Biologie

Wie funktioniert Artbildung?

Inhaltsverzeichnis:

Wie funktioniert Artbildung?

Wie funktioniert denn überhaupt die Artbildung? Das ist eine sehr zentrale Frage der Evolutionsforschung. In diesem Lerntext lernst du alles darüber, wie sich Arten aufspalten können und wie sich Arten umwandeln können. Wir geben dir die dazugehörigen Begriffe allopatrische und sympatrische Artbildung an die Hand und erklären dir diese in diesem Lerntext kurz und prägnant. Zusätzlich und etwas detaillierter erklären wir dir in zwei separaten Lerntexten die allopatrische Artbildung und die sympatrische Artbildung.

Artbildung durch Isolation - Zwei Wege

Genfluss 

Werden Individuen einer Art voneinander isoliert, entwickeln sie sich unterschiedlich weiter, in manchen Fällen soweit, dass keine gemeinsame Fortpflanzung mehr möglich ist. In diesem Zusammenhang steht der Begriff Genfluss, worunter der Austausch von genetischem Material innerhalb einer Art zu verstehen ist.

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Genfluss = Austausch von genetischem Material innerhalb einer Art

Genetische Separation

Genetische Separation bedeutet hingegen die Auftrennung eines ursprünglich gemeinsamen Genpools, also dass ein Austausch genetischen Materials nicht mehr möglich, bzw. sehr stark eingeschränkt ist und mindestens zwei genetisch unterschiedliche Populationen getrennte Wege gehen. 

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Genetische Separation = Austausch von genetischem Material ist nicht mehr möglich

Diese Separation kann verschiedene Gründe haben. Wir erklären dir heute zwei Gründe: Die Separation einer Art durch äußere, geografische Trennung und die Separation einer Art in einem Gebiet durch andere Veränderungen

Der Effekt der Separation kann die Entstehung neuer Arten sein. Wie es dazu kommt, erklären die Begriffe allopatrische und sympatrische Artbildung, zwei Wege der Entstehung von Arten.

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Allopatrische Artbildung - Ablauf

Im Folgenden erhältst du einen kurzen Überblick über den Ablauf der Allopatrischen Artbildung:

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Allopatrische Artbildung

  1. Ursprungspopulation lebt in einem Gebiet. Alle Individuen sind den selben Umweltbedingungen ausgesetzt.
  2. Die Ursprungspopulation wird durch eine geografische Barriere in zwei Teilpopulationen getrennt. Zwischen den getrennten Teilpopulationen besteht, aufgrund der geogr. Barriere, von nun an kein Genfluss mehr.
  3. In den zwei Teilpopulationen treten verschiedene Mutationen auf.
  4. Die jeweiligen Mutationen verbreiten sich im Genpool der Teilpopulationen. Außerdem herrscht in den jeweiligen neuen Lebensräumen der Teilpopulationen ein unterschiedlicher Selektionsdruck, der zu unterschiedlicher Entwicklung der Teilpopulationen führt.
  5. Die in Schritt 2 auftretende geografische Barriere existiert zwar weiterhin, jedoch nicht mehr für die Teilpopulationen, die sich zu zwei getrennten Arten entwickelt haben. Dass sich die zwei Teilpopulationen auseinander entwickelt haben, ist der Grund für die Entstehung zwei neuer Arten.

In diesem Ablauf der Allopatrischen Artbildung sind die Begriffe Mutation und Selektionsdruck gefallen. Kennst du die Bedeutung dieser Begriffe? Wenn nicht, dann erklären wir dir diese jetzt:

Mutation - Begriffserklärung

In Schritt 3 der Allopatrischen Artbildung heißt es: ,,In den zwei Teilpopulationen treten verschiedene Mutationen auf." Mutationen sind spontan auftretende Änderungen des Genmaterials einer Zelle, die an die Tochterzellen weitergegeben werden. Die Veränderungen des Genmaterials sind dauerhaft. Grund für solche Mutationen sind in der Regel zufällig auftretende Fehler bei genetischen Prozessen, wie der Zellkernteilung.

Die Verbreitung dieser Mutationen innerhalb der Teilpopulationen dauert über mehrere Generationen hinweg, sodass der Prozess der Artbildung ebenfalls seine Zeit braucht.

Mutationen führen meist zu Fehlfunktionen und damit auch zum Tod des Individuums. Je nach Selektionsdruck, kann es aber auch sein, dass Mutationen für eine bessere Angepasstheit sorgen (z.B. Sichelzellanämie, Melanin Einlagerung in der Haut uvm.).

Gut zu wissen

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Mutation = spontan auftretende Veränderung des Genmaterials einer Zelle, die an die Tochterzellen weitergegeben wird

Selektionsdruck - Begriffserklärung

,,Außerdem herrscht in den jeweiligen neuen Lebensräumen der Teilpopulationen ein unterschiedlicher Selektionsdruck [...]", so heißt es in Schritt 4 der Allopatrischen Artbildung. Dieser sogenannte Selektionsdruck wird auch Evolutionsdruck genannt.

Selektion bedeutet, dass verschiedene biotische (Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, ...) und abiotische (Temperatur, pH-Wert, Sonneneinstrahlung, ...) Umweltbedingungen in dem Biotop vorhanden sind. Diese Umweltbedingungen haben Einfluss auf die Angepasstheit ("fitness") der Lebewesen, die in diesem Gebiet leben.

Wird also, wie es bei der Allopatrischen Artbildung der Fall ist, eine Art durch eine geografische Barriere in zwei Teilpopulationen getrennt. Zudem wirken in dem neuen Lebensraum der jeweiligen Teilpopulation andere Umweltbedingungen auf diese Teilpopulation als im "alten" Lebensraum. Der neue Lebensraum bevorzugt oder benachteiligt Eigenschaften der Individuen aufgrund seiner neuen Umweltbedingungen. Dies nennt man in der Biologie dann Selektionsdruck, bzw. Evolutionsdruck.

Gut zu wissen

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Selektionsdruck = Selektionsfaktor, z.B. Temperatur wirkt auf eine Population ein und hat Einfluss auf das Überleben dieser Population in diesem Gebiet 

Sympatrische Artbildung

Bei der Sympatrischen Artbildung kommt es zur Artbildung in einem Lebensraum durch andere Veränderungen als das spontane Auftreten einer geografischen Barriere, d.h. es existiert eine Art in ihrem Lebensraum und daraus entsteht eine oder zwei neue Arten.

Hier einige Möglichkeiten, die zu einer Sympatrischen Artbildung führen:

  1. zeitliche Isolation, z.B. verschiedene Blüh- /Paarungszeiten
  2. alternative Ernährungsweise, z.B. Galapagos-Finken
  3. Entziehen innerartlicher Konkurrenz, z.B. Galmeiveilchen auf Bergbauhalden
  4. Mutante, die besser an bestimmte Temperatur angepasst ist, z.B. Kleefalter
  5. mannigfaltige Nischen durch wenig besiedelte Lebensräume, z.B. Cichliden/Buntbarsche in ostafrikanischen Seen
  6. genetische Isolation (→ Fortpflanzungsschranke durch Mutation), z.B. polyploide Pflanzen
  7. ethologische Isolation (→ Fortpflanzungsschranke durch unterschiedliche Verhaltensweisen) 
  8. alternative Lebensräume, z.B. amerikanische Florfliegen

Da das Konzept der Sympatrischen Artbildung so komplex ist, haben wir dir hier erstmal einen Überblick gegeben. Im Lerntext Sympatrische Artbildung [Link einfügen] findest du eine detailliertere Beschreibung und Erklärung.

Nun weißt du alles Wichtige zu der Frage: Wie funktioniert Artbildung? Du kannst in den Lerntexten zur allopatrischen und sympatrischen Artbildung gerne nochmal alles genauer nachlesen. In den Übungsaufgaben kannst du nun jetzt schon dein Wissen anwenden und überprüfen. Beim Lernen wünschen wir dir viel Spaß und Erfolg.

Übungsaufgaben

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Was versteht man unter der Sympatrischen Artbildung?

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Wie wird die Allopatrische Artbildung definiert?

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Was bedeutet der Begriff "Selektionsdruck"?

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Welche beiden Artbildungsvarianten kennst du nun?

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