am Puls Biologie 8, Schulbuch

70 Variation und Selektion Die Lebewesen einer Population zeigen durch zufällige Mutationen und durch Rekombination eine gewisse zufällige genetische Variation . Das ist eine wichtige Grundvoraussetzung dafür, dass natürliche Selektion wirken kann. Nur wenn Variation in erblichen Merkmalen vorhanden ist, kann durch naturliche Selektion bessere Ange- passtheit entstehen. Daher kommen Individuen, die besser angepasst sind, die besser in der Nahrungsbeschaffung sind und besser überleben können, durchwegs neben weniger gut angepassten vor. Jene mit vorteilhafter Merkmalsausprägung werden mehr Nachkommen hinterlassen, d. h. einen höheren Reproduktionserfolg haben. Man sagt auch, die- se Individuen haben eine höhere Fitness . Den Auswahlprozess der am besten angepassten Individuen nennt man natürliche Selektion . Die- se führt dazu, dass erbliche Merkmale, die zum Erfolg eines Individuums beitragen, in späteren Generationen vermehrt auftreten. In Abb. 13 siehst du ein Beispiel wo das Merkmal Schwanzlänge einen Einfluss auf den Reproduk- tionserfolg von Vögeln hat. Den Zusammenhang zwischen der Merkmalsausprägung und dem Fortpflanzungserfolg beschreibt die Fitnessfunk- tion : Jeder Wert, den ein Merkmal haben kann (x-Achse), bekommt dabei einen Fitness-Wert (y-Achse) zugeordnet. Eine bestimmte Fit- ness-Funktion gilt nur für einen festgelegten Satz von Umweltbedingungen, zB für gewisse klimatische Bedingungen oder für eine gewisse Nahrungsverfügbarkeit. Natürliche Selektion kann nun auf verschiedene Arten auf eine Merkmalsverteilung wirken ( k Abb. 13): Meist wirkt Selektion stabilisierend , begünstigt also die mittleren Merkmalsausprä- gungen. Gerichtete Selektion dagegen fördert die Ausprägung der Extreme. Disruptive Selekti- on würde die Ausprägung beider Extreme gleich- zeitig bevorzugen. Im Beispiel in Abb. 13 sind die entsprechenden Fitnessfunktionen und ihre Aus- wirkungen auf das Merkmal der Schwanzfedern- länge gezeigt. Die zufällige Varia­ tion von Merkmalen ist notwendig, damit Evolution statt­ finden kann Variabilität, Verwandt- schaft, Geschichte und Evolution Natürliche Selektion ist oft stabilisierend, selten gerichtet oder disruptiv Abb.13: Auswirkungen von Natürlicher Selektion auf die Merkmalsverteilung. Häufigkeit der Individuen Merkmal: Länge der Schwanzfedern Mittelwert biologische Fitness Merkmal: Länge der Schwanzfedern neue Merkmals- verteilung Messwerte der Fitness aktuelle Generation Merkmalsverteilung Fitnessfunktion Fitnessfunktion nächste Generation Was ist geschehen? Gerichtete Selektion: Die Fitness nimmt mit der Merkmalsausprägung stetig zu oder ab. Der Mittelwert der Merkmalsausprägung verschiebt sich in Richtung höherer Fitness. 1. Positiv: Höhere Fitness für stärkere Ausprägung des Merkmals. 2. Negativ: Höhere Fitness für geringere Ausprägung des Merkmals. Stabilisierende Selektion Das Fitnessmaximum stimmt mit dem Merkmalsdurchschnitt überein. Der Mittelwert bleibt gleich, die Varianz wird kleiner. Häufigste Form der Selektion. Disruptive Selektion Der Merkmalsdurchschnitt zeigt ein Fitnessminimum. Höchste Fitness bei den Extre- men. Die Varianz wird größer. Aufgabe E 1 Fitnessfunktion: Sieh dir die Fit- ness-Funktionen zum Bsp. der gerichteten Selektion in Abb. 13 genau an. Die Fitness-­ Funktion steigt entweder an oder fällt ab. In- terpretiere die Bedeutung der Steigung der Fitnessfunktion für die Evolution der Art. Basiskonzept Variabilität, Verwandtschaft, Geschich- te und Evolution: Die Anzahl der Merk- male, die durch Selektion angepasst werden, scheint grenzenlos: Dies betrifft äußere Merk- male wie Körperbau, Färbung oder Verhalten. Vielmehr aber sind „innere“ Merkmale wie molekulare und physiologische Prozesse be- troffen: Enzymfunktion, Entwicklung, Stoff- wechsel, Immunabwehr, etc. unterliegen ge- nauso der Selektion. Nur zu Prüfzweck n – Eigentum des Verlags öbv