Evolution und Evolutionsfaktoren

Evolution ist die Veränderung der vererbbaren Merkmale einer Population von Lebewesen von Generation zu Generation. Evolution beschreibt damit die Veränderung des Genpools einer Population durch bestimmte Faktoren. Diese sind:

• Selektion

Selektion beschreibt die Wahrscheinlichkeit der Weitergabe von genetischer Information an die Tochtergeneration. Sie umfasst eine Begrenzung der Fortpflanzung durch Umwelteinflüsse (Selektionsfaktoren) als direkte Folge der Anpassung an herrschende Umweltbedingungen. Natürliche Selektion findet dann statt, wenn in erster Linie die Individuen sich erfolgreich fortpflanzen können, die sich am besten an die Umwelteinflüsse angepasst haben. Somit bleibt gewährleistet, dass der Genpool immer die ’aktuellsten’ genetischen Anpassungen an die nachfolgenden Generationen weiter gibt und so der Erhalt der Art gesichert ist. Durch natürliche Selektion wird also sichergestellt, dass nicht alle Individuen ihre Gene gleich häufig weitergeben können, sondern dass nur die angepasstesten Gene die größte Verbreitung erfahren (genetische Fitness). Neben der natürlichen Selektion gibt es auch die sexuelle Selektion, bei der die Partnerwahl den Ausschlag zur Weitergabe bestimmter Erbinformation gibt, nämlich derjenigen, die vom Partner bevorzugt werden. Künstliche Selektion bezeichnet Auslese durch Einfluss von außen (z. B. durch einen Züchter).

• Mutation

Mutation beschreibt die strukturelle Veränderung innerhalb eines Gens oder Chromosoms (vgl. Kapitel ’Mutation’). Durch Mutationen wird der Genpool einer Population zufällig verändert. Unter dem Einfluss der natürlichen Selektion zeigt sich mit der Zeit, ob die durch eine Mutation hervorgerufene neue Merkmalsausprägung eine sinnvolle Anpassung ergibt oder nicht. Falls ja, wird sie in Zukunft häufiger weitergegeben, weil die betroffenen Individuen einen genetischen Vorteil gegenüber anderen ohne diese Mutation haben. Ist die Mutation nicht sinnvoll (also wirkungslos oder nachteilig), werden die betroffenen Individuen weniger in der Lage sein, sie weiterzugeben und dadurch wird die Mutation selten bleiben oder ganz verschwinden.

Beispiel: Birkenspanner
Die Theorie des Birkenspanners ist umstritten, bietet sich aber als gutes Beispiel an, um die Anpassung einer Art an ihre Umweltbedingungen zu demonstrieren.
Der Birkenspanner (Biston betularia) hat eine helle Farbe, durch die er auf den ebenfalls hellen Birkenstämmen für seine Feinde nicht erkennbar ist. Nur gelegentlich tauchen auch dunklere Exemplare auf, die aber meist schnell gefressen werden und daher ihre genetische Information kaum weitergeben können. Im Zuge der industriellen Revolution in England waren viele Birken rußgeschwärzt, was zur Folge hatte, dass helle Birkenspanner auf einmal für die Vögel gut erkennbar waren. Sie verschwanden immer mehr, während sich die dunklen Spanner deutlich vermehrten (Industriemelanismus). Jetzt war die Erbinformation, die die dunkle Farbe verursachte und bisher immer am Rande des Genpools vor sich hin dümpelte, auf einmal eine sehr wichtige Anpassung an einen sich schnell verändernden Lebensraum und trug somit zur Erhaltung der Art bei. Der breit gestreute Genpool der Art hatte durch seine Bandbreite das Überleben der Art sichergestellt.

• Rekombination

Rekombination ist die Vermischung von Erbinformation durch Reduktionsteilung (Meiose) und anschließende Rekombination der haploiden Keimzellen bei der sexuellen Fortpflanzung. So entstehen Individuen mit einzigartiger Merkmalskombination, obwohl sich der Genpool dadurch nicht verändert. Rekombination zielt vor allem auf die phänotypische Veränderlichkeit der einzelnen Individuen.

• Gendrift

Gendrift tritt auf, wenn durch zufällige äußere Einflüsse (Naturkatastrophe, Krankheit) ein Teil der Population weg bricht und mit ihr verschiedene Erbfaktoren. Aus den restlichen Faktoren bildet sich eine neue Population mit einem Genpool, der sich von der Stammpopulation deutlich unterscheiden kann. Wichtig ist, dass solche Ereignisse kleine Populationen weit stärker treffen als große.

Gendrift ist ein wichtiger Faktor bei der Artbildung, wenn durch ein Großereignis ein zufälliger Teil einer Population vom Rest getrennt wird. Der Genpool dieser Zufallspopulation (Gründerpopulation) ist für gewöhnlich nicht optimal an die Umweltbedingungen angepasst, hat zum Teil sogar negative Anpassungen, die auf einmal weiter gegeben werden. Dieser Genpool wird jetzt neu an die Umweltbedingungen angepasst, kann aber auch durch natürliche Selektion zum Aussterben der Population führen, je nach ’Ausgangsmaterial’. Diesen Effekt nennt man den genetischen Flaschenhalseffekt.

In einem weiter gefassten Sinne wird unter anderem auch die Migration als Evolutionsfaktor gesehen. Das Abwandern von Individuen oder auch das Wegfangen oder Sammeln durch den Menschen schränkt den Genpool unter Umständen ein, weil Träger wichtiger Erbanlagen wegfallen und diese dadurch seltener vertreten sind.