In diesem Video geht es um die vom Naturforscher Charles Darwin im 19. Jahrhundert entwickelte Evolutionstheorie, die vor allem im schulischen Kontext eine große Rolle spielt. Wir sprechen heutzutage ganz bewusst von dem Begriff Evolutionstheorie. Den Begriff Theorie verwendet man im naturwissenschaftlichen Sprachgebrauch nur dann, wenn so umfassende Belege für das jeweilige Phänomen existieren, das es allgemeingültig anerkannt ist. Belege für evolutionäre Veränderungen, dass Arten sich also in der Stammesgeschichte verändert haben und auch gegenwärtig Änderungen unterliegen, haben Biologen in einem so großen Umfang zusammengetragen, dass wir mittlerweile von der Evolutionstheorie sprechen.
Es war der englische Biologe und Naturforscher Charles Darwin, der im 19. Jahrhundert die Evolutionstheorie, wie wir sie heute kennen, entwickelte. Insgesamt fünf Jahre lang war Darwin auf einer weltweiten Expedition, in der er unzählige Tier- und Pflanzenarten untersuchte und anhand seiner vielen Beobachtungen postulierte, dass Arten nicht unveränderlich sind und im Laufe der Zeit einem Wandel unterliegen. Mit dieser Hypothese war Darwin nicht allein.
Auch andere sprachen sich bereits dafür aus, dass es eine Evolution gäbe. Deutlich revolutionärer war seine zweite Hypothese, dass verschiedene Arten auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgehen und sich diese im Laufe der Zeit aus diesem Vorfahren entwickelten. Für beide Hypothesen fehlten jedoch Erklärungsansätze. Die Erklärung dafür, dass Individuen bzw. Arten einen evolutionären Wandel unterliegen, lieferte er mit seiner dritten Hypothese zur natürlichen Selektion.
Demnach weisen manche Individuen eine höhere Überlebens- und Fortpflanzungschance auf als andere aufgrund von Variationen im Phänotyp, im äußeren Erscheinungsbild. Die höheren Überlebenschancen begründet Darwin mit dem Satz Survival of the Fittest. Das Überleben des am besten Angepassten. Der Schulbuchklassiker dürfte wohl das Beispiel mit den Giraffen sein. Giraffen mit längeren Hälsen kommen besser an die Blätter der Bäume dran zum Fressen als Giraffen mit kleineren Hälsen.
In einer historischen Umgebung, die geprägt war durch Nahrungsknappheit und Nahrung nur als Blätter an den Bäumen zur Verfügung steht, sind diese besser an die Umwelt angepasst und haben dadurch einen Selektionsvorteil. Unter solchen Bedingungen nimmt die Häufigkeit einer vorteilhaften Erbanlage, wie in diesem Beispiel ein langer Hals, in der Population von Generation zu Generation zu. Mit anderen Worten ausgedrückt, die genetische Struktur einer Population ändert sich im Laufe der Zeit.
Oder ganz einfach ausgedrückt, Evolution findet statt. Die Tatsache, dass Phänotypen innerhalb von Populationen variieren, sich Merkmalsausprägungen also unterscheiden wie die Länge des Halses bei Giraffen, es nach Darwin auf eine genetische Variabilität innerhalb der Population zurückzuführen. Trotz großer Übereinstimmung im genetischen Material zwischen Individuen einer Art ist es nicht identisch.
Punktuell unterscheidet sich die DNA zwischen ihnen. Die Tatsache, dass sie sich unterscheidet zwischen ihnen, ist auf die zwei Evolutionsfaktoren Mutation und sexuelle Rekombination zurückzuführen. Mehr dazu in dem entsprechenden Video, welches ich an dieser Stelle einmal verlinke.
Soviel aber vorweg. Bei der Produktion neuer Zellen muss sich das gesamte Genom, das heißt das gesamte Erbgut, die gesamte DNA eines Organismus replizieren bzw. verdoppeln. Und dieser Replikationsvorgang verläuft nicht perfekt.
Häufig treten Fehler auf. Fehler, die dazu führen, dass sich das Erbgut minimal verändert und die man als Mutationen bezeichnet. Zwei wichtige Eigenschaften von Mutationen sind, dass sie meistens spontan, zufällig auftreten und ungerichtet sind. Insofern sie nicht durch Umweltfaktoren wie Chemikalien oder Strahlung induziert werden, erfolgen sie komplett spontan. Die meisten Mutationen sind entweder neutral, das heißt ohne Auswirkungen, oder wirken sich nachteilig auf den Fortpflanzungserfolg aus.
In nur wenigen Fällen verbessert eine Mutation den Fortpflanzungserfolg eines Organismus. Warum dieses ausschweifen? Zum einen sind Mutationen und sexuelle Rekombinationen die zwei zentralen Evolutionsfaktoren nachzudenken. Davins Evolutionstheorie, die zu einer Veränderung der genetischen Struktur einer Population führen, die also verantwortlich dafür sind, dass Evolution stattfindet. Wobei, Moment, ist dafür nicht die natürliche Selektion verantwortlich, könnte sich der ein oder andere jetzt an dieser Stelle fragen.
Naja, eine durch Rekombination und Mutation erzeugte genetische Variabilität verändert zwangsweise die genetische Struktur einer Population. Die natürliche Selektion wirkt auf die genetische Variabilität ein. Sie führt dazu, dass die Häufigkeit einer vorteilhaften Erbanlage von Generation zu Generation zunimmt. Noch besser lässt sich die Bedeutung von Mutation und Rekombination nachvollziehen, wenn man sich vorstellt, es gäbe beide Evolutionsfaktoren nicht. Ohne Mutation und Rekombination gäbe es keine genetische Variabilität.
Alle Individuen einer Population wären Klone. Unter solchen Bedingungen wären alle Individuen gleich an die sie umgebenden Umweltbedingungen angepasst und keiner hätte einen Selektionsvorteil oder Nachteil. Natürliche Selektion könnte gar nicht einwirken. Zum anderen werden durch Mutation und Rekombination die Art und Weise, wie sich Evolution vollzieht, beschrieben. Und zwar als einen passiven Vorgang.
der zu einer zunehmenden Angepasstheit der Lebewesen an sich ändernde Umweltbedingungen führt. Das ist ein wichtiger Unterschied zu Lamarcks Evolutionstheorie, nach der sich Organismen bereits zeitlebens aktiv durch den verstärkten Gebrauch von Organen sich an ihre jeweiligen Umweltbedingungen anpassen. Ein weiterer wichtiger Aspekt von Darwins Evolutionstheorie ist, dass er beobachtete, dass die Individuen deutlich mehr Nachkommen produzierten, als eigentlich zum Überleben notwendig wären. Dieser Faktor ist durchaus relevant für die Theorie der natürlichen Selektion. Denn durch die vielen Nachkommen wird ein Struggle for Life hervorgerufen, ein Wettbewerb um lebensnotwendige Ressourcen.
Der Selektionsdruck auf Individuen ist umso höher, je geringer ihre Überlebenschance aufgrund ihres Phänotyps ist. Durch die Überproduktion bei der Fortpflanzung ist also bereits die natürliche Selektion wirksam. Dies trifft auf viele Säugetierarten zu.
Die Überlebensrate von Löwen bis zum Erwachsenenalter beträgt ungefähr 25%. In einem Wurf, in dem vier Nachkommen geboren werden, erreicht also durchschnittlich nur eins das geschlechtsfähige Alter. Die Bedeutung der natürlichen Selektion als Evolutionsfaktor schrieb Darwin 1844 in einer langen Abhandlung nieder. 1844. Zu einer Zeit, in der noch nicht einmal klar war, wie die DNA aufgebaut war. Auch wenn molekulargenetische Untersuchungsmethoden später Darwins Theorie untermauerten und man sehr präzise stammesgeschichtliche Veränderungen im Erbgut zwischen Organismen festhalten konnte, Charles Darwin fehlten solche Möglichkeiten, sodass seine Erkenntnisse vor allem auf Beobachtungen beruhten.
Supersimple Beobachtungen, wie zum Beispiel, dass Pflanzen- und Tierzüchter in ihren Suchtbeständen eine starke Selektion vornehmen. Über Jahrtausende züchtete man beispielsweise bestimmte Nutzpflanzen. Und zwar immer nach dem Vorhandensein bestimmter, wünschenswerter Merkmale.
Und ein wünschenswertes Merkmal ist oft ein Merkmal, das den Ertrag steigerte. Eine nahhafte, große, gelbe Banane hat heute nichts mehr gemein mit der ursprünglichen Urform zu tun. Dies nahm Darwin als Ausgangssituation, um sich zu fragen, ob eine solche allmähliche Auslese nicht auch in natürlichen Populationen geschieht. Dann nämlich, wenn die Individuen mit den höchsten Überlebens- und Vorpflanzungschancen sich am besten fortpflanzen und ihre Merkmale an die nächste Generation weitergeben. Das ist im Kern die Evolutionstheorie von Charles Darwin.
Ein junger Brite, der trotz seines leidenschaftlichen Interesses für Themen der Geologie und der Naturgeschichte auf Anraten seines Vaters plant, Arzt zu werden und Medizin studierte. Und erst nachdem er das Medizinstudium abbrach, weil ihn es abschreckte zu sehen, wie Operationen ohne Narkose durchgeführt wurden, und danach noch Theologie studierte, ging er seiner Affinität zu den Naturwissenschaften nach. Davins Annahmen bilden bis heute die Grundlage für das Verständnis evolutionärer Prozesse und werden durch Erkenntnisse unter anderem aus geologischen und molekulargenetischen Daten untermauert und heute als synthetische Evolutionstheorie zusammengefasst. Trotzdem ist auch zu erwähnen, dass sie selektionstheoretisch als unsicher gilt. Klar, weil historisch wirksame Selektionsbedingungen nicht gänzlich bekannt sind.
In der Wissenschaft wird darüber diskutiert, inwiefern die langen Hälse von Giraffen ein Produkt sexueller Selektion sein könnten. Demnach könnte ein langer Hals bei Balzkämpfen der Männchen von Vorteil gewesen sein und ihre Fortpflanzungschancen erhöht haben. Was genau ist jetzt aber der Unterschied zur natürlichen Selektion? Die natürliche Selektion begünstigt Merkmale, welche die Überlebenschance ihrer Träger bzw.
ihrer Nachkommen erhöhen. Bei der sexuellen Selektion steht der Fortpflanzungserfolg im Vordergrund. Der Lehrbuchklassiker der Perfs formuliert es ziemlich prägnant.
Wenn ein Tier lediglich überlebt, sich aber nicht fortpflanzt, dann trägt es auch nichts zur nächsten Generation bei. Somit kann die sexuelle Selektion Merkmale begünstigen, welche die Fortpflanzungschancen eines Individuums verbessern, auch wenn diese Merkmale seine Überlebenschancen verringern. Ein entsprechendes Video zur sexuellen Selektion findet ihr auf meinem Kanal.