderliegenden Schichten.
4.Aussterben
Das unaufhörliche Aussterben von Arten und ganzen höheren Klassen läßt sich nicht leugnen. Warum sollte Gott so viele nicht lebenstaugliche Arten erzeugt haben ? Warum muß er sie ersetzen ? Auf welche Weise läßt er die zahlreichen Arten entstehen, welche die leeren Stellen im Haushalt der Natur ausfüllen sollen ?
Meist sind beim Aussterben der Arten die biologischen Gründe wichtiger als physikalische Faktoren ( Eiszeiten etc). Die verbesserten und abgeänderten Nachkommen einer Art werden daher gewöhnlich das Aussterben der Stammform herbeiführen.
5.Alles Leben auf der Erde besteht aus Zellen
6.Der Genetische Code ist auf der Erde einheitlich .
Zuwenig wird beachtet, daß ein wichtiger Zufallsmechanismus der Evolution neben der Mutation auch die Variation ist.
Die Mutation ist die Veränderung des Erbgutes z.B. durch radioaktive Strahlung oder durch chemische Stoffe.
Die Variation ist das neue Mischen der Erbinformation bei der geschlechtlichen Vermehrung. Wie beim Kartenspiel werden die Karten immer neu verteilt und so neue nicht vorhersehbare Spielverläufe möglich.
Zuwenig wird auch beachtet, daß mit dem Begriff "Kampf ums Dasein" häufig gar nicht ein direkter Kampf gemeint ist. Es geht manchmal um ganz kleine unscheinbare Vorteile, die ein besseres Überleben ermöglichen. Gar nicht so selten überlebt also der physisch schwächere, aber eben an die Umwelt besser angepasste.
Warum fällt es einigen Menschen schwer, die Evolutionstheorie zu begreifen ?
1.Sie widerspricht dem gesunden Menschenverstand: Aus einer Maus wird immer nur eine Maus geboren, jedenfalls in den Zeiträumen, die der Mensch übersieht.
2.Die Evolutionstheorie kann nicht so einfach in einem naturwissenschaftlichen Experiment nachgewiesen werden, da sie eine Zeitspanne von Milliarden Jahren beschreibt, somit eine historische Abfolge enthält. Sie kann deswegen auch am besten mit den Mitteln der Geschichtsschreibung belegt werden, nämlich mit der Naturgeschichte, beispielsweise mit den kilometerdicken Sedimentschichten der Geologie, die eine historische Abfolge längst ausgestorbener Tiere und Pflanzen dokumentieren.
3.Die Evolutionstheorie beschreibt einen Prozeß in zwei Schritten:
Der erste Schritt erfolgt rein zufällig : Die Mutationen oder Variationen des Erbgutes.
Der zweite Schritt erfolgt zwangsläufig, aber ohne vorhersagbares Ziel:
Die Auswahl der bestangepaßten Formen durch den Kampf ums Dasein.
Dieser Mischprozeß aus Zufall und Notwendigkeit ist für den Menschen schwer verständlich.
Reine Ursache - Wirkungsketten oder reine Zufallsprozesse sind ihm verständlicher.
Gliederung der Evolution
Evolution (aus dem Lateinischen ex-volvere) ist die Entwicklung verschiedener Lebensformen aus einer Stammform.
Synonyme: Stammesentwicklung, Phylogenie
A.Hinweise auf Evolution (letztlich auf verwandtschaftliche Beziehungen! Auf jeder der folgenden Ebene einerseits "horizontal" bei gleichzeitig lebenden Organismen - heute lebend = rezent - und vertikal bei zeitlich aufeinanderfolgenden Organismen)
1.Fossilien
2.Homologien
2.1.Homologien der Organe
2.1.1.Homologiekriterium der Lage
2.1.2.Homologiekriterium der spezifischen Qualität
2.1.3.Homologiekriterium der Stetigkeit
2.2.Homologien des Verhaltens
2.3.Homologien der Keimesentwicklung
2.4.Homologien der Biochemie
2.4.1.bei Proteinen
2.4.2.bei DNS und RNS
3.Rudimentäre Organe
4.Atavismen
5.Brückenformen
B.Evolutionstheorien
1.Konstanz der Arten
2.Veränderung der Arten
2.1.Cuvier
2.2.Lamarck
2.3.Darwin
3.Synthetische Evolutionstheorie, "Neodarwinismus"
C.Evolutionsfaktoren
1.Variation
1.1.durch Mutation
1.2.durch Rekombination
2.Selektion
3.Allelen-Fluss
4.Allelen-Drift
D.Mikroevolution
E.Makroevolution Speziation (Rassen- und Artbildung) durch Isolation
1.geographisch
2.ökologisch
3.genetisch
F.Evolutionsstufen
1.chemische Evolution
2.biotische Evolution
3.biochemische Evolution
4.Prokaryonten
5.Eukaryonten
G.Beispiel für Stammbäume
1.Hominiden
2.Insulin
3.Hämoglobin
Literatur zum Evolution und Evolutionstheorie
Interessante Literatur kann man den angegebenen Büchern entnehmen. Kurze Abschnitte wurden aus den angegebenen Büchern teilweise wörtlich übernommen, teilweise etwas verändert.
Dawkins, Richard Der Blinde Uhrmacher, dtv TB 11261
Der Sinn dieses Buches ist es, eine nichtübernatürliche Erklärung für die Existenz komplexer Lebewesen zu liefern.Ein sehr gutes Buch über die Evolutionsbiologie.
Darwin, Charles, Die Entstehung der Arten, Reclams Universal Bibliothek 3071
Grundlegendes Buch über die Evolutionstheorie. Sehr dick, dennoch sehr lesenswert,ein Klassiker.
Links zum Thema Evolution und Evolutionstheorie
http://thor.tech.chemie.tu-muenchen.de/~neukamm/junker.html
In diesem Essay werden die gängigsten Argumente des Kreationismus gegen den wissenschaftlichen Evolutionsgedanken vorgestellt sowie aus naturwissenschaftlicher und wissenschaftsphilosophischer Sicht diskutiert und bewertet. Daneben werden auch die modernen Aussagen der Evolutionstheorie beleuchtet und mit den Modellen des Kreationismus verglichen.
von Dipl.-Ing. (FH) Martin Neukamm
Evolutionstheorie
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Die Evolutionstheorie ist eine grundlegende wissenschaftliche Theorie der Biologie.
Evolution ist ein Fremdwort aus dem Lateinischen mit der Bedeutung Entwicklung. Unter einer Theorie versteht man eine belegte wissenschaftliche Lehre, die, obschon widerlegbar, bisher nicht widerlegt wurde.
Die Evolutionstheorie versucht, Ursprung, Entwicklung und Vielfalt des Lebens auf der Erde als einen historischen natürlichen Prozess zu erklären, der sich über viele Jahrmillionen vollzogen hat. Danach stammen alle Organismen durch einen zusammenhängenden Verzweigungsprozess von gemeinsamen Vorfahren ab.
Die Evolutionstheorie beschreibt einen aus zwei wesentlichen Bestandteilen bestehenden Prozess mit:
zufälligen Ereignissen, die vererbbare Eigenschaften hervorrufen (Variationen, z.B. durch Mutationen oder Rekombinationen bedingt) und
gesetzmäßigen Ereignissen (Selektion und Vererbung), durch die die zufallsbedingt erworbenen Eigenschaften an die nächste Generation weitergegeben werden oder nicht.
Die Bildung neuer Arten (siehe auch: Artbildung) beruht im Wesentlichen auf
einer reproduktiven Isolation (reproduktiv voneinander isoliert sind zwei Lebewesen, wenn sie nicht in der Lage sind, gemeinsam fortpflanzungsfähige Nachkommen zu zeugen) zweier (selten auch mehrerer) Populationen einer Art voneinander durch Barrieren. Normalerweise ist dies eine geographische Isolation, beispielsweise durch geologische (Gebirgsbildung, Grabenbrüche), klimatische Vorgänge oder die Neubesiedlung von Inseln oder anderen abgetrennten Lebensräumen. Eine reproduktive Isolation kann auch durch andere ökologische Faktoren (neue Nahrungsquelle und damit veränderte Mikrohabitate) oder Verhaltensänderungen eintreten
einer getrennten Evolution beider Populationen, die zu unterschiedlichen Genomen führt
der Entwicklung genetischer Inkompatibilitäten, die die Vermischung der Arten auch bei Wegfall der Barrieren verhindern sowie von Verhaltensänderungen, die die Kopulation unwahrscheinlich machen.
Eine heute weit mehr verwendete Methode Artbildungen zu unterscheiden liegt darin, zu unterscheiden ob es präzygotische oder postzygotische Isolationsmechanismen sind, die zur Artbildung geführt haben. Zur präzygotischen Isolation gehören: zeitliche, habitatbedingte, ethologische und mechanische Isolation. Unter eine postzygotische Isoltation fallen: Gametensterblichkeit, Zygotensterblichkeit, Hybridensterblichkeit und Hybridsterilität.
Ernst Mayr (1942) gilt als Begründer des biologischen Artkonzeptes. Er definiert eine Art (auch Spezies) als "Gruppe von sich untereinander fortpflanzender Lebewesen, die reproduktiv von anderen solchen Gruppen isoliert sind". Eine frühere Evolutionstheorie stammt von Jean Baptiste Lamarck. Die heutige Evolutionstheorie wurde von Charles Darwin begründet und von einer Vielzahl von Biologen und anderen Wissenschaftlern weiterentwickelt. Sie ist heute weitgehend als eine grundlegende naturwissenschaftliche Lehre anerkannt, auch wenn einige Details noch nicht vollständig verstanden sind.
Sie ist eng mit der Systematik der Biologie, der Genetik, der Populationsgenetik, der Morphologie und anderen Teilbereichen der Biologie verknüpft: Einerseits liefern genannte Bereiche experimentelle Hinweise zur Evolution, andererseits liefert die Evolutionstheorie ein vereinheitlichendes Bild innerhalb und zwischen den Bereichen.
Daneben ist die Geologie mit ihrer systematischen Untersuchung fossiler Lebensspuren (Paläontologie) eine eng mit der Evolutionstheorie verknüpfte Wissenschaft.
Eine wichtige Technik, um sich einen Überblick der stammensgeschichtlichen Entwicklung zu verschaffen, bieten phylogenetische Stammbäume als eine Systematik für die Kladistik.
Heute unter Wissenschaftlern allgemein akzeptiert und durch Funde immer wieder bestätigt, war die Evolutionstheorie zunächst wegen ihrer revolutionären Ideen Anfeindungen ausgesetzt.
Nur wenige andere naturwissenschaftliche Theorien haben einen derart heftigen Diskussionsprozess in Gang gebracht wie sie. Vor allem mit dem Schöpfungsglauben vieler Religionen gab es scheinbar unüberbrückbare Widersprüche. Gerade unter religiösen Fundamentalisten lebt diese Ablehnung auch heute noch fort.
Die Evolutionstheorie widerspricht der christlichen, jüdischen und islamischen Ansicht einer göttlichen Schöpfung der heutigen Lebensformen (Kreationismus).
Sie widerspricht der Ansicht einer unveränderlichen, gleichbleibenden belebten Natur (Konstanz der Arten).
Sie widerspricht der Ansicht, dass die Entwicklung der verschiedenen Lebensformen auf ein Ziel hin ausgerichtet ist. (Teleologie)
Sie widerspricht der Ansicht von der Vererbung erworbener Eigenschaften. (Lamarckismus)
Sie widerspricht auch der Ansicht, dass das heutige Leben ohne Einfluss des Zufalls entstanden sei.
Oft wird angeführt, etwas so Kompliziertes, wie z.B. der Mensch, könne nie durch Zufall entstehen. (Siehe oben Mischprozess aus Zufall und Gesetzmäßigkeit)
Seit ihrer ursprünglichen Formulierung hat sich die Evolutionstheorie in vielfacher Hinsicht weiterentwickelt. Als direkter Nachfolger der Darwinschen Evolutionstheorie gilt die klassische neodarwinistische Evolutionstheorie. Sie wurde insbesondere von Ernst Mayr zur Synthetischen Theorie der Evolution weiterentwickelt. Durch die Einbeziehung der informationstheoretisch geprägten Systemtheorie nach Ludwig von Bertallanfy entwickelte insbesondere die Wiener Schule (Rupert Riedl u.a.) die Systemtheorie der Evolution.
Auch die Frage, wo die Selektion ansetze, ist Modifikationen unterzogen. So geht die darwinistische Theorie davon aus, dass die Selektion auf der Ebene des Phänotyps ansetze, und die Selektion zum Überleben des bestangepassten Organismus (survival of the fittest) führe. In Abgrenzung davon wurde der Begriff vom "Eigennutz des Gens" (Richard Dawkins: The Selfish Gene, 1976) geprägt, wonach auch Gene, die zu einer Beeinträchtigung des Organismus führen, selektiert werden, sofern sie Merkmale hervorrufen, die die Verbreitung dieses Gens unterstützen. Auf diese Weise werden Phänomene wie die Ermordung von Affenbabys durch Männchen, die nicht der biologische Vater sind, erklärt, ebenso die zum Teil für das Überleben hinderlichen Sexualdimorphismen wie übergroße Geweihe, auffällige Federkleider usw.
Aktuell diskutierte Probleme sind auch:
Die Koevolution. Betrachtet man viele Symbiosen, so erscheint es fraglich, wie die tiefgreifenden Abhängigkeiten von Symbiosepartnern (z.B. bei Flechten) entstehen konnten. Ebenso erstaunlich sind die wechselseitigen Anpassungen von Insekten und Blütenpflanzen. Sehr oft hat man aber fossil oder rezent Zwischenstufen gefunden, die die parallele Evolution verständlich machen.
Die Evolution der Evolutionsmechanismen. Hier hat die Molekularbiologie in jüngerer Zeit deutlich veränderte Einsichten gebracht. Ging man in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts noch davon aus, dass die DNA-Sequenz direkt das entscheidende Genmaterial darstelle, so haben die Entdeckung der Introns , Exons sowie des Splicings und insbesondere des alternativen Splicings gezeigt, dass die Ursachen der genetischen Varabilität bereits auf molekularer Ebene Evolutionsprozessen unterworfen sind.
Die Evolution tiefgreifender Änderungen (Makroevolution), etwa auf der Ebene von Tierstämmen. Solange als Ursachen der Variabilität nur Genmutationen, Chromosomenmutationen, Genommutationen und Rekombination im Zuge der Meiose erkannt waren, war schwer vorstellbar, wie sich bestimmte Merkmale ohne Zwischenstufen ohne eigenen Selektionsvorteil entwickelt haben könnten. Solche Erscheingen findet man speziell bei Eukaryonten. Die Entdeckung des alternativen Splicings bei Eukaryonten hat Ende des 20. Jahrhunderts gezeigt, dass DNA-Sequenzen multifunktionell sein und - je nach Splicing - zu unterschiedlichen Proteinen führen können. Zudem codiert ein erheblicher Teil der DNA nicht für Proteine. Auch die Genregulation bringt neue Aspekte in die Evolutionsforschung. So kann es einen Selektionsvorteil darstellen, phylogenetisch alte und nicht zur Proteincodierung benutzte DNA-Sequenzen im Genom zu konservieren, da damit die Ausprägung neuer Merkmale durch verändertes Splicing oder Änderungen der Genregulation weitaus schneller und tiefgreifender sein kann als es durch einen Austausch von DNA-Basen der Fall wäre.
Riedls Kulturgeschichte der Evolutionstheorie. Die Helden, ihre Irrungen und Einsichten. Riedl, Rupert, 2003. 236 S. m. 39 Abb. 24 cm. Gebunden. 574gr,ISBN 3-540-43668-5, KNO-NR: 10 90 42 97 -SPRINGER, BERLIN- 29.95 EUR
Die Herausforderung der Evolutionsbiologie: Hrsg. v. Heinrich Meier. Serie Piper Bd.997. Mit 28 Abb. Kartoniert. 250gr, ISBN 3-492-10997-7, KNO-NR: 03 41 32 93 -PIPER- 10.90 EUR
Evolutionsbiologie. Eine allgemeine Einführung. Kutschera, Ulrich: 2001. 284 S. m. 104 Abb. 21 cm. Kartoniert. 476gr. ISBN 3-8263-3348-9, KNO-NR: 10 05 93 31 -BLACKWELL WISSENSCHAFTS- VERLAG; PAREY- 29.95 EUR
Die Evolutionstheorie und ihr Gegenstand, Beitrag der Methodischen Philosophie zu einer konstruktiven Theorie der Evolution, Gutmann, Mathias, (Studien zur Theorie der Biologie Band 1) 1996
Dawkins, Richard: The Selfish Gene. Oxford: Oxford University Press, 1976. New Edition 1989.
Dawkins, Richard: The Blind Watchmaker. London u.a.: Penguin, 1986. Rpt. 1991.
Linkliste Evolutionsbiologie in Deutschland (http://www.uni-kassel.de/fb19/plantphysiology/links.htm)
Fossile Zeugen der Evolution (http://www.sauti.de/)
Geschichte des Evolutionsgedankens (http://www.scioli.com/evolhist.html) (englisch)
Frankfurter Evolutionstheorie (http://www.senckenberg.uni-frankfurt.de/fis/profoe.htm)
Die Evolutionstheorie und der moderne Antievolutionismus (http://thor.tech.chemie.tu-muenchen.de/~neukamm/junker.html)
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