Gesamtwiederholung BioLK 13

BioLK Zusammenfassung
Evolution
Variation und Rekombination
Keine 2 Vertreter einer Art gleichen sich vollkommen. Es gibt immer sichtbare
phänotypische Unterschiede wie die Zeichnung des Schneckenhauses oder den
Fingerabdruck sowie unsichtbare genotypische Merkmale wie das Tragen eines
Allels eines rezessiven Merkmals.
Diese Variation entsteht durch die ständige zufällige Rekombination der Allele bei der
Fortpflanzung. Dies geschieht bei diploiden Lebewesen durch die zufällige
Kombination der homologen Chromsomen auf die Keimzellen. Beim Menschen
können so grundsätzlich 2²³ also 8388608 verschiedene Kombinationen entstehen.
Diese Zahl wird noch weiter erhöht durch Crossingover während der Meiose.
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Zwischen allen Individuen einer Population gibt es geno- und phänotypische
Unterschiede, dies nennt man Variation
Bei der Fortpflanzung kommt es zu einer zufälligen Rekombination der
Chromosomen der Eltern. Es entstehen also 2 hoch (Anzahl der
Chromosomenpaare) verschiedene Kombinationsmöglichkeiten.
Zu zusätzlicher Variation kommt es durch Crossingover während der Meiose.
Mutation
Durch den normalen Fortpflanzungsprozess kommt es zwar zu einer ständigen
Rekombination der Gene, allerdings nicht zu einer Erweiterung des Genpools. Hierfür
sorgen die Mutationen.
Bei der Punktmutation wird ein Basenpaar verändert. Schon diese geringe
Veränderung kann das betroffene codierte Protein unbrauchbar machen. Die
Wahrscheinlichkeit, dass ein Gen mutiert, liegt bei ca. 10-5 bis 10-9. Das heißt jedes
Basenpaar mutiert alle 100.000 bis 1.000.000.000 Generationen.
Diese Mutationen können sich positiv (zB andere Pflanzen verdaubar), neutral oder
negativ (zB Krebs oder Sichelzellenanämie) auswirken.
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Eine Erweiterung des Genpools erfolg ausschließlich über Mutation. Die
Fortpflanzung sorgt nur für eine Kombination aus dem Genpool.
Punktmutationen treten bei jedem Basenpaar mit einer Wahrscheinlichkeit von
ca. 10-5 bis 10-9 auf.
Mutationen können sich sowohl positiv als auch negativ auswirken oder auch
neutral sein.
Selektion
Eine komplett zufällige Rekombination und Mutationen allein würden zwar zu immer
neuen Lebewesen führen, für die Anpassung, welche die Evolution auszeichnet ist
jedoch die Selektion von Nöten. Durch das System des Überlebens dank
Anpassung, pflanzen sich bevorzugt die Individuen fort, deren Phänotypus am
besten mit den Umweltbedingungen fertig wird. Statistisch erfasst wird diese durch
die so genannte „Fitness“, welche sich aus der Anzahl der Nachkommen errechnet.
Mit der Zeit treten also Nachkommen der Individuen gehäuft auf, deren Phänotypus
bzw. am besten an die Umwelt angepasst ist. So würden braune Mäuse im Wald
beispielsweise weniger oft entdeckt/gefressen werden als weiße. Daher treten dunkle
Mäuse in Wäldern gehäuft auf. In Gebieten wo ständig Schnee liegt sind hingegen
die weißen Mäuse häufiger, weil sie im Schnee die bessere Tarnung haben. Hier
wirkt die Farbe des Untergrundes also als Selektionsfaktor.
Eine solche Selektion führt oft zu einer Verdrängung eines für das sich auf die
Fitness negativ auswirkenden Gens aus dem Genpool. Diesen Vorgang nennt man
transformierende Selektion
Wird ein vorteilhaftes Merkmal dominant vererbt und ist das entsprechende rezessive
Merkmal weniger vorteilhaft, so sterben wesentlich mehr der rezessiven
Merkmalsträger als dominante Träger. Trotzdem werden immer weiter rezessive
Merkmalsträger gezeugt, da heterozyte Individuen keine geringere Fitness haben als
homozyte. In diesem Fall wirkt sich die Selektion also erhaltend auf den Genpool
aus. Man spricht hier von einer stabilisierenden Selektion.
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Der Vorgang der Selektion passt die Individuen einer Population an die
Umwelt an, indem besser angepasste Individuen mehr Nachkommen zeugen
können und schlechter angepasste verdrängen.
Den relativen Grad der Anpassung wird „Fitness“ genannt.
Fitness ist ausschließlich vom Phänotyp abhängig, der Genotyp hat keinen
Einfluss.
Eine Selektion, die den Genpool beeinflusst ist eine Transformierende
Selektion
Eine Selektion, die nur die relative Anzahl der Phänotypen beeinflusst, ohne
den Genpool zu ändern ist eine Stabilisierende Selektion.
Gendrift
Ein weiterer Faktor ist der Zufall. Zwar ist er schon bei der Rekombination und
Mutation sozusagen omnipräsent, auf Grund der immens hohen Zahlen dort ist er
jedoch statistisch erfassbar. Ganz anders kann er sich bei eher kleinen Zahlen
auswirken. Angenommen, die Allele für eine bestimmte Eigenschaft sind in einer
Population in gleichem Umfang vorhanden. Nun sterben durch zB eine
Naturkatastrophe 95% der Individuen auf einen Schlag. Hatte die Population eine
Größe von ursprünglich einer Million Individuen, so ist die Wahrscheinlichkeit sehr
groß, das die überlebenden 5% wieder zu gleichen Teilen die Allele besitzen. Ganz
anders sieht es jedoch bei einer Population von 1000 Individuen aus. Hier ist
Wahrscheinlichkeit groß, dass die überlebenden 5%, also 50 Individuen, nicht zu
gleichen Teilen die Allele besitzen. Hier können zum Beispiel auch 33 Individuen
Allel a besitzen und die restlichen 17 Allel b. Wenn dich die Population aus den
verbliebenen Individuen wieder regeneriert, bleibt dieses Verhältnis bestehen.
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Bei einem Gendrift ändert sich das Verhältnis der Allele untereinander zufällig.
Ein Gendrift kommt fast ausschließlich bei relativ kleinen Populationen vor.
Begriffe:
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Population:
Gruppe von Individuen die im gleichen Biotop leben und sich untereinander
fortpflanzen können
Variation:
Geno- und phänotypische Verschiedenheit der Individuen einer Art
Genpool:
Gesamtheit der genetischen Information einer Population
Fitness
Statistisches Maß der Anpassung und Überlebensfähigkeit eines Phänotyps.
Errechnet sich aus der Nachkommenzahl
Selektion
Natürliche Auslese Durch Umweltbedingungen
Selektionsfaktor
Umwelteinfluss, der unterschiedliche Fitness verschiedener Phänotypen
bewirkt
Selektionsdruck
einwirken der Selektionsfaktoren auf eine Population
Transformierende/Stabilisierende Selektion
Selektion, die den Genpool verändert/erhält