Wenn man davon ausgeht, dass Mutation und Rekombination

Selektion
Wenn man davon ausgeht, dass Mutation und Rekombination andauernd stattfinden, so müsste
die Variabilität innerhalb einer Population ständig wachsen. Dem ist aber nicht so, weil sich nur
bestimmte Genveränderungen als nützlich erweisen. Das heißt, ein Inividuum mit einer sich als
nützlich erweisenden Mutation wird höchstwahrscheinlich mehr Nachkommen zeugen, als seine
Artgenossen. Dieses Individuum hat mehr Fitness (Tauglichkeit). Ein Individuum der Art mit
ungünstigen Erbanlagen wird hingegen Probleme bekommen, ob nun in der Lebenserwartung
oder eben in der Fortpflanzung, ein solches hat eine genetische Bürde (Selektion findet statt).
{slide=Beispiel: Wirkung von Selektions- und Mutationsdruck beim Coli-Bakterium}
In diesem Beispiel, welches die Mechanismen von Selektion in Zusammenhang mit Mutationen
aufzeigt, wurden Coli-Bakterien in vier verschiedenen Petrischalen (inkl. Nährlösung)
herangezüchtet, die aber alle unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt waren.
Zwei Schalen wurden mit UV-Strahlung bestrahlt (-> Mutationsdruck hoch, weil UV-Strahlung
zu Mutationen führt: Deswegen ist der Sonnenbrand auch so gefährlich). Eine davon ist mit
Antibiotikum angereichert werden, weshalb der Selektionsdruck höher ist. Es kommt also eher
zu Veränderungen der Art, weil eine Bedrohung, das Antibiotikum, vorhanden ist.
Zwei weitere Schalen wurden nicht bestrahlt, hatten aber auch die Unterscheidung in eine
Schale mit und eine ohne Antibiotikumzusatz.
Die folgenden vier Tabs beschreiben die Folgen in den Schalen.
M = Mutationsdruck (Mutagen: UV-Strahlung), S = Selektionsdruck (Selektionsfaktor =
Antibiotikum)
{tab=M=schwach/S=schwach}Der Nährboden ist von den Bakterien maximal besiedelt, da sie
keinerlei natürliche Feinde oder sonstige Bedrohungen zu fürchten
haben.{tab=M=schwach/S=stark}Durch das Antibiotikum starben ein Großteil der Bakterien ab,
nur sehr wenige resistente Kolonien haben sich bilden können.{tab=M=stark/S=schwach}Durch
die UV-Strahlung finden zwar viele Mutationen statt, doch der Nährboden ist wie in der ersten
Schale voll besiedelt.{tab=M=stark/S=stark}Da viel mehr Mutationen stattfinden, bilden sich
auch schneller resistente Kolonien an Bakterien. Zwar sind immer noch die meisten Bakterien
abgestorben, doch befinden sich viele resistente Kolonien in der Petrischale.{/tabs}{/slide} {slid
e=Beispiel: Industriemelanismus beim Birkenspanner}Den Birkenspanner gibt es in
zwei verschiedenen Formen
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Selektion
. Einer hellen und einer dunklen Form. Die dunkle Farbe wird durch den auch beim Menschen
(Haut, Haare, Augen) vorhandenen Farbstoff Melanin verursacht, wobei das dafür codierende
Gen dominant wirkt. Aus England kennt man folgendes Beispiel:
Vor Industrialisierung: Birken sind weiß und sind oft auch mit Flechten bedeckt, also waren
auch die Birkenspanner dementsprechend getarnt bzw. weiß gefärbt, weil sie so weniger leicht
für Fressfeinde zu entdecken waren.
Industrialisierung: Birken wurden rußschwarz und die Flechten starben ab. Dunkle
Birkenspanner waren plötzlich im Vorteil in Sachen Tarnung und hatten damit mehr Fitness. Sie
waren in relativ kurzer Zeit in der Überzahl, die dunkle Form hatte die helle verdrängt.
Heute: Filteranlagen führten zu weniger Rußpartikel in der Luft, die Birken werden wieder eher
weiß und damit nimmt auch die Anzahl der hellen Birkenspanner wieder zu.
Dunkler Birkenspanner, klein: Helle Form
{/slide}{/slide}
Selektionsmechanismen
Es gibt grob gesehen drei Arten, wie Selektion stattfinden kann. In diesem Beispiel wird von der
Flügelgröße eines beliebigen Falters ausgegangen. Im Normalfall sind die Flügel mittelgroß,
allerdings gibt es auch Inidividuen der Population, bei denen die Flügel größer oder kleiner als
im Schnitt sind. Allerdings eher selten.
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Selektion
1.Hier
Populationen
sich
vermindert
stabilisierenden
kaum
stattfindet,
die
2.
Wie
nicht
war,
.Bedeutung
verändernde
eine
weil
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3.
Manchmal
also
von
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könnten
->
ursprünglich
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schönen
und
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Das
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Variationsbreite.
schönsten/auffälligsten
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oben
sie
diese.
Vorteil
große
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Das
von
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mit
Merkmal,
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Die
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kann
weniger
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schneller
insofern
vorherrschende
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wichtig
sich
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Umweltbedingungen
Rassen
Lebewesen
kleine
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Selektion
Selektion,
es
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aufteilt,
welches
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wird
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(große
wird
bekanntlichermaßen
Selektion:
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Bei
bei
Selektionsdruck
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dass
die
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zur
wird
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Individuen
hier
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Tarnung
dass
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eine
dazu
haben
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Fressfeinden
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und
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Flügeln.
Flügeln
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Männchen
die
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Selektionsfaktoren
Die Selektion bei Lebewesen hat viele verschiedene Ursachen, hier eine kurze Auflistung.
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Selektion
1. Abiotische Selektionsfaktoren:
-
Hitze
-
Trockenheit
-
Lichtüberfluss
-
Kälte
-
Feuchtigkeit
-
Lichtmangel
Beispiel
:
Eine Fliege mit großen Flügeln hat in sehr stürmischen Regionen keine Chance zum Überleben, weil sie
Diese Mutation setzt sich dann im Laufe der Jahre durch, da Fliegen ohne Flügel den Artgenossen mit F
2. Biotische Selektionsfaktoren:
- Zwischenartliche Selektion: Durch Fressfeinde, Parasiten etc.
- Innerartliche Selektion: Durch Konkurrenz (Nahrung, Geschlechtspartner...)
- Symbiose: Zusammenarbeit zwischen Lebewesen (z.B. Blume & Biene)
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Selektion
{slide=Beispiel: Mimikry bei Korallenschlangen}
Jeder kennt die Schwebflie
Far
Eine besonders interessante Konstellation findet sich aber bei den Korallenschlangen.
In manchen Gegenden der Erde leben sogenannte Korallenschlangen. Sie tragen, obwohl nicht
zur selben Art gehörend, allesamt ähnliche Muster auf ihrer Haut. Offensichtlich wird hier
ebenfalls kopiert, um sich zu schützen. Sie lassen sich folgendermaßen gliedern:
1. Falsche Korallenschlangen:
-> Ungiftige Vertreter (Nattern, Typ A)
-> mäßig giftige, aber aggressiv-bissige Vertreter (Trugnattern, Typ C)
2. Echte Korallenschlangen:
-> tödlich giftige, aber sehr wenig aggressive Vetreter (Typ B)
Alle haben als Feinde Greifvögel.
Interessant ist hier jedoch, dass nicht etwa die beiden "falschen", die "echten"
Korallenschlangen nachahmen, sondern die hoch giftigen und völlig ungiftigen die aggressiven
Schlangen imitieren. Warum?
- Wenn ein Greifvogel eine echte Korallenschlange attackiert, kann es normalerweise
nur zwei Ausgänge des Kampfes geben:
1. Der Vogel gewinnt und frisst die Schlange.
2. Die Schlange gewinnt und der Vogel stirbt am Gift.
Hier liegt das Problem, denn die Vögel können aus den Begegnungen mit echten
Korallenschlangen
keine Erfahrungen ziehen, da sie entweder sterben oder schadlos
gewinnen.
- Wenn ein Greifvogel aber eine der aggressiven Trugnattern attackiert, können
insgesamt drei Kampfausgänge in Frage kommen:
1. Der Vogel gewinnt und frisst die Schlange.
2. Die Schlange gewinnt und der Vogel stirbt an den Bissen und/oder am Gift.
3. Die Schlange gewinnt und der Vogel kann verletzt fliehen.
Nummer 3 ist ausschlaggebend. Denn der Vogel wird aus seiner Niederlage lernen und
in Zukunft
a
ndere Schlangen
(ohne das Hautmuster) bei der Beutejagd
bevorzugen
.
- Die völlig ungiftigen Vertreter sind natürlich leichte Beute für Greifvögel, deshalb
werden sie in der folgenden Abbildung auch bewusst außen vor gelassen.
Aus diesen Erkenntnissen kann man auf eine Nachahmung seitens der echten
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Selektion
Korallenschlangen und der ungiftigen Nattern schließen.
Folgende Abbildung versucht nun die Beziehungen zueinander darzustellen.
{/slide}
3. Sexuelle Selektion:
Selektion, die auf der Variabilität der sekundären Geschlechtsmerkmale basiert. Männchen und
Weibchen haben dabei ein unterschiedliches Erscheinungsbild, hierbei spricht man vom
Sexualdimorphismus. Die Geschlechter haben eine unterschiedliche Größe, Färbungen oder
zeigen sonstige Unterschiede. Die Auswahl nach solchen Merkmalen bezeichnet man als
sexuelle Selektion.
4. Künstliche Selektion:
Schon seit der Steinzeit greift der Mensch in die Evolution vieler Arten ein. Er züchtet/e
beispielsweise Kühe so, dass sie mehr Milch am Tag geben.
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