30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Synthetische Evolutionstheorie 06:26 min

Textversion des Videos

Transkript Synthetische Evolutionstheorie

Synthetische Evolutionstheorie

Hallo! Hast du dich mal gefragt, was mit dem alten Buch “Die Entstehung der Arten” von Charles Darwin im Laufe der Zeit passiert ist? Es beschreibt die von Darwin entwickelte Evolutionstheorie und ist bereits 1859 erschienen.

Durch neuere Erkenntnisse allerdings entstand die “Synthetische Evolutionstheorie”, welche immernoch die Evolutionstheorie nach Darwin als Grundstein beinhaltet. Jedoch nutzen wir heute neue Erkenntnisse der Molekular- und der Populationsgenetik, welche mit in die neue Evolutionstheorie einfließen. Was die Molekular- und die Populationsgenetik der Evolutionstheorie brachten, lernst du in diesem Video.

Du kannst dir sicher vorstellen, dass Darwin es im 19. Jahrhundert sehr schwer hatte, als er für die Anerkennung seiner Evolutionstheorie kämpfte. Zu Darwins Lebzeiten unterstützten die Naturwissenschaften seine Theorie nur teilweise: Die Arten der Lebewesen sind veränderlich. Lebende Arten stammen von gemeinsamen Vorfahren ab.

Die natürliche Selektion als Motor der Evolution wurde jedoch weder anerkannt noch verstanden und somit fast vergessen. Das lag vor allem daran, dass Darwin nicht genau erklären konnte, wie es zu der von ihm eingeführten Selektion, also der natürlichen Auslese, kommt. Die Fragen “Wie kommt es zu Variation? Wie werden Merkmale weitergegeben? Wie werden bestimmte Merkmale für die Weitergabe ausgewählt?” blieben unbeantwortet.

Im Laufe des 20. Jahrhundert haben vor allem die Erkenntnisse in der Molekulargenetik dazu geführt, dass diese Fragen beantwortet werden konnten. Man weiß nun, dass evolutionäre Veränderungen immer von den Genen ausgehen. Die Art der Veränderung wird von 4 Faktoren bestimmt: Mutation, Rekombination, Selektion und Gendrift.

Du hast diese Begriffe wahrscheinlich schon gehört oder kannst sie schon richtig gut erklären. Ich werde dir nun zeigen, inwiefern diese 4 Faktoren zum besseren Verständnis von Darwins Evolutionstheorie beitragen und zur Entwicklung der Synthetischen Evolutionstheorie führen konnten.

Du weißt sicher bereits, dass Mutationen zufällige Veränderungen des Erbgutes sind. Mutationen können zu neuen Merkmalen bei Lebewesen führen. Dabei kann es sich auch um sehr kleine Veränderungen handeln. Diese Mutationen können an die Nachkommen vererbt werden. Durch die Entdeckung von Mutationen wurde auch eine Ursache für die von Darwin genannte Variation gefunden.

Eine weitere Ursache für diese Variation sind bestimmte Vorgänge bei der Meiose. Dir ist bestimmt bekannt, dass aus den zwei Teilschritten der Meiose die Keimzellen, also Eizellen und Spermien, hervorgehen. Die Meiose beginnt aber mit diploiden Zellen. Darin befindet sich zur Hälfte der väterliche und zur Hälfte der mütterliche Chromosomensatz.

Zum besseren Verständnis sind nur zwei Chromosomenpaare dargestellt. Im ersten Teilschritt der Meiose entstehen haploide Zellen. Dabei werden die Chromosomen der diploiden Zellen getrennt. Noch vor der zufälligen Verteilung der Chromosomen auf die beiden Tochterzellen kommt es zum Crossing-Over. Die homologen Chromosomen tauschen durch Überkreuzstellung Chromatiden-Abschnitte aus.

Das bedeutet, dass anschließend nicht nur rein mütterliche oder väterliche Chromosomen auf die zwei haploiden Tochterzellen verteilt werden, sondern bereits durch das Crossing-Over verschiedene Abschnitte der mütterlichen und väterlichen Chromosomen ausgetauscht werden.

In jeder Zelle befindet sich nun ein einfacher Chromosomensatz, der zufällig aus mütterlichen und väterlichen Chromosomen mit verschiedenen Bruchstücken zusammengestellt wurde. Diese Vorgänge bezeichnet man als Rekombination. Sie führt bei den Nachkommen zu einer sehr hohen Variation von Merkmalen.

Die natürliche Selektion ist keine Ursache für Variation. Sie beschreibt den Fakt, dass Lebewesen mit Merkmalen, die sich unter den herrschenden Umweltverhältnissen als vorteilhaft erweisen, häufiger fortpflanzen als Lebewesen mit anderen Merkmalen und somit ihre Merkmale auch weitergeben.

Es sind auch Erkenntnisse aus der Populationsgenetik beim Aufstellen der Synthetischen Evolutionstheorie eingeflossen. Dabei ist eine Ursache für Evolution die so genannte Gendrift.

Gendrift beschreibt eine einmalige Veränderung der Genhäufigkeit in einer Population. Dafür kann zum Beispiel eine Naturkatastrophe verantwortlich sein, wenn sie zum Beispiel einen großen Teil einer Population auslöscht. Damit verschwinden nämlich auch einige Merkmale. Vielleicht sogar die, die sich unter den herrschenden Umweltverhältnissen als vorteilhaft erwiesen haben. Auf diese Weise kann es dazu kommen, dass sich zufällig bestimmte Merkmale durchsetzen. Nicht jede Veränderung ist also mit der natürlichen Auslese allein zu erklären. Die Berücksichtigung der Gendrift stellt eine Erweiterung von Darwins Evolutionstheorie dar.

Nun weißt du, dass Darwins Buch “Die Entstehung der Arten” auch heute noch Bedeutung hat. Darwin fehlten nur bestimmte Elemente, um seine Theorie überzeugend zu begründen.

Einige Erkenntnisse der Molekulargenetik zu Mutationen, Rekombination und aus der Populationsgenetik zum Beispiel die Gendrift wurden mit Darwins Evolutionstheorie vereint und bilden heute die Synthetisches Evolutionstheorie.

4 Kommentare
  1. Hallo :)

    versuche bitte mal einen anderen Browser zu nutzen oder update deinen jetzigen, dann sollte es funktionieren :)

    Von Marcel Schenke, vor etwa 4 Jahren
  2. Ähm, bin ich die einzige, bei der der Sound mitten im Video verschwindet?

    Von L Michels1997, vor etwa 4 Jahren
  3. Hallo Alexander,
    du hast Recht die Isolation zählt dazu. Dazu haben wir auch einige Videos die nicht mehr in diesem Video integriert werden sollten. Schau dir dazu doch mal
    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/arten-der-isolation
    oder
    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/isolation-und-artbildung
    an :)

    Von Marcel Schenke, vor etwa 5 Jahren
  4. Was ist mit der Isolation? Im Unterricht wurde Fünf Evolutionsfaktoren aufgezählt. Isolation, Muation, Gendrift, Selektion und Rekombination?
    MfG Alexander

    Von V Alex Yi 1, vor etwa 5 Jahren

Synthetische Evolutionstheorie Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Synthetische Evolutionstheorie kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe die Faktoren für die Veränderungen eines Genpools.

    Tipps

    Mutation und Rekombination beschreiben Faktoren, die direkt das Erbgut eines Indiviuums betreffen.

    Lösung

    Es gibt mehrere Evolutionsfaktoren, die Einfluss auf den Genpool einer Population haben.

    Die Mutation beeinflusst dabei das Genom (also die Gene) eines bereits lebenden Individuums, während bei der Rekombination ein neues Individuum entsteht, also direkt neues Erbgut geschaffen wird. Dabei verschmelzen die Keimzellen der Mutter und des Vaters, die sich während der Meiose gebildet haben.

    Die Selektion übt indirekt Einfluss auf die Population aus, da sich die Individuen vermehren, die gut an die Umwelt angepasst sind. Vertreter, die sich nicht durchsetzen können, sterben zusammen mit ihren Genen aus.

    Die Gendrift kann diesen Prozess jedoch durcheinander bringen, indem der gesamte Genpool durch ein zufälliges Ereignis verändert wird. Das kann z.B. das Sterben von gut angepassten Individuen durch eine Naturkatastrophe sein.

  • Nenne Erkenntnisse aus Darwins Evolutionstheorie.

    Tipps

    Überlege dir, welche Erkenntnisse erst in der synthetischen Evolutionstheorie mit berücksichtigt wurden.

    Die Selektion begünstigt positive Merkmalsausprägungen. Allerdings besitzen Individuen mit negativen Merkmalen schlechtere Überlebenschancen und geringeren Fortpflanzungserfolg. Welchen Einfluss hat das auf die Zahl der verschiedenen Merkmale, also die Variation?

    Lösung

    Darwin formulierte für die damalige Zeit bahnbrechende Erkenntnisse. Er behauptete, dass die Arten nicht von Gott immer neu erschaffen werden, sondern dass sie aus früheren Arten entstanden sind. Heute lebende Arten haben also gemeinsame Vorfahren, sie haben sich aber unterschiedlich entwickelt. Über den Einfluss der Mutation hat Darwin jedoch im 19. Jahrhundert noch nicht berichtet.

  • Fasse den Unterschied zwischen Darwins Evolutionstheorie und der Synthetischen Evolutionstheorie zusammen.

    Tipps

    Die Bedeutung der Gene als Träger der Erbinformation war Darwin unbekannt.

    Lösung

    Die Synthetische Evolutionstheorie baut auf der Evolutionstheorie von Darwin auf. Aber schon Darwin brachte die damalige Welt der Wissenschaft durcheinander. Er war einer der ersten, der sich gegen eine göttliche Schöpfungstheorie aussprach. Nach Darwin entstehen Arten nicht einfach so, sondern haben gemeinsame Vorfahren, aus denen sie sich unterschiedlich entwickelt haben. Ursache dafür sind die Variationen jedes Individuums und die Selektion. Damals im 19. Jahrhundert war der Einfluss von Genen jedoch nicht bekannt. Die Gene sind der Speicher des Erbgutes und somit das Fundament der Variation der Arten. Einflüsse wie die Rekombination konnte Darwin also nicht berücksichtigen. Auch die Effekte der Gendrift wurden erst später beschrieben und bewertet.

  • Begründe, warum die Rekombination einen neuen Genotyp hervorruft.

    Tipps

    Der Genotyp beschreibt die Zusammensetzung und die Struktur aller Gene eines Individuums.

    Bedenke, dass sowohl Vater als auch Mutter zunächst viele Keimzellen bilden. Ein Kind entsteht erst nach der Verschmelzung dieser Keimzellen.

    Lösung

    Zunächst sollte man Mutter und Vater einzeln betrachten. Jeder besitzt einen eigenen Genotyp und unterschiedliche Merkmale. Dies beruht darauf, dass jeder 23 Chromosomen von seiner eigenen Mutter und seinem eigenen Vater besitzt, also insgesamt 46 Chromosomen in jeder Zelle. Bei der Keimzellbildung teilt sich eine Zelle, sodass nur noch Zellen mit je 23 Chromosomen entstehen. Während der Teilung werden aber die Chromosomen der Mutter und des Vater zufällig in die Zelle gezogen. Zudem tauschen homologe Chromosomen zufällige Abschnitte aus. Jede gebildete Keimzelle ist daher genetisch anders. Wenn sich nun eine Keimzelle des Vaters mit einer Keimzelle der Mutter vereinigt, erfolgt die Auswahl der jeweiligen Keimzellen wiederum zufällig und führt zu einem Individuum mit einem ganz neuen Genotyp.

  • Bestimme die Mechanismen der Evolution und deren Faktoren.

    Tipps

    Gendrift ist eine zufällige und starke Selektion einer Population.

    Lösung

    Die Faktoren der Evolution lassen sich an den gezeigten Beispielen gut verdeutlichen. Die Variation ist die Grundlage der Selektionstheorie. Sie besagt, dass Individuen einer Art nicht alle gleich sind, sondern sich in der Ausprägung eines Merkmals unterscheiden. Durch die Wechselwirkung mit der Umwelt sind gerade die Individuen bevorzugt, deren Merkmale besser an die gegebenen Bedingungen angepasst sind (Selektion). Die Variation entsteht wiederum durch die zufällige Kombination des Erbguts der Eltern (Rekombination) und durch spontane Veränderungen des Erbguts (Mutation). Mit diesen Faktoren lässt sich die Entwicklung einer Population schon sehr gut voraussagen (bei konstanten Umweltbedingungen). Jedoch kann auch ein plötzliches Ereignis die Population beeinflussen, unabhängig von der Anpassung der Individuen. Ein solches Ereignis, welches die Population stark dezimiert, nennt man Gendrift.

  • Entscheide, welche Aspekte in der Entwicklung der Froschpopulation nach Darwins Vorhersagen ablaufen und welche erst durch die Synthetische Evolutionstheorie beschrieben werden.

    Tipps

    Überlege dir, mit welchem Fachbegriff die markierten Textabschnitte beschrieben werden könnten.

    Zu der Zeit, zu der Darwin lebte, waren die molekularen Grundlagen der Vererbung noch nicht erforscht. Begriffe wie Rekombination, Mutation und Gendrift waren Darwin noch unbekannt.

    Nach Darwins Evolutiontheorie verändern sich die Arten aufgrund der Selektion. Die Merkmale in einer Population sind variabel und die am besten angepassten Individuen werden von der Selektion bevorzugt.

    Lösung

    Darwin ging bereits davon aus, dass die Arten veränderlich sind und dass sie alle gemeinsame Vorfahren haben. Er entwickelte daraufhin die Selektionstheorie, die eine Veränderung von Individuen aufgrund der Variation und der Fortpflanzung beschreibt. Ihm war jedoch nicht klar, dass die Variation auf der Rekombination der Elterngene beruht.

    Zudem kannte er nicht den Einfluss von Mutationen, die spontan das Erbgut verändern konnten. Auch zufällige Ereignisse, die eine Population stark verändern können (Gendrift), wurden von Darwin nicht beschrieben. All diese Faktoren sind jedoch in der Synthetischen Evolutionstheorie mit aufgegriffen worden.