BASIC DARK PRESENTATION

Selektion als Evolutionsfaktor

Biologie LK - Melissa Teichmann

Inhaltsverzeichnis

1. Was sind Evolutionsfaktoren?

2. Selektionsfaktoren

• Wer hat die Selektionstheorie beeinflusst?
• natürliche Selektion

• sexuelle Selektion
• künstliche Selektion

3. Selektionsformen

• stabilisierende Selektion
• transformierende Selektion
• disruptive Selektion

Was sind Evolutionsfaktoren?

Evolutationsfaktoren

• Ursache evolutionärer Veränderungen

Selektion- (lat.) Auslese/ Auswahl

Selektionsfaktoren

Die Evolutionstheorie von Charles Darwin

• Grundlage der synthetischen Evolutionstheorie
• "survival of the fittest" > Individuen, die am besten an ihre Umweltbedingungen angepasst sind, können häufiger im "struggle for life" (Wettbewerb um lebendswichtige Ressourcen) ihre Gene an die folgenden Generationen weitergeben

natürliche Selektion

• Selektionstheorie- Darwin

• natürliche Auslese durch die Umwelt

-> abiotische/ biotische Umweltfaktoren

reproduktive Fitness Fähigkeit eines Organismus im Vergleich zu anderen, seine Erbgrundlagen in den Genpool der nächsten Generation einzubringen

biotische Umweltfaktoren

abiotische Umweltfaktoren

"belebt"

"unbelebt"

• Interaktionen zwischen verschiedenen Lebewesen

-> inter- und intraspezifisch

• Räuber-Beute-Beziehungen
• Konkurrenz

-> Lebensraum, Nahrung, Paarungspatner

• Parasitismus/ Symbiose
• Amensalismus

• stehen mit Individuen, Populationen oder Lebensgemeinschaften in einer wechselseitigen Beziehung

Rekombination und Mutation

Variationen im Genpool

sind verantwortlich für

-> phänotypisch/ genotypisch

*Vorraussetzung für

haben eine Auswirkung auf ("Selektionsdruck")

Selektionfaktoren

Selektion

• abiotisch
• biotisch
• sexuell
• künstlich

Verschiebung der Allelhäufigkeiten im Genpool einer Generation

*(Überpopulation)

Ein aktuelles Beispiel für das Zusammenwirken von Mutation und Auslese findet man beim Birkenspanner (Biston betularia). Von ihm existieren zwei Formen, eine hell gefärbte und eine dunkel gefärbte Form. Beide Schmetterlingsformen leben vor allem auf Birken, deren Stamm in der Regel hell gefärbt ist. Sie unterscheiden sich durch eine Mutation des Gens, welches für die Produktion des Farbstoffes Melanin zuständig ist. Je nachdem welche Gebiete man untersuchte, wurden unterschiedlich viele der einen bzw. anderen Form gefunden. Für die beiden Formen ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten der Tarnung gegenüber ihren Fressfeinden auf den natürlichen Untergründen. Auf hellem Untergrund ist die helle Mutante schwer auszumachen, während sie auf dunklem Untergrund leicht zu erkennen ist und für Feinde eine leichte Beute darstellt. In Gebieten mit hoher Industrialisierung und damit in der Regel stärkerer Luftverschmutzung findet man vorwiegend Bäume, die kaum oder keinen Flechtenbewuchs zeigen und darüber hinaus durch Ruß- und Staubablagerungen eher dunkel gefärbt sind. In solchen Gebieten fand man ein deutlich stärkeres Auftreten der dunkleren Form und ein geringeres Auftreten der hellen Form. Diese Erscheinung bezeichnet man als Industriemelanismus. Die hell gefärbten Flechten bedecken normalerweise die Baumrinde und sind ein sogenannter Bioindikator für saubere Luft. Demgegenüber ist die Verteilung in gering oder unbelasteten Gebieten eher umgekehrt. Offensichtlich wird jeweils die Mutante durch Fressfeinde, in der Regel Vögel, reduziert, die sich deutlich vom Untergrund abhebt, während die andere durch die gute Tarnung eher übersehen wird und somit überlebt. Die überlebenden Tiere können sich dann fortpflanzen. So kommt es dazu, dass in der nächsten Generation mehr Tiere der Form da sind, die sich besser an die jeweilige Umwelt angepasst zeigt.

sexuelle Selektion

• Merkmale, die den Kopulationserfolg bestimmen

-> inter-/ intrasexuell

• Merkmalsausprägungen wären nach dem Prinzip der natürlichen Selektion häufig nachteilig
• Sexualdimorphismus

ANDERSSON (1982) untersuchte am Hahnschweif-Widafink (Euplectes progne) die Partnerwahl durch Weibchen. Die Art weist einen ausgeprägten Sexualdimorphismus auf: Die Männchen wechseln zur Paarungszeit ihre Farbe von braun-grau zu schwarz und bilden bis zu 50 cm lange Schwanzfedern aus, die die Flugeigenschaften deutlich verschlechtern (BALMFORD et al. 1993, ANDERSSON & ANDERSSON 1994), während die Weibchen unverändert bleiben. Diese wählen sich im Verlauf der mehrmonatigen Paarungszeit ein Männchen, paaren sich mit ihm und nisten dann auf seinem Territorium. Die Aufzucht der Jungen erfolgt ohne väterliche Hilfe. So kann ein Männchen eine Vielzahl von Weibchen befruchten. ANDERSSON verkürzte bei einigen Männchen die Schwanzfedern und verlängerte sie bei einer Vergleichsgruppe durch Ankleben der bei der anderen Gruppe abgeschnittenen Federn. Als Kontrollgruppe dienten u.a. Männchen, bei denen die Federn abgeschnitten, aber gleich wieder angeklebt wurden. Dadurch konnte ausgeschlossen werden, dass die Manipulation an den Schwanzfedern unabhängig von der resultierenden Länge einen Einfluss auf die Partnerwahl hat. Männchen mit verlängerten Schwanzfedern hatten in der Folgezeit etwa viermal so viele neue Nester auf ihren Territorien wie die mit verkürzten. Weitere Studien stützen das Ergebnis, dass die Wahl der Weibchen für die Ausprägung der langen Schwänze verantwortlich ist (PRYKE et al. 2001). MØLLER (1990) führte ähnliche Untersuchungen mit Rauchschwalben durch: Weibchen wählten Männchen mit längeren Schwänzen. Er konnte nachweisen, dass die Schwanzlänge mit dem Parasitenbefall korreliert: Männchen mit hohem Parasitenbefall konnten nur kürzere Schwänze ausbilden. Weibchen wählen also ein gesünderes und kräftigeres Männchen, wenn sie anhand der Schwanzfederlänge entscheiden. Dieser Befund stützt die Erklärung nach dem Handikap-Prinzip (vgl. KREBS & DAVIES 1996, S. 225): Männchen sind durch längere Schwänze mit einem selektiven Nachteil versehen, signalisieren damit aber, dass sie so gute Gene haben, dass sie dieses Handikap ausgleichen können, etwa indem sie besonders resistent gegen Parasiten sind. Während nach dem Handikap-Prinzip die sexuell selektierten Merkmale ein Zeichen für die Vitalität sind, postulierte FISCHER (vgl. KREBS & DAVIES 1996, S. 220, 238), dass die Vorteile lediglich ästhetischer Art sind (genetisch attraktive Söhne, die deshalb größeren Erfolg bei der Reproduktion haben). Beide Theorien schließen sich gegenseitig nicht zwangsläufig aus. Dass sich die Schwanzfedern nicht unbegrenzt verlängern können, ergibt sich daraus, dass ab einer bestimmten Länge die selektiven Nachteile durch verschlechterte Flugeigenschaften die Vorteile bei der sexuellen Selektion überwiegen. QUELLE:http://www.biologieunterricht.info/unterrichtsmaterialien/sexuelle_selektion.html

künstliche Selektion

• Mensch greift in die Entwicklung ein

-> Mensch wählt nur Individuen zur Weiterzucht aus, die gewünschte Merkmalskombinationen aufweisen

Procesos

sexuelleSelektion

natürliche Selektion

künstlicheSelektion

= Auslese durch den Menschen >Zucht

= Auslese durch die Umwelt>geprägt durch Darwin > Auslese geprägt durch die Umwelt

= Auslese durch Korpulationserfolg > Sexualdimorphismus > Inter-/ intrasexuelle Selektion

Selektionsformen

stabilisierende Selektion

- konstant bleibende Umwelt -Individuen ohne extreme Merkmale werden in der Fortpflanzung bevorzugt = mittlere Fittness bleibt erhalten, Genpool wird stabilisiert =Variabilität der Population wird konstant gehalten

transformierende Selektion

- bei veränderten Umweltbedingungen - Selektiondruck wirkt von einer Seite, Genpool wird verändert =Population verschiebt sich (weg vom Selektionsnachteil) in die andere Richtung

disruptive Selektion

- bei veränderten Umweltbedingungen - Ausbildung von zwei extremen Phänotypen -Ausprägung eines Merkmals im Mittelbereich erweist sich als Nachteil = Phänotypen mit extremen Merkmalen werden begünstigt + kann zur Trennung der Population führen

Richtung der Phänotypenänderung

Selektionsdruck

vorher

nachher

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Quellen