Mit Google fortfahren
Natürliche Selektion: Evolution verständlich erklärt
Natürliche Selektion bedeutet: Erbliche Merkmale, die unter bestimmten Umweltbedingungen einen höheren Fortpflanzungserfolg ermöglichen, werden in einer Population über Generationen häufiger. Dabei passen sich nicht einzelne Lebewesen absichtlich an. Vielmehr verändert sich die Verteilung von Merkmalen in der Population.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was natürliche Selektion voraussetzt
Natürliche Selektion kann nur wirken, wenn sich die Individuen einer Population unterscheiden. Eine Population umfasst Individuen derselben Art, die zur gleichen Zeit in einem Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen können.
Mutation und Rekombination erzeugen beziehungsweise kombinieren genetische Varianten. Dadurch können unterschiedliche Merkmalsausprägungen entstehen, zum Beispiel eine hellere oder dunklere Färbung.
Für natürliche Selektion sind drei Punkte entscheidend:
- In einer Population gibt es unterschiedliche Merkmalsausprägungen.
- Mindestens ein Teil dieser Unterschiede ist erblich.
- Die Merkmale beeinflussen unter den herrschenden Bedingungen den Fortpflanzungserfolg.
Phänotyp
Der Phänotyp umfasst die beobachtbaren Merkmale eines Individuums. Die Umwelt wirkt unmittelbar auf diese Merkmalsausprägungen. Über die Fortpflanzung werden die zugrunde liegenden erblichen Varianten unterschiedlich häufig weitergegeben.
Variation entsteht nicht, weil ein Lebewesen ein bestimmtes Merkmal benötigt. Sie ist bereits vorhanden oder entsteht ungerichtet. Erst danach wirkt die Selektion.
Wie aus Unterschieden Evolution wird
Natürliche Selektion lässt sich als Wirkungskette erklären:
- Variation: Individuen besitzen unterschiedliche erbliche Merkmalsausprägungen.
- Selektionsfaktor: Eine Umweltbedingung wirkt auf die Individuen.
- Unterschiedlicher Erfolg: Manche Merkmale erhöhen unter diesen Bedingungen die Überlebens- oder Paarungschancen.
- Fortpflanzung: Die Träger dieser Merkmale hinterlassen im Durchschnitt mehr fortpflanzungsfähige Nachkommen.
- Veränderung der Population: Die zugehörigen erblichen Varianten werden über Generationen häufiger.
Biologische Fitness
Biologische Fitness bezeichnet den relativen Beitrag eines Individuums zum Genpool der nächsten Generation. Entscheidend ist also der Fortpflanzungserfolg, nicht Muskelkraft, Größe oder ein möglichst langes Leben allein.
Ein Tier kann lange überleben und trotzdem eine geringe Fitness besitzen, wenn es keine Nachkommen hat. Umgekehrt kann ein Merkmal die Überlebenschance etwas senken, aber durch höhere Paarungschancen den Fortpflanzungserfolg steigern.
Selektion wirkt statistisch. Ein günstiges Merkmal garantiert weder Überleben noch Fortpflanzung. Seine Träger haben unter den betrachteten Bedingungen lediglich eine höhere Wahrscheinlichkeit, ihre erblichen Varianten weiterzugeben.
Welche Umweltfaktoren Selektionsdruck erzeugen
Ein Selektionsfaktor ist eine Umweltbedingung, durch die sich Überlebens- oder Fortpflanzungschancen unterscheiden. Seine Wirkung auf eine Population heißt Selektionsdruck.
Man unterscheidet zwei Gruppen:
- Abiotische Selektionsfaktoren gehören zur unbelebten Umwelt, zum Beispiel Temperatur, Licht, Feuchtigkeit oder Wind.
- Biotische Selektionsfaktoren entstehen durch andere Lebewesen, zum Beispiel Fressfeinde, Parasiten, Nahrungskonkurrenten oder Fortpflanzungspartner.
Ob ein Merkmal vorteilhaft ist, hängt vom Zusammenhang ab. Weißes Fell kann im Schnee tarnen, in einem dunklen Wald aber auffallen. Es gibt daher kein Merkmal, das in jeder Umwelt automatisch „am besten“ ist.
Auf einer sehr windigen Insel werden flugfähige Insekten häufiger fortgeweht. Stummelflügelige oder flügellose Varianten bleiben eher im geeigneten Lebensraum und können sich dort häufiger fortpflanzen.
Der Wind ist der abiotische Selektionsfaktor. Die geringere Flugfähigkeit ist in dieser besonderen Umwelt vorteilhaft. In einem anderen Lebensraum könnte Flugfähigkeit dagegen die Nahrungssuche oder Flucht erleichtern.
Wie der Birkenspanner das Prinzip zeigt
Beim Birkenspanner kommen helle und dunkle Falter vor. Auf hellen Baumstämmen sind helle Falter für Fressfeinde schwerer zu erkennen. Auf verdunkelten Stämmen kann dagegen die dunkle Färbung besser tarnen.
Betrachte eine Population auf zunächst hellen Baumstämmen:
- Helle und dunkle Falter sind bereits als Varianten vorhanden.
- Fressfeinde entdecken auf dem hellen Untergrund häufiger dunkle Falter.
- Helle Falter überleben im Durchschnitt häufiger bis zur Fortpflanzung.
- Wenn die Färbung erblich ist, wird die helle Variante über Generationen häufiger.
Verdunkeln Ruß oder Staub die Stämme, ändert sich der Zusammenhang. Nun können dunkle Falter besser getarnt sein und im Durchschnitt mehr Nachkommen hinterlassen. Die Merkmalsverteilung kann sich in die andere Richtung verschieben.
Das Beispiel zeigt: Die Umwelt „färbt“ die einzelnen Falter nicht passend um. Sie verändert, welche bereits vorhandene Variante einen Fortpflanzungsvorteil besitzt.
Nicht das Merkmal allein ist vorteilhaft, sondern das Merkmal in einer bestimmten Umwelt.
Welche drei Selektionstypen es gibt
Selektion kann die Verteilung eines Merkmals auf unterschiedliche Weise verändern.
Stabilisierende Selektion
Mittlere Ausprägungen werden begünstigt, während beide Extreme Nachteile haben. Dadurch konzentriert sich die Verteilung stärker um den Mittelwert.
Bei Vogelflügeln können sehr kleine Flügel das Fliegen erschweren, während extrem große Flügel ebenfalls hinderlich sind. Haben Vögel mit mittlerer Flügelgröße den höchsten Fortpflanzungserfolg, wirkt stabilisierende Selektion.
Gerichtete Selektion
Eine Ausprägung an einem Ende der bisherigen Verteilung wird begünstigt. Der häufigste Merkmalswert verschiebt sich in diese Richtung.
Werden Baumstämme dunkler und sind dunkle Birkenspanner dadurch besser getarnt, kann sich die Farbverteilung über Generationen zur dunklen Variante verschieben.
Disruptive Selektion
Beide extremen Ausprägungen sind vorteilhaft, während mittlere Ausprägungen benachteiligt werden. Dadurch kann sich die Verteilung aufspalten.
In einem Lebensraum gibt es nur kleine Insekten und harte Nüsse als Nahrung. Dünne Vogelschnäbel eignen sich gut zum Insektenfang, kräftige zum Nüsseknacken. Mittlere Schnäbel sind für beide Nahrungsarten weniger geeignet. Dann können beide Extreme gegenüber der mittleren Form begünstigt sein.
Welche Denkfehler du vermeiden solltest
„Survival of the fittest“ bedeutet: Der Stärkste gewinnt. Das ist falsch. „Fit“ bezeichnet den relativen Fortpflanzungserfolg unter bestimmten Umweltbedingungen.
Einzelne Lebewesen passen sich durch Selektion an. Natürliche Selektion verändert über Generationen die Häufigkeit erblicher Varianten in einer Population. Eine Veränderung eines einzelnen Organismus während seines Lebens ist damit nicht gleichzusetzen.
Evolution verfolgt ein Ziel. Variation entsteht nicht vorausschauend. Erst die gegenwärtige Umwelt entscheidet mit darüber, welche Varianten häufiger weitergegeben werden.
Ein vorteilhaftes Merkmal ist überall vorteilhaft. Ein Merkmal kann bei veränderten Bedingungen seinen Vorteil verlieren oder sogar nachteilig werden.
Selektion ist die gesamte Evolution. Selektion ist ein wichtiger Evolutionsfaktor, aber nicht mit Evolution gleichzusetzen. Auch Mutation und Rekombination tragen zur Veränderung und Vielfalt von Populationen bei.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Natürliche Selektion
- Voraussetzung: erbliche Variation
- Umweltwirkung: Selektionsfaktoren und Selektionsdruck
- Ergebnis: unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg
- Population: Merkmals- und Allelhäufigkeiten verändern sich
- stabilisierend: Mitte wird begünstigt
- gerichtet: Verteilung verschiebt sich
- disruptiv: Extreme werden begünstigt
Abschluss-Check
Du hast das Prinzip verstanden, wenn du bei einem neuen Beispiel diese vier Fragen beantworten kannst: Welche erbliche Variation gibt es? Welcher Selektionsfaktor wirkt? Wer hinterlässt im Durchschnitt mehr Nachkommen? Wie verändert sich dadurch die Population über Generationen?