Belege für den Verlauf der Evolution
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Es gibt viele verschiedene Belege, die versuchen die Evolution zu belegen.
Inhaltsverzeichnis |
Belege durch den Körperbau
(Siehe den Hauptartikel Homologie und Analogie)
Belege aus der Biogeographie
Die Biogeographie untersucht die räumliche Verteilung der Lebewesen unter Berücksichtigung stammesgeschichtlicher Entwicklungen. Das Verbreitungsmuster der Lebewesen auf der Erde findet durch die Evolutionstheorie und Plattentektonik ihre Erklärung. Kontinentaldrift. Die heutige Lage der Kontinente ist erst im Verlauf von vielen Millionen Jahren enstanden. Die Plattentektonik erklärt die globalen Bewegungsvorgänge dadurch, dass feste Erdplatten über einem zähflüssigen oberen Erdmantel durch Ströme verschoben werden. Vor 250 Millionen Jahren gab es einen Superkontinenten (Pangaea). Dieser zerbracht vor 180 Millionen Jahren in Nord-und-Südkontinente, die ebenfalls auseinander drifteten. Der Kontinentaldrift erklärt die heutige Verteilung der Kontinente, ist aber auch Ursache der Erdbeben.
Bedeutung der Biogeographie: Die gefundenen Fossilien müssen als Hinweis auf Verwandtschaft ein passendes Alter haben:
- Deutlich jüngere Fossilien weisen auf eine Analogie hin
- Fossilien mittleren Alters lassen Homologie oder Analogie zu, aber es lässt sich keine eindeutige Verwandtschaft belegen sondern mehr Belege müssen gefunden werden
- Deutlich ältere Fossilien können von gemeinsamen Vorfahren abstammen, aber die Verwandtschaft ist auf Grund des Alters gering.
Endemiten: Lebewesen, die auf bestimmten Gebieten beschränkt sind, nennt man Endemiten. Solche endemisch verbreitete Gruppen sind z.B. die Darwinfinken der Galapagosinseln (Vergleich: Adaptive Radiation).
Beispiel: Die Knochen, des Straußes und Nandu sehen sich ähnlich, dabei lebt der Nandu im Süden von Südamerika und der Strauß im Süden Afrikas. Vor 80-100 Millionen Jahren war Afrika und Südamerika noch verbunden. Wahrscheinlich gab es eine Urart, welche auf der Verbindung der beiden Kontinente gelebt hat. Durch die langsame Zerbrechung der Verbindung wanderte diese Urart in den Süden von Südamerika und weiter nach Afrika. Durch die totale Zerbrechung der Verbindung entstanden durch die aufspaltenden Selektion zwei neue Arten. Da es erstens unterschiedliche Ökologische Nischen gibt und zweitens die Urart durch die geographische Isolation getrennt wurde.
Belege aus der Embryologie
Ernst Haeckel formulierte die Biogenetische Grundregel, dass die Keimesentwicklung eine verkürzte und schnelle Wiederholung der Stammesentwicklung sei. Diese Regel ist zwar grob verfasst, aber sie gilt vom Prinzip her bis heute. Denn die Keimesentwicklung wiederholt nicht einfach die Stammesentwicklung, aber die Embyronalentwicklung zeigt bei jedem Lebenwesen Eigenanpassungen. Trotzdem ermöglicht die Keimesentwicklung Rückschlüsse über die Verwandtschaft zwischen Lebenwesen. Man geht heute nur noch davon aus, daß bei einzelnen Entwicklungsschritten einzelne Organanlagen auf eine Wiederholung der Stammesgeschichte hindeuten.
Bedeutung als Beleg für die Evolution: Somit lassen sich mit der Emybrologie nur schwer die Verwandtschaften belegen, allerdings kann, sofern man viele Belege für die Verwandtschaft besitzt, die Anzahl der Argumente etwas bekräftigen. Alle Wirbeltiere haben gemeinsame Vorfahren und die Ähnlichkeiten nehmen mit der Embryonalentwicklung mit abnehmender Verwandtschaft immer mehr ab.
Belege aus der Genetik
Bei fast allen Lebewesen enstanden übergeordnente Gene, die homöotische Gene (Kontrollgene), welche die Entwicklung steuern bzw. bestimmte Gene an-und-ausschalten. Da bestimmte Abschnitte dieser Gene bei fast jedem Lebewesen identisch sind, muss es somit Vorfahren geben. Ebenfalls sind wichtige DNA-Abschnitte bei fast allen Lebewesen ebenfalls identisch und somit gilt dies als Hinweis auf grundsätzlich gemeinsame Vorfahren. Die Genetik gilt als starker Beleg für die Evolution und steht an erster Stelle der Wichtigkeit.
Beispiel: Die Gene, die die Informationen für das Auge enthalten, sind bei dem Menschen und einer Fliege an der gleichen Stelle.
Belege aus der Verhaltensforschung
Angeborene Verhaltensweisen von Tieren derselben Art laufen in weitgehend gleicher, erblich festgelegter Weise ab. Die Verhaltensweisen verwandter Arten zeigen gemeinsame Elemente, die sich ähnlich wie die Körpermerkmale homologisieren lassen.
Beispiel: Entenvögel putzen bei der Einleitung des Gesangs scheinbar ihr Gefieder. Der Branderpel bearbeitet bei diesem Putzen das gesamte Gefieder; der Stockerpel nur den dem Weibchen zugewandten Flügel und der Mandarinerpel berührt nur eine orangefarbene Feder. Wie beim Homologisieren von Körpermerkmalen lassen sich auch hier die drei Homologiekritieren anwenden: Die spezielle Qualität der Bewegungswesen zeigt eine bestimmte zeitliche Lage im gesamten Verhalten der Erpel und lässt sich über Zwischenformen innerhalb der Entenvögel verbinden.
Problem der Verhaltensforschung: Es ist schwer zwischen vererbten Verhalten und erlerntem Verhalten zu unterscheiden. Das gilt ebenfalls für den Menschen. Damit rückt die Verhaltensforschung im Vergleich zu den anderen Naturwissenschaften in den Hintergrund. Allerdings ist die Verhaltensforschung trotzdem wichtig, da die Verhaltenforschung bei mehreren Belegen ein weiters Kritierum für die Verwandtschaft sein kann.
Belege aus der Parasitologie
Parasiten sind Lebewesen, die auf oder in anderen Lebenwesen leben und sich von ihnen ernähren. Sie stammen von frei lebenden Formen ab, sind aber im Laufe der Entwicklung, oft hoch an das Leben der Wirte spezialisiert. Die Wirte der Parasiten unterliegen im Laufe der Evolution den Evolutionsmechanismen und verändern sich ständig. Im und am Körper der Tiere bleiben die Umweltbedinungen oft weitgehend konstant. Die Körpertemperatur ändert sich nur geringfügig und die Zusammensetzungen bleiben oft gleich. Die Parasiten haben somit eine konstant bleibende Umwelt und somit bestand kein Selektionsdruck auf eine Veränderung der Eigenschaften der Parasiten. Das heißt, selbst wenn sich eine Tierart in mehrere Arten aufspaltet, findet man oft die selben Parasiten auf den aufspaltenden Arten. Selbst wenn sich die Wirtslebewesen in unterschiedlich gebaute Formen aufspalten, können die Parasiten unverändert weiter existieren. Parasiten können somit zur Klärung verwandtschaftlicher Beziehungen herangezogen werden.
Beispiel: Das Urkamel spaltete sich in das Kamel aus Asien und Afrika sowie Lamas in den Anden. Die Läuse auf dem Urkamel lebten eine lange Zeit auf eine konstant bleibende Umwelt. Somit haben sowohl die Lamas Südamerikas und die Kamele Afrikas und Asiens heute die gleichen Kamelläuse. Somit lässt sich ein wichtiger Hinweis auf die gemeinsame Abstammung von Kamelen und Lamas von einem gemeinsamen Vorfahren ableiten.
Belege aus der Cytologie
Alle Lebewesen besitzen gemeinsame Strukturen. Alle Lebewesen bestehen aus Zellen und diese Zellen sind von einer halbdurchlässigen Biomembran umhüllt. Prokaryoten und Eukaryoten (Einzeller: Bakterien) besitzen gemeinsame Merkmale wie Ribsomen, Membranen, DNA-Moleküle, und Cytoplasma. Somit lässt sich ein gemeinsamer Ursprung belegen. Alle pflanzliche Zellen besitzen zusätzlich Vakuolen, Zellwände und oft Chloroplasten.
Bedeutung: Somit belegt die Cytologie die grundsätzliche gemeinsame Abstammung, allerdings lassen sich Verwandtschaften zwischen Arten nur grob belegen.
Belege aus der Molekularbiologie
Alle Lebewesen weisen die gleichen chemischen Grundbausteine auf und verwenden den gleichen genetischen Code. Viele Prozesse wie Energieübertragung durch ATP und die Proteinbiosynthese laufen bei der Mehrzahl der Pflanzen und Tiere gleich ab. Diese molekularbiologischen Ähnlichkeiten bei verschiedenen Lebewesen lassen sich durch übereinstimmende Erbinformationen erklären.
Präzipitintest
Einem Kaninchen wird menschliches Blutserum gespritzt und das Kaninchen entwickelt Antikörper gegen die Proteine des menschlichen Serums. Danach wird dem Kaninchen Blut entnommen und bringt das gewonnene Serum mit menschlichen Serum zusammen. Die Antikörper verklumpen dann alle Blutbestandteile des Menschen. Da alle Blutbestandsteile verklumpt werden, lässt sich somit die logische Schließung ziehen, dass der Mensch zum Menschen verwandt ist. Deswegen wird die Mischung der Antikörper des Kaninchen mit dem Blut anderer Lebewesen vermischt. Das Immunsystem der getesteten Lebewesen verklumpen die Antikörper mit den menschlichen Blutbestandsteilen. Je stärker die Verklumpung, desto näher ist die Verwandtschaft.
Bedeutung des Präziptintest: Nachteilig bei dem Präziptintest ist, dass dieser sich nicht bei allen Tierarten anwenden lässt. Zusätzlich lässt sich nur die Verwandtschaft des anfangs getesten Serums mit den getesteten Lebewesen untersuchen: Das heißt, benutzt man zunächst Blutserum und spritzt es einem Affen, kann man nur die Verwandtschaft zwischen Mensch und Affen testen. Sollte die Verklumpung bei Pferd mit Mensch nicht so hoch sein, heißt es nicht sofort, dass die Verwandtschaft zwischen Affen und Pferd ebenfalls nicht hoch ist.
Aminosäurensquenzanalyse
Proteine sind durch Kettenlänge und Sequenz ihrer Aminosäurenbausteine eindeutig gekennzeichnet. Beispielweise kann man deswegen das Enzym Cytochrom c, welches in jedem aeroben Lebewesen zu finden ist, vergleichen. Je ähnlicher die Sequenz des Proteins, desto näher sind die Lebewesen miteinander verwandt. Die Aminsosäurensequenzanalyse ermöglicht den Aufbau von Stammbäumen auf der Grundlage der Anzahl der festgestellten Mutationen (Siehe auch Stammbaumanalyse).
DNA-DNA-Hybridisierung
Die DNA von verschiedenen Arten lässt sich auch ohne die Kenntnis der genauen Basenabfolge vergleichen. Die DNA-Doppelhelix von zwei verschiedenen Arten wird durch Erhitzen aufgetrennt. Die Wasserstoffbrücken, die die Basen verbinden, lösen sich somit auf. Legt man nun die beiden Einzelstränge der verschiedenen Arten zusammen und erhitzt diese, verbinden sich die komplementären Basen der Einzelstränge und eine Hybrid-DNA ensteht. Da allerdings nicht jede Basenabfolge komplementär ist, wird die neue enstandene DNA untersucht. Je ähnlicher die beiden Einzelstränge, desto mehr Basenpaarungen, desto näher die Verwandtschaft.
Um die Häufigkeit der Basenpaarungen nachzuweisen wird die Hybrid-DNA wieder erhitzt: Denn je mehr Verbindungen entstanden sind, desto stabiler ist die DNA. Somit ist eine höherer Temperatur und auch mehr Energie notwendig um die Basen zu trennen. Somit gilt: Je höher die Temperatur und der Energieverbrauch für die Trennung, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit einer Verwandtschaft zwischen den beiden Arten.
DNA-Analyse
Bei der DNA-Analyse wird die DNA direkt untersucht und die Basenabfolge der verschiedenen Arten wird untersucht. Je mehr Übereinstimmungen, desto näher sind die Arten verwandt und je mehr Unterschiede desto mehr Mutationen haben stattgefunden und umso größer ist die stammesgeschichtliche Distanz. Die DNA-Analyse ist sehr genau aber dafür sehr teuer.
Die Polymerase-Kettenreaktion bietet die Möglichkeit, geringe DNA-Spuren aus Fossilien zu kopieren, und ermöglicht den Vergleich von heute lebenden mit ausgestorbenen Lebewesen.
