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Die Entwicklung der Artenvielfalt - Referat
Die Artenvielfalt
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts hatte der Mensch bereits 1,75 Millionen Arten entdeckt und benannt. Jährlich kommen rund 100 Neue dazu. Forscher stellten 2011 Berechnungen an nach denen es insgesammt circa 8,7 Millionen geben soll, wovon 2,2 im Meer leben. Diese Zahl kommt durch die Artenvielfalt zustande.
Definition „Art“:
Was ist eine Art? Eine Art wird mit folgendem Satz definiert: „Was sich schart und paart, gehört zu einer Art.“ Es gilt also das Prinzip, dass alles was sich miteinander paart und fruchtbare Nachkommen zeugt eine eigene Art ist. Ist natürliche Fortpflanzung nicht mehr wie gewohnt möglich, hat sie eine neue Art gebildet.
Definition „Fortpflanzungsbarriere“:
Die natürliche Vermehrung wird durch diverse Einflüsse verhindert oder eingeschränkt. Dies war auch in Afrika bei den Süßwasserschnecken der Gattung Tylomenia der Fall. Hier bildeten sich in den verschiedenen Seen der Insel Sulawesi 44 Arten der Tylomenia. Der wesentliche Unterschied lag in der Art der Ernährung. Dieser hängt von dem Substrat (Schlamm, toters Holz, Fels,...) in welchem sie leben.
Forscher vermuten dass sich die Tiere vorwiegend mit Schnecken von dem selben Substrat gepaart haben. Der so schrumpfende Genpool sorgte durch Mutation für eine Anpassung der Fressapparatur und Raspelzungen. Diese Spezialisierung macht eine Fortpflanzung mit Schnecken anderer Substrate endgültig unmöglich. Es entsteht eine Fortpflanzungsbarriere.
Diese Absonderung in Sachen Fortpflanzung nennt man auch reproduktive Isolation, da die Anzahl an Partnern beschränkt ist.
Eine weitere Art der Regulation ist die Verhaltensregulation. So kommt es, dass Vögel, die von dem selben Urvogel abstammen sich nicht paaren, da jede Art einen speziellen Paarungsruf hat und so nur weibchen der eigenen Art anlocken kann.
Bei vielen Spinnenarten fand die mechanische Isolation statt. Ihre Geschlechtsorgane haben sich so verändert, dass keine artübergreifende Paarung möglich ist.
Eine solche Distanzierung zwischen Arten passiert nicht plötzlich, sondern immer Stufenweise. Gut erkennen kann man das an den Maultieren. Maultier bezeichnet die Nachkommen eines Eselhengstes und einer Pferdestute. Während Pferde 64 und Esel 62 Chromosome haben, besitzen Maultiere nur 63 und sind somit unfruchtbar.
Verschiedene Formen der Artenbildung:
Man unterscheidet zwei große Arten, Die sympatrische und allpatrische Artenbildung.
Bei der sympatrischen Artenbildung entsteht durch Mutation auf dem selben Gebiet wie dem der Ursprungsart eine neue Art. Diese erfolgte zum Beispiel als Anpassungsmaßnahme an Umwelteinflüsse.
Bei der alpatrischen Artenbildung liegt eine räumliche Trennung, also geografische Isolation, vor. Diese entsteht beispielsweise durch natürliche Barrieren wie ein Gebirge oder Flüsse. Diese sind aber nicht für alle Tiere gültig. Vögel können solche Hindernisse anders als kleine Nager überwinden und bleiben so unbeeinflusst.
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Adaptive Radiation:
Ein einfaches Beispiel hierzu ist die Fischart Buntbarsch. Dieser Fisch hat sich bereits sehr früh spezialisiert, sodass es zu vielen unterschiedlich mutierten Fischen kam, welche alle optimal an ihr Futter angepasst waren. Auch die sexuelle Selektion spielte dabei eine Rolle, denn die Weibchen wählen ihren Zukünftigen anhand seines Farbmusters aus. So konnten sich an mehreren Orten auf der Welt aus dem gleichen Urfisch verschiedene sich ähnelnde gleich spezialisierte Buntbarsche entwickeln.
Evolutionäre Entwicklungsbiologie:
Sie betrachtet den Einfluss der embryonalen Entwicklung auf die Evolution. Dadurch wird versucht den Grund für die Menge der Arten zu klären. Bereits Darvin erkannte die Wichtigkeit des Embryos, doch erstmals bewiesen werden konnte das 1980. Damals wies man in einem Embryo Gene nach, welche für die Entwicklungsvorgänge für den späteren „Bauplan“ des Menschen verantwortlich sind. Diese Gene nennt man „Master-Kontrollgene“. Sie dienen der Regulierung von gewissen Genen. Beispiele wären das Hox-Gen, welches für die Entwicklung der Längsachse zuständig ist, und das Pax-Gen, welches die Entwicklung der Augen steuert. Dass diese Gene bereits sehr alt sein müssen beweist, dass entfernt verwandte Tierarten auch die gleichen Master-Gene haben.
Die Artenvielfalt entstand also durch die Vervielfältigung dieser Gene. Je höher ein Lebewesen entwickelt ist, desto mehr Master-Gene hat es. Ein Süßwasserpoly hat zwei Verschiedene und Wirbeltiere besitzen bereits mehr als 13, wobei einige bis zu vierfach vorhanden sein können. Bei so vielen Kopien kann es sein, dass manche dieser Gene funktionslos sind, beziehungsweise eine neue Funktion erhalten haben. Durch die unterschiedlich starke Expression der Hox-Gene, kommen auch die verschiedenen Körperformen wie Affe oder Vogel zustande.
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