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Die Evolution der Tierwelt - Referat
Die Evolution der Tierwelt
Das Thema meines Referates ist die Entwicklung der Tiere im Verlauf der Erdgeschichte. Evolution bezeichnet hier die Veränderung und Entfaltung von Organismen über einen Zeitraum von mehreren Milliarden Jahren.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Erde seit etwa 18 Milliarden Jahren besteht. Unser Sonnensystem entstand vor ca. 13 Milliarden Jahren. Aber erst seit rund 3 Milliarden Jahren gibt es auf der Erde Leben.
Das Leben ist nur in der so genannten Biosphäre möglich. Diese bis zu 10 Kilometer in den Himmel reichende dünne Schicht über der Erde bietet als einziger Bestandteil der Atmosphäre die Voraussetzungen und Bedingungen für die Existenz von Organismen, also für das Leben.
Zu diesen Bedingungen und Voraussetzungen gehören
- ein Temperaturbereich, in dem Leben existieren kann; dieser liegt zwischen
minus 30 und plus 90 Grad Celsius,
- das Vorhandensein flüssigen Wassers ist eine weitere Voraussetzung für Leben,
- die rund 500 Kilometer dicke Atmosphäre bietet einen Schutzschild gegen Meteoriten sowie gegen UV- und kosmische Strahlungen,
- es müssen chemische Elemente vorhanden sein, wobei Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff eine besonders wichtige Rolle spielen,
- und schließlich ist eine weitere sehr wichtige Grundlage für die Existenz von Leben die Tatsache, dass das in der Biosphäre vorhandene Sonnenlicht die Photosynthese ermöglicht, die überhaupt der Grundstein für fast alles irdische Leben ist.
Mit der Entwicklung der Tierwelt haben sich im Laufe der Geschichte zahlreiche Wissenschaftler und Forscher beschäftigt. Zu den bekanntesten zählen u. a. George Cuvier, Jean de Lamarck und Charles Darwin. So entstanden auch die verschiedensten Evolutions-
theorien, von denen ich hier nur einige der bedeutenderen kurz nennen möchte.
Ganz am Anfang stand der so genannte Kreationismus. Hier ging man von der Unveränderlichkeit der Arten aus. Die Entstehung des Universums mit allen Formen des Lebens wurde als Schöpfungswerk Gottes beschrieben, an dem sich nichts verändern konnte.
Der Zoologe Cuvier entwickelte Anfang des 19. Jahrhunderts die Katastrophentheorie. Er verglich fossile Skelettfunde mit lebenden Tieren und erkannte den immer gleichen Grundbauplan trotz unterschiedlicher Gestalt. Er schlussfolgerte, dass große Naturkatastrophen die Arten mehrmals vernichtet hätten, worauf durch Neuschöpfung immer wieder neue, kompliziertere Lebewesen entstanden wären.
Ebenfalls Anfang des 19. Jahrhunderts vertrat der Forscher de Lamarck die so genannte Abstammungstheorie. Diese stützte er auf die Verwandtschaft von Organismen, wonach heutige Arten von früheren, ausgestorbenen Arten abstammen. Er war auch der erste Wissen-
schaftler, der Stammbäume aufstellte.
Charles Darwin schließlich erklärte 1859 die Entstehung der Arten mit Hilfe seiner
Selektionstheorie, wonach im „Kampf ums Dasein“ nur die am besten an ihre Umwelt angepassten Individuen eine Chance haben. Laut Darwin überleben die Fittesten und pflanzen sich fort, während die Ungeeigneten nach und nach aussterben.
Seit etwa 40 Jahren gibt es schließlich die Systemtheorie. Hier werden die Erkenntnisse aus verschiedenen Wissenschafts- und Forschungszweigen zu einer Art Basistheorie zusammen- gefasst, beispielsweise aus den Bereichen Biologie, Chemie, Genetik, Kybernetik und Verhaltensforschung.
Als nächstes möchte ich etwas zu den möglichen Ursachen der Evolution sagen. Zuerst jedoch einige in der Biologie häufig benutzte Fachausdrücke und deren Erklärung.
Unter einer ART versteht man alle Lebewesen, die in ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können.
Als POPULATION bezeichnet man die Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit in einem bestimmten Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen.
Ein GENPOOL ist die Gesamtheit aller Gene der Individuen einer Population.
Die folgenden Faktoren können eine Evolution, also Veränderungen im Genpool hervorrufen:
1. Mutation - umfasst plötzlich eintretende Veränderungen in Chromosomen oder Genen
2. Selektion - hier handelt es sich um eine natürliche Auslese durch Umwelteinflüsse, die
die Fortpflanzungsrate oder die Überlebenswahrscheinlichkeit verschiedener
Genotypen unterschiedlich beeinflussen, wodurch wiederum vorteilhafte
Eigenschaften ausgewählt werden
3. Gendrift - besagt, dass durch Zufall (z.B. Seuchen, Unwetter) eine Gruppe von Trägern
bestimmter Merkmale plötzlich ausstirbt und der überlebende Teil mit ein
wenig anderer genetischer Zusammensetzung sich ausbreitet, wodurch der
Genpool sich verändert
4. Isolation - Gruppen von Individuen einer Art entwickeln sich unterschiedlich weiter,
wenn sie voneinander getrennt werden (beispielsweise durch Veränderungen
des Klimas oder durch unterschiedliche Paarungszeiten)
Alle diese Evolutionsvorgänge führen dazu, dass bestimmte Gene vermehrt werden, während andere verschwinden. Es kommt also zu Veränderungen, zu einer Entwicklung.
Im folgenden Abschnitt möchte ich die Entwicklung des Lebens auf der Erde in Stichpunkten darstellen und jeweils die von Wissenschaftlern und Forschern ermittelte annähernde Zeitspanne dazu nennen:
vor ca. 3,5 Milliarden Jahren
erste lebende Zellen sind vorhanden, noch ohne Zellkern,
biologische Evolution beginnt
vor 2 Milliarden Jahren
Photosynthese beginnt
vor 1,5 Milliarden Jahren
die ersten Zellen mit Zellkern entstehen
vor 1 Milliarde Jahren
es beginnt die Entwicklung vielzelliger Pflanzen und Tiere
vor 500 Millionen Jahren
große Vielfalt an wirbellosen Tieren vorhanden; leben ausschließlich auf Gewässern
vor 400 Millionen Jahren
Leben entwickelt sich nun auch auf dem Land (Wirbeltiere haben „Bauplan“ der
Fische), Insekten entstehen
vor 300 Millionen Jahren
aus Amphibien entwickeln sich Reptilien
vor 65 Millionen Jahren
verschiedene Reptilien sterben aus, z.B. die Dinosaurier
vor 25 Millionen Jahren
Entwicklung der Menschenaffen
vor 7 Millionen Jahren
Entwicklungslinien Schimpansen und Menschen trennen sich
vor 3,5 Millionen Jahren
aufrecht gehender, affenähnlicher „Vor-Mensch“ bildet sich heraus
vor 400 000 Jahren
aus Homo erectus wird Homo sapiens (in Afrika) und Neandertaler (in Europa)
vor 10 000 Jahren
Ende der Eiszeit; auf der Erde leben etwa 5 Millionen Menschen; Beginn der
Landwirtschaft
am 1. Januar 2007
auf der Erde leben fast 6,6 Milliarden Menschen; pro Woche kommen rein
statistisch betrachtet mehr als 1,5 Millionen dazu, das entspricht pro Jahr fast
der Bevölkerungszahl Deutschlands
Wie ich bereits erwähnte, entstanden die ersten Lebensformen ausschließlich im Meer. Die Erdatmosphäre war zu dieser Zeit anders zusammengesetzt als heute und bot für ein Leben an Land zunächst keine Voraussetzungen. Die Atmosphäre bestand hauptsächlich aus Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf. Die notwendige Energie für chemische Reaktionen wurde aus radioaktiver Strahlung, elektrischen Entladungen bei Gewittern sowie geothermischer Wärme bei Vulkanismus und nicht zuletzt auch aus der wegen einer fehlenden Ozonschicht sehr starken UV-Strahlung bezogen.
Durch Symbiose entstanden dann erste kernlose Zellen (Bakterien, Blaualgen) mit einem einfachen Ur-Stoffwechsel. Diese Zellen betrieben Photosynthese, wobei sich Sauerstoff bildete. Dieser wurde in der Atmosphäre angereichert und ermöglichte somit erst die Atmung und folglich das Leben an Land.
In der Folge entwickelten sich kernhaltige Zellen mit Zellorganellen, daraus entstanden die ersten niederen Organismen, die noch kein Gewebe bildeten. Später kam es zur Bildung zahlreicher Einzeller (Protozoen), deren weitere Entwicklung in verschiedenen Richtungen verlief. Die Einzeller entwickelten sich zu Vielzellern mit Gewebe, bei denen nun einzelne Zellen unterschiedliche Funktionen übernahmen. Vor allem die Nervenzellen bei den Tieren sorgten für eine rasche Höherentwicklung.
Aus den Chordatieren, die bereits eine knorpelähnliche Vorstufe der Wirbelsäule besaßen, entwickelten sich die ersten Wirbeltiere (Amphibien, Reptilien, Fische, Vögel, Säugetiere) und schließlich als höchste Entwicklungsform der Wirbeltiere der Mensch.
Im zweiten Teil meines Vortrages werde ich mich nun speziell mit der Thematik der
Entwicklung der Wirbeltiere beschäftigen, bis hin zur so genannten Hominisation, also der Menschwerdung.
Zunächst soll der Begriff „Wirbeltiere“, auch Vertebraten genannt, näher erklärt werden.
Die Wirbeltiere verkörpern den höchst entwickelten Stamm des Tierreichs. Ihr Körper ist zweiseitig symmetrisch gebaut, das heißt, er besteht äußerlich aus zwei spiegelbildlichen Hälften. Er wird durch eine Wirbelsäule gestützt.
Die Wirbelsäule, auch als Rückgrat bezeichnet, ist eine aus Wirbeln (beim Menschen z.B. mehr als 30 Stück) zusammengesetzte Skelettachse. Sie ist biegsam, elastisch und in sich verdrehbar. Zu den Klassen der Wirbeltiere zählt man die Fische, die Lurche (Amphibien) und Kriechtiere (Reptilien), die Vögel sowie die Säugetiere.
Die vier paarigen Gliedmaßen der Vierfüßer (Lurche, Kriechtiere, Vögel und Säugetiere) weisen einen grundsätzlich anderen Skelettbau auf als die Flossen der Fische. Meistens sind sie als Schreitbeine ausgebildet, können aber auch Greif- (z.B. Affen, Mensch), Grab- (Maulwurf), Flug- (Vogel, Fledermaus) oder Schwimmgliedmaßen (Wal) umgebildet sein.
Bis vor etwa 400 Millionen Jahren, im Zeitalter des Devon, lebten die Wirbeltiere ausschließlich als Fische im Wasser. Sie besaßen als Gliedmaßen je zwei Paar Brust- und Bauchflossen, die für die Fortbewegung auf dem Land nicht geeignet waren. Der heute noch lebende, zu den Fischen zählende Quastenflosser hatte als erster Fisch ein knochenverstärktes Brustflossenpaar.
Aus dem Quastenflosser entwickelte sich der Panzerlurch (Ichthyostega). Er war eines der ersten Wirbeltiere, die mit vier Beinen und einer Lunge ausgestattet und somit in der Lage waren, sich auf dem festen Land aufzuhalten. Der Panzerlurch stellte eine Übergangsform zwischen den Fischen und den Amphibien dar. Er starb vor etwa 350 Millionen Jahren aus.
Aus den Panzerlurchen entstanden zwei frühe Formen der Reptilien: die echsenhaften Reptilien (Hylonymus) und die säugetierähnlichen Reptilien (Trinaxodon). Die Reptilien unterschieden sich von den Amphibien dadurch, dass ihre Haut von Hornschuppen oder Knochenplatten bedeckt war. Außerdem besaßen sie Zähne, verfügten über eine verbesserte Lungenatmung und legten Eier. Das alles machte sie vom Wasser unabhängig.
Der Trinaxodon war eine Übergangsform zwischen den Reptilien und den Säugetieren. Wegen seines Felles und der Schnurrhaare erinnert diese Spätform der säugetierähnlichen Reptilien an einen heutigen Hund.
Neben den bereits genannten beiden Formen der Reptilien entwickelten sich die Fischsaurier (Ichthyosaurier). Diese Saurierarten hielten sich wieder im Wasser auf. Sie waren bis zu 10 Meter lang und ernährten sich räuberisch von Fischen und anderen Meerestieren.
Auf einer nächsten Entwicklungsstufe entstanden die Flugsaurier. Der vermutlich größte jemals lebende Flugsaurier, der so genannte Quetzalcoatlus, besaß wie seine Artgenossen eine Flughaut als Flügel und hatte die Größe eines Kleinflugzeuges. Die Flügelspannweite betrug bis zu 12 Meter.
Neben dem Flugsaurier entwickelten sich die Dinosaurier und die Krokodile. Die Dinosaurier unterteilt man in zwei Ordnungen: die Vogelbeckendinosaurier sowie die
Echsenbeckendinosaurier. Die Zuordnung ist abhängig von der jeweiligen Hüftknochen-stellung. Dinosaurier traten zum ersten Mal vor etwa 220 Millionen Jahren, in der späten Triaszeit auf.
Ein typischer Vertreter der Vogelbeckendinosaurier war der Stegosaurus. Er ernährte sich wie alle Dinos dieser Gruppe ausschließlich von Pflanzen. Der Schwanz des bis zu 6 Meter langen Tieres war mit gewaltigen Stacheln besetzt und konnte Angreifer mit wirkungsvollen Schlägen abwehren.
Ein Vertreter der Echsenbeckendinosaurier war der Compsognathus. Dieser relativ kleine, nicht einmal einen Meter große, Fleisch fressende Dino bewegte sich aufrecht auf zwei Beinen und war außerordentlich wendig, was vor allem durch sein relativ großes Kleinhirn ermöglicht wurde. Er hatte wie alle anderen Dinosaurier und wie die heutigen Vögel bereits hohle Knochen.
Als Vorfahre der Vögel und als Weiterentwicklung der Dinosaurier gilt der Archaeopteryx.
Er besaß Federn und konnte bereits fliegen. Auf die Abstammung von den Dinos weisen insbesondere die Länge seines Schwanzskeletts sowie der mit Zähnen besetzte Kiefer hin. Dies sind typische Reptilienmerkmale.
Das Armskelett dieses „Urvogels“ war noch mit Krallen besetzt, mit denen er sich an Ästen festhielt oder an Baumstämmen kletterte. Der Archaeopteryx gilt wegen seiner gleichzeitig vorhandenen Merkmale der Reptilien und der Vögel als eine „Brückenform“ zwischen diesen beiden.
Merkwürdigerweise starben die Dinosaurier und auch die Flugsaurier am Ende der Kreidezeit, also vor etwa 66 Millionen Jahren, in einem kurzen Zeitraum aus. Das Aussterben von mehr als 63 Prozent aller Tierarten wird von Forschern und Wissenschaftlern so gedeutet, dass der Planet Erde damals von einer schrecklichen Katastrophe betroffen war.
Vermutlich wurde die Erde von einem etwa 10 Kilometer großen Meteoriten oder Kometen aus dem Weltall getroffen. Dabei könnte es zu einer riesigen Explosion, einem Feuersturm und zu verheerenden Erdbeben gekommen sein. Riesige Flutwellen überrollten die Erde und unglaubliche Stürme sorgten für Schrecken und Tod.
Abschließend möchte ich noch einige Bemerkungen zur Hominisation ausführen. Hominisation ist der lateinische Begriff für die Menschwerdung, die die biologische und kulturelle Entwicklung der Gattung Mensch im Rahmen der Evolution bezeichnet.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass es vor etwa 5 Millionen Jahren zu entscheidenden klimatischen Veränderungen auf der Erde kam, die eine Verringerung der Waldgebiete und somit eine Zunahme der Savannenflächen in Afrika zur Folge hatten.
Die Nahrungssuche wurde schwieriger, es mussten größere Entfernungen überwunden werden. Jäger mussten schneller laufen, Aasfresser orientierten sich an Geiern. Man vermutet, dass diese Veränderung der Lebensbedingungen die hauptsächliche Ursache für die Entwicklung des aufrechten Gangs war.
Der aufrechte Gang erlaubte eine schnellere Fortbewegung, stellte die Hände (also die Vorderbeine) frei und erleichterte zugleich die Benutzung von Werkzeugen. Dadurch, dass man bei der Nahrungsaufnahme nun die Hände zu Hilfe nehmen konnte, wurden eine Rück-
bildung der Kaumuskulatur und eine Umbildung des Schädels in Form einer Vergrößerung der Gehirnkapsel ermöglicht. Dies sowie der vielseitige Gebrauch der Hand führten schließlich zu einer Vergrößerung des Gehirns.
Es gibt jedoch keine scharfen Grenzen zwischen „noch Tier“ und „schon Mensch“. Auch herrschen unter den Wissenschaftlern und Forschern noch unterschiedliche Meinungen darüber, ob der Übergang nur an einem oder an mehreren Orten gleichzeitig erfolgte. Als Faktoren für das „Tier-Mensch-Übergangsfeld“ gelten der aufrechte Gang (Zweibeiner), Ausbildung der Greifhand, großer Schädel, Gebrauch von Werkzeug, Verwendung von Feuer, Entwicklung der Sprache, Augen nicht mehr seitlich am Kopf, sondern nach vorn gerichtet.
Man nimmt heute allgemein an, dass die Menschwerdung vor etwa 7 Millionen Jahren in Afrika begann. Stammesgeschichtlich haben sich die Schimpansen zu dieser Zeit von der gemeinsamen Entwicklungslinie abgetrennt. Es entstanden nach einigen anderen Übergangsformen vor rund 4 Millionen Jahren die vermutlichen Vorläufer des Menschen, die Australopithecinen („Südaffen“).
Der Stammbaum des Menschen zeigt, dass dieser seiner körperlichen Beschaffenheit nach zur Klasse der Säugetiere und zusammen mit den Affen und Halbaffen zur Ordnung der Primaten gehört.
Da mit den Menschenaffen so viele Ähnlichkeiten bestehen, fasst man Menschen und Menschenaffen in der Familiengruppe der Hominoiden (Menschenähnlichen) zusammen, denen auch die menschlichen Stammformen Dryopithekus (vor 25 Millionen Jahren) und Ramapithekus (vor 14 bis 4 Millionen Jahren) angehören. Der älteste Fund („Lucy“, 1974 in Äthiopien entdeckt) eines Vormenschen bzw. Australopithecus ist ca. 3,6 Millionen Jahre alt. Der Australopithecus hatte zwar die Schwelle vom Tier zum Menschen bereits überschritten, war jedoch noch ein ausgesprochener Vegetarier, da er sich fast ausschließlich von pflanzlicher Nahrung ernährte.
Zusammenfassend ist zu sagen, dass der moderne Mensch, der so genannte Homo sapiens sapiens, die höchste Entwicklungsform der Tierwelt darstellt. Der Mensch ist ein Säugetier aus der Ordnung der Primaten (Affen). Es besteht folglich eine enge Verwandtschaft zu Gorillas, Schimpansen und Orang-Utans.
Nach dem Aussterben der Saurier vor ca. 66 Millionen Jahren begann die verstärkte Entwick-
lung der Säugetiere und Vögel, die die nun leer gewordenen ökologischen Nischen der Saurier ausfüllten. In dieser Zeit, dem so genannten Tertiär, liegt der Ursprung des heutigen Menschen.
Menschen sind dem Stamm der Wirbeltiere entsprungen, zu denen neben den Amphibien, Reptilien und Vögeln auch die Säugetiere gehören, welche wiederum aus den Reptilien hervorgegangen sind.
Abschließend sollen hier nochmals die wichtigsten Evolutionstendenzen bei den Primaten und Huminiden genannt werden, die letztendlich den Homo sapiens sapiens gegenüber seinen Vorgängerformen auszeichnen:
- Verlagerung des Körperschwerpunktes auf die Hinterextremitäten
- Entwicklung von Greifhänden
- starke Betonung des Gesichtssinnes
- Farbensehen, räumliches Sehen
- wenig Nachkommen, dafür hohe Investition in diese (Fortpflanzungsstrategie)
- aufrechter Gang, umfangreiche Umgestaltung des Skeletts
- Vergrößerung des Gehirnvolumens
- Entwicklung der Sprache
- umfangreiche Kommunikationsfähigkeit
- intellektuelle Fähigkeiten und Moral
Quellenangabe:
- Der Brockhaus in zwei Bänden, erschienen 1999
- http://www.biokurs.de
- http://de.wikipedia.org/wiki/
- http://www.digitaltelefolien.de/biologie/tiere
- http://www.dinosaurier-interesse.de
- http://de.encarta.msn.com
- http://www.umweltlexikon-online.de
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