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Isolation – verschiedene Isolationsformen 07:03 min

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Transkript Isolation – verschiedene Isolationsformen

Einleitung Isolation

Der Grand Canyon ist ein Schluchtensystem im Süden der USA. Auf beiden Seiten leben Erdhörnchen. Im Süden leben große Erdhörnchen mit einem langen Schwanz. Im Norden kleine Erdhörnchen mit einer weißen Schwanzunterseite. Die zwei Erdhörnchen gehören unterschiedlichen Arten an. Sie können also miteinander keine fortpflanzungsfähigen Nachkommen zeugen.

Aber wie konnten sich diese beiden Erdhörnchenarten bilden? Ursprünglich stammen sie nämlich von einer gemeinsamen Art ab. Die Entwicklung der neuen Arten beruht auf Isolation. Diesen Begriff möchte ich dir nun erklären. Ich werde dabei auch auf die wichtigsten Arten der Isolation eingehen: Geographische Isolation, Ökologische Isolation, Mechanische Isolation, Zeitliche Isolation und Isolation durch Sterilität.

Definition Isolation

Isolation bedeutet, dass sich zwei Populationen nicht miteinander fortpflanzen können, denn sie sind von einander isoliert. Das kann auch eine Individuengruppe aus einer einzigen Population betreffen. Aus einer Population einer Art können also auch zwei Teilpopulationen entstehen.

Über einen langen Zeitraum entwickeln sich diese Gruppen möglicherweise jedoch anders. So können aus diesen Teilpopulationen neue Arten entstehen. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten der Isolation. Ich möchte sie dir nun vorstellen und anhand von Beispielen verdeutlichen.

Geographische Isolation

Ich beginne mit der geographischen Isolation. Sie wird auch Separation genannt. In diesem Fall werden Populationen durch geographische Barrieren getrennt. Dies kann z.B. die Bildung einer Insel oder eines Gebirges sein oder die Gletscherbildung in einer Eiszeit.

So sind z.B. die beiden Arten Grünspecht und Grauspecht entstanden. Durch die Eiszeit in Europa wurde eine Spechtpopulation durch Gletscher getrennt. Die Selektion wirkte in beiden Teilpopulationen unterschiedlich. Als der Gletscher schmolz, waren zwei Arten entstanden: Grünsprecht und Grauspecht. Sie können sich nicht miteinander fortpflanzen. Die Separation war die Ursache für das Entstehen der beiden Arten.

Ökologisch Isolation

Nun erkläre ich dir die ökologische Isolation. Bei der ökologischen Isolation entstehen aus einer Population Teilpopulationen im selben Lebensraum. Dies geschieht, wenn die Konkurrenz innerhalb einer Population z.B. um Nahrung, zu groß wird. Es kann also dazu kommen, dass ein Teil der Population eine andere Nahrungsquelle nutzt. Neue Arten können so im selben Lebensraum entstehen.

Die Teilpopulationen stellen unterschiedliche Ansprüche an ihre Umwelt. Sie besetzen unterschiedliche ökologische Nischen im selben Lebensraum. Diese Art der Isolation wird auch als Einnischung bezeichnet.

Auch hier eignen sich der Grünspecht und der Grauspecht als Beispiel. Sie kommen nämlich heute im selben Lebensraum vor. Der Grünspecht sucht seine Nahrung am Boden, der Grauspecht auf Bäumen. So kommt es nicht zu Konkurrenz. Eine ökologische Isolation liegt vor. Sie ist aber in diesem Fall nicht die Ursache für die Entstehung der 2 Arten.

Mechanische Isolation

Ein weitere Art der Isolation, ist die mechanische Isolation. Die Geschlechtsorgane sind inkompatibel. Bei vielen Insekten und Spinnentieren ist dies der Fall. Die weiblichen und männlichen Geschlechtsorgane passen nur innerhalb einer Art zusammen.

Zeitliche Isolation

Die zeitliche Isolation kann ebenfalls dazu führen, dass sich Populationen nicht miteinander paaren können. Die Fortpflanzung findet in diesem Fall zeitlich versetzt statt. So ist z.B. die Waldohreule nachtaktiv, die Sumpfohreule tagaktiv.

Auch beim Gras- und Wasserfrosch liegt eine zeitliche Isolation vor. Beide laichen zu unterschiedlichen Zeiten im Jahr. Nämlich im März und im Mai. So konkurrieren die Nachkommen beider Arten nicht um Nahrung und Raum.

Isolation durch Sterilität

Eine weitere Art der Isolation ist die Isolation durch Sterilität. So können sich Pferd und Esel zwar paaren und Nachkommen erzeugen, nämlich Maultier bzw. Maulesel. Die Nachkommen sind aber unfruchtbar und können sich nicht fortpflanzen. Ursache hierfür ist übrigens der unterschiedliche Chromosomensatz der Elterntiere.

Zusammenfassung

Und? Weißt du nun, wie sich die beiden Erdhörnchenarten bilden konnten? Genau! Es handelt sich um Separation, also geografische Isolation. Die Schlucht trennte die Population der Ursprungsart in zwei Teilpopulationen. In jeder Teilpopulation hat die Selektion anders gewirkt, die Erdhörnchengruppen entwickelten sich also auf unterschiedliche Weise weiter. Zwei verschiedene Arten sind entstanden.

Neben der Separation hast du in diesem Video die ökologische Isolation, die mechanische Isolation, die zeitliche Isolation und die Isolation durch Sterilität kennengelernt. Der Begriff der Isolation beschreibt grundlegend nur die Ursache, warum die Fortpflanzung zwischen zwei Populationen verhindert wird. Doch du weißt nun auch, dass die Isolation eine Voraussetzung für die Entstehung neuer Arten bildet.

4 Kommentare
  1. Das Video ist sehr gut und verständlich mit sehr guten Beispielen erklärt worden. Danke!

    Von Alexa Raschke, vor etwa 3 Jahren
  2. Wirklich toll-gut verständlich und anschaulich. Habe das Video meinen Schülern als Wiederholung empfohlen.

    Von Petra.Kuellmey@Gmx.De, vor fast 4 Jahren
  3. Hallo Felix,
    deine Verwunderung ist nachzuvollziehen. In diesem Video wird die Isolation als Ursache der Artenbildung beschrieben. Die Adaptive Radiation ist aber eine ganz besondere Form der Isolation. Hierbei gelangen wenig spezialisierte Organismen in eine Umwelt die bisher eine geringere Vielfalt an Organismen aufweist. Du kennst sicher das Beispiel der Finken die auf eine weit entfernte Insel gelangen. Hier herrscht kaum Konkurrenz aber ein hohes Potential sich auf verschiedenste Weise zu spezialisieren. Daher kommt es in einem relativ kurzen Zeitraum (evolutionär gesehen) zur Artaufspaltung. Das ist der Unterschied :)

    Von Marcel Schenke, vor mehr als 5 Jahren
  4. Ist das das gleiche wie adaptive radiation

    Von Felix Strassburg, vor mehr als 5 Jahren

Isolation – verschiedene Isolationsformen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Isolation – verschiedene Isolationsformen kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne verschiedene Formen der Isolation.

    Tipps

    Überlege, durch welche Faktoren neue Arten entstehen können.

    Lösung

    Er gibt mehrere Arten der Isolation, unter anderem die geographische, die zeitliche, die ökologische, die mechanische sowie die Isolation durch Sterilität. Die technische Isolation und die Isolation durch das Geschlecht gibt es in der Form nicht. Bei der geographischen Isolation wird eine Population durch umweltbedingte Barrieren wie Gebirge oder Gletscher geteilt, es bilden sich Teilpopulationen, die sich zu neuen Arten entwickeln. Bei der ökologischen Isolation entstehen Teilpopulationen und neue Arten im selben Lebensraum durch intraspezifische Konkurrenz, z.B. um Nahrung. Die mechanische Isolation verhindert die Fortpflanzung aufgrund von nicht zueinander passenden Geschlechtsorganen verschiedener Arten. Bei der zeitlichen Isolation findet die Fortpflanzung zeitlich versetzt statt und verhindert dadurch eine Fortpflanzung. Bringen zwei Individuen sterile Nachkommen hervor, können diese sich nicht weiter fortpflanzen. Es liegt eine Isolation durch Sterilität vor.

  • Stelle die Grundlagen der Isolation dar.

    Tipps

    Eine Population kann durch bestimmte Faktoren in eine Teilpopulation getrennt werden. Es kommt zur Bildung neuer Arten.

    Lösung

    Sind zwei Populationen voneinander getrennt, können sie sich nicht miteinander fortpflanzen. Das bezeichnet man als Isolation. Es gibt verschiedene Isolationsformen: die geographische, die mechanische, die zeitliche, die ökologische und die Isolation durch Sterilität. Bei dem Beispiel der Erdhörnchen im Video handelt es sich um die geographische Isolation. Diese wird auch als Separation bezeichnet. Hierbei werden Populationen durch geographische Barrieren getrennt, hier durch eine Schlucht. Aus diesen durch die Separation hervorgegangenen beiden Teilpopulationen entwickeln sich durch die Selektion zwei verschiedene Arten.

  • Beschreibe die unterschiedlichen Formen der Isolation.

    Tipps

    Das Beispiel der Erdhörnchen zeigt eine Trennung durch eine Schlucht.

    Durch welche weiteren Faktoren kann eine Trennung erfolgen?

    Lösung

    Sind zwei Populationen voneinander getrennt, können sie sich nicht miteinander fortpflanzen, sie sind isoliert. Bei der Isolation kommen verschiedene Formen in Betracht. Die geographische Isolation entsteht durch die Trennung einer Population durch geographische Barrieren, wie beispielsweise ein Gebirge, einen Gletscher oder eine Inselbildung. Die ökologische Isolation bringt aus einer Population Teilpopulationen im selben Lebensraum hervor, aufgrund von Konkurrenz innerhalb einer Population. Bei der mechanischen Isolation führt die Inkompatibilität der Geschlechtsorgane zu dieser Isolation. Bei der zeitlichen Isolation findet die Fortpflanzung zeitlich versetzt statt, es kommt zu keiner Paarung von Populationen. Bringt eine Paarung unfruchtbare Nachkommen hervor, können sich diese nicht weiter fortpflanzen. Hier liegt eine Isolation durch Sterilität vor.

  • Entscheide, welche Isolationsformen für die Artentstehung diesem Beispiel zugrunde liegen.

    Tipps

    Auf den anderen Inseln herrschen andere Bedingungen, die Finken passen sich auch an unterschiedliche Nahrungsbedingungen an.

    Die Inseln liegen geographisch voneinander entfernt, es herrschen unterschiedliche Lebensbedingungen.

    Lösung

    Bei dem Beispiel der Darwinfinken kam es nicht nur zu einer Isolationsform. Aufgrund der Überbevölkerung und dem dadurch entstandenen Selektionsdruck kam es durch die geographische Isolation zu einer Teilung der Ausgangspopulation: Ein Teil der Finken besiedelte andere Inseln, also andere Lebensräume und passte sich den dort herrschenden Bedingungen an. Dort besiedelten sie dann unterschiedliche ökologische Nischen. Demnach spielte hier die ökologische Isolation ebenfalls eine Rolle. Als ein Teil der Finken nun auf die ursprüngliche Insel zurückkehrte, konnten sie dort mit der Ausgangsart in Koexistenz leben, da sich durch die Isolationsformen unterschiedliche Arten entwickelt hatten.

  • Erläutere die Besonderheiten der geographischen Isolation.

    Tipps

    Die geographische Isolation unterscheidet sich von den übrigen Isolationsformen.

    Bei der geographischen Isolation kommt es zu einer Bildung von Teilpopulationen z.B. durch einen Gletscher, eine Schlucht oder eine Inselbildung.

    Lösung

    Die geographische Isolation, oder auch Separation, unterscheidet sich von den anderen Formen der Isolation. Durch die Separation erfolgt eine Trennung einer Population in Teilpopulationen durch eine naturbedingte Barriere, die Teilpopulationen leben in unterschiedlichen Lebensräumen. Neue Arten entstehen. Auch bei der ökologischen Isolation kommt es zur Bildung von Teilpopulationen, allerdings im selben Lebensraum. Treffen nach einer geographischen Isolation die neu entstandenen Arten wieder zusammen, wenn beispielsweise nach der Eiszeit der Gletscher wieder schmilzt, können sie in Koexistenz leben. Die geographische Isolation kann z.B. mit der ökologischen Isolation einhergehen. Kommt es nach einer geographischen Isolation zu intraspezifischer Konkurrenz, sucht sich ein Teil der Population andere ökologische Nischen, z.B. eine andere Nahrungsquelle (Beispiel des Spechts).

  • Beurteile das Vorkommen der mechanischen Isolation bei Pflanzen.

    Tipps

    In der Blüte der Pflanze befinden sich die Geschlechtsorgane.

    Blüten können ganz unterschiedliche Formen annehmen.

    Lösung

    Auch im Pflanzenreich gibt es die mechanische Isolation. Sie ist abhängig von dem Bau der Blüte. Durch einen bestimmten Bau der Blüte können bestimmte Bestäuber angelockt werden und die Pflanze bestäuben. Das funktioniert also nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“. Beispielsweise können Kolibris mit ihren langen dünnen Schnäbeln entsprechend geformte, lange, schmale, trichterförmige Blüten bestäuben.