Selektion
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Selektion ist ein grundlegender Begriff der Evolutionstheorie. Sie besteht in der Reduzierung bestimmter Individuen einer Population mit der Folge, dass andere Individuen, die als angepasster gelten, sich stärker vermehren. Die entscheidenden Einflüsse üben äußere Faktoren der Umwelt, also die Selektionsfaktoren, aus. „Angepasster“ bedeutet nicht das "Überleben der Stärksten". Entscheidend ist, dass die Erbanlagen von Individuen nicht mit der gleichen Wahrscheinlichkeit weitergegeben werden.
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Natürliche Selektion
Umweltfaktoren üben einen Selektionsdruck aus. Beispiel: Helle Birkenspanner haben bei hellen Birkenstämmen einen Selektionsvorteil gegenüber den dunklen. Somit gelangen sie häufer zu Fortpflanzung und die Population steigt. Die Birkenspanner sind also den Umweltbedingungen angepasst bzw. "angepasst worden". Denn ihre Angepasstheit ist streng umweltabhängig. Will man entscheiden, ob ein Merkmal in einer Population positiven oder negativen Selektionswert hat, muss man die jeweiligen Umweltbedinungen berücksichtigen. Rekombination und Mutation schaffen genetisches Material, die Selektion gibt dem Evolutionsprozess die Richtung. Die Selektion ist somit ein "Test" der neuen Variationen. Sie drängt die weniger gut an ihre Umwelt angepassten Individuen zurück oder lässt sie aussterben. Andere Individuen werden berücksichtigt. Diese pflanzen sich dann häufiger fort und können im Durchschnitt mehr Gene in den Genpool der nächsten Generation bringen. Weil Mutationen immer zufällig entstehen, arbeitet die Mutation der Selektion entgegen.
Sexuelle Selektion
Siehe dazu den Nebenartikel Sexualdimorphismus
Die sexuelle Selektion ist eine Auslese von Männchen mit bestimmten Merkmalen durch die Weibchen derselben Art. Diese Merkmale verhelfen den Männchen in der Konkurrenz um die Weibchen zu einem Vorteil gegenüber ihren Geschlechtsgenossen hinsichtlich der Fortpflanzung.
Konkurrenzkämpfe zwischen den Männchen (intrasexuelle Selektion)
Ein Teil dieser Merkmale lässt sich durch natürliche Evolution erklären: Bei manchen Arten müssen die Männchen anderen männlichen Konkurrenten den Zugang zu den Weibchen verwehren oder sich den Zugang erzwingen (intrasexuelle Selektion). So werden dem Männchen verschiedene Faktoren beim Imponieren (Körpergröße, Kontrastfarben, Lautäußerungen) und Drohen (Eckzähne) zugestellt, und bei Kämpfen als Schutz vor Verletzungen (Mähne des Löwen) oder als Waffe für Angriff und Verteidigung eingesetzt werden (Geweih).
Auswahl durch die Weibchen (intersexuelle Selektion)
Andere Formen des Sexualdimorphismus, wie zum Beispiel das Prachtgefieder von Pfau oder Paradiesvogel, haben außerhalb der Fortpflanzung keine Bedeutung oder vermindern gar die Überlebenschancen des Männchens. Sie lassen sich nicht durch die natürliche Evolution erklären.(intersexuelle Selektion).
Weibchen treffen die Entscheidung, mit welchem Männchen sie sich verpaaren. Ihre Partnerwahl orientiert sich an bestimmten Merkmalen der Männchen. Diese Merkmale ähneln mit der genetischen Fitness: Je stärker oder besser die Merkmale ausgeprägt sind, um so größer ist die genetische Fitness der Männchen. Durch die Auswahl desjenigen Männchens mit der besten genetischen Fitness wird die Fitness der Nachkommen erhalten oder sogar erhöht.
Gleichzeitig werden diejenigen Gene, die das Weibchen veranlassen, auf diese Weise auszuwählen, an die nächste Generation weitergegeben.
Beispiele für Auswahlkriterien:
- Rufe oder Gesang: Lautstärke, Frequenz , Dauer , Komplexität
- Reichhaltigkeit Repertoires des Gesangs
- Balzhäufigkeit
- Körpergröße
Künstliche Selektion
Die Veränderung von Arten durch die Evolutionsfaktoren ist ein sehr langwieriger Prozess und daher nicht direkt beobachtbar. Daher stellt die Züchtung von Haustieren und Nutztieren ein wichtiges Experimentierfeld in der Evolutionsforschung dar.
Die Veränderung von Haustieren durch den Menschen reicht von Körpergröße und Aussehen bis zur Geschlechtsreife und Merkmale wie Milchproduktion. Selbst verhaltensweise Merkmale konnten verändert werden: Hunde konnten ihre Beute nicht mehr jagen. Vergleicht man die unterschiedlichen Haustiere mit ihren wildlebenden Stammformen, dann stell man immer das selbe fest: Haustiere haben eine geringere Gehirngewichte. Sie werden früher geschlechtsreif und haben eine höhere Zahl an Jungtieren. Somit ist die Fruchtbarkeit viel höher als bei wildlebenden Formen. Aggressionstrieb und Bewegungsdrang wurden zurückgedreht. In der Natur wären diese Veränderungen nachteilig, doch in der Tierzucht sehr vorteilhaft.
Die Ergebnisse der Tier- und Pflanzenzüchtung gibt wichtige Schlussfolgerungen für die Evolutionstheorie zu: Populationen von Tieren und Pflanzen beinhalten eine hohe Mannigfaltigkeit an Entwicklungsmöglichkeiten, die aber unter natürlichen Umweltbedinungen nicht überleben können. Die Zucht beruht außer auf der Variabilität der Merkmale auch auf dem Überschuss an Nachkommen. Der Züchter wählt Individuen zur Weiterzucht aus, die aus seiner Sicht vorteilhafte Merkmalskombinationen aufweisen. Diese Auswahl wird als künstliche Selektion bezeichnet. Die durch künstliche Selektion hervorgerufene Entstehung von Haustieren wird Domestikation genannt.
Erweiterte Evolutionstheorie
Die drei bekannten Formen der Selektion – natürliche, sexuelle und künstliche Selektion – können jeweils in drei Typen auftreten als stabilisierende, gerichtete oder disruptive Selektion.
Rechts befindet sich eine Legende für die Grafiken, die die einzelnen Selektionsarten illustrieren.
Stabilisierende Selektion
Ist eine Population gut an ihre Umwelt angepasst, sind neu auftretende abweichende Mutanten in so gut wie allen Fällen schlechter angepasst. Sie können sich in der Population nicht durchsetzen, der Genpool der Population bleibt konstant. Die stabilisierende Selektion verhindert damit einen Wandel und sist für die relative Konstanz der Lebewesen verantwortlich.
Ein Beispiel ist die Flügellänge einiger Vogelarten. Längere bzw. kürzere Flügel haben schlechtere aerodynamische Eigenschaften als die mit Ideallänge, was zu Nachteilen in der Futterbeschaffung oder Fluchtgeschwindikeit führt.
Gerichtete (transformierende) Selektion
Ändern sich die Umweltverhältnisse oder ist eine Population noch nicht optimal an ihre jeweilige Umwelt angepasst, können neu auftretende Phänotypen bevorzugt werden. Der Selektionswert vorhandener Allele verändert sich und damit der Genpool. Die Population wandelt sich nach und nach. Evolution findet statt. Gerichtete Selektion ist für eine allmähliche Artumwandlung verantwortlich.
Im Beispiel haben Kleintiere mit höherer Fluchtgeschwindigkeit bessere Überlebensquoten, was eine ständige selektionsbedingte Geschwindigkeitssteigerung zur Folge hat.
Aufspaltende Selektion
In manchen Fällen sind Populationen einem Selektionsdruck ausgesetzt, durch den die häufigen Formen benachteiligt sind und die seltene Phänotypen mit extremer Merkmalsausprägung Vorteile haben. Die Teilpopulationen entwickeln sich unterschiedlich weiter. Aufspaltende Selektion ist für die Trennung von Populationen verantwortlich.
Ein klassisches Beispiel sind die sog. Darwinfinken deren selektionsbedingte Artaufspaltung bereits von zahlreichen Evolutionsforschern untersucht wurde.
