Synthetische Evolutionstheorie

Die synthetische Evolutionstheorie – Biologie

Hast du schon einmal von dem britischen Naturwissenschaftler ​​Charles Darwin gehört? Aufgrund seiner Forschungen und Beiträge zur Evolutionstheorie gilt er als einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler seiner Zeit. In seinem Buch, das im Jahre 1859 erschienen ist und den Titel „Die Entstehung der Arten” trägt, beschreibt er die von ihm entwickelte Evolutionstheorie. Durch die Weiterentwicklung der Wissenschaft erhielt man jedoch neuere Erkenntnisse über die Evolution, es entstand die synthetische Evolutionstheorie. Die synthetische Evolutionstheorie beinhaltet immer noch Darwins Erkenntnisse als Grundstein, aber stützt sich zusätzlich auf Erkenntnisse der Molekular- und Populationsgenetik. In diesem Text wirst du lernen, was die synthetische Evolutionstheorie ist und wie die Molekular- und Populationsgenetik zu einem Fortschritt der Evolutionstheorie beigetragen haben.

Darwins Evolutionstheorie

Darwin hatte es im 19. Jahrhundert sehr schwer, denn die Naturwissenschaftler unterstützten seine Theorie nur teilweise. Er kämpfte für die Anerkennung seiner Evolutionstheorie, dass die Arten der Lebewesen veränderlich sind und lebende Arten von gemeinsamen Vorfahren abstammen. Außerdem ging Darwin davon aus, dass sich Lebewesen an ihre Umwelt anpassen und somit nur die Arten überleben, die am besten an ihre Umgebung angepasst sind. Dieses Prinzip, das wir heute als ​​natürliche Selektion bezeichnen, wurde damals nicht verstanden, nicht anerkannt und fast vergessen. Der Grund dafür ist, dass Darwin nicht erklären konnte, wie es zu der natürlichen Selektion kommt. Auch weitere Fragen, z. B. wie es zur Variation kommt, wie Merkmale weitergegeben werden oder wie bestimmte Merkmale für die Weitergabe ausgewählt werden, konnten nicht beantwortet werden.

Die synthetische Evolutionstheorie – Definition

Die synthetische Evolutionstheorie lässt sich einfach erklären: Im Laufe des 20. Jahrhunderts konnten mithilfe der Molekulargenetik nach und nach mehr Erkenntnisse über die Evolutionstheorie gewonnen und unter anderem die vorher genannten Fragen beantwortet werden. Die Verknüpfung von Darwins Theorie mit den Erkenntnissen aus der Genetik und Zellbiologie bezeichnet man als synthetische Evolutionstheorie. Heute weiß man, dass evolutionäre Veränderungen immer von den Genen ausgehen. Die Art der Veränderung wird dabei von den folgenden vier Faktoren bestimmt:

• Mutation
• Rekombination
• Selektion und
• Gendrift

Sicherlich kennst du diese Begriffe und kannst sie vielleicht sogar erklären. Wir werden dir im Folgenden zeigen, inwiefern diese Faktoren zu einem besseren Verständnis von Darwins Evolutionstheorie verhelfen und letztendlich zur Entwicklung der synthetischen Evolutionstheorie geführt haben.

Mutation

Mutationen sind zufällige Veränderungen des Erbgutes und können zu neuen Merkmalen bei Lebewesen führen. Diese Veränderungen können dabei minimal sein und an die Nachkommen vererbt werden. Die unterschiedlichen Variationen, die Darwin erkannte, lassen sich anhand von Mutationen erklären.

Rekombination

Eine weitere Ursache für diese Variation sind bestimmte Vorgänge bei der Meiose, wie z. B. die Rekombination. Vielleicht weißt du ja schon, dass bei der Meiose die Keimzellen, also Eizellen und Spermien entstehen. Die Meiose beginnt aber mit diploiden Zellen, also Zellen mit einem doppelten Chromosomensatz. Darin befindet sich ein väterlicher und ein mütterlicher Chromosomensatz. Bei der Rekombination wird genetisches Material neu angeordnet, sodass bei Nachkommen eine sehr hohe Variation von Merkmalen möglich ist. Wie der Vorgang der Meiose genau abläuft, kannst du hier noch einmal anschauen: Meiose.

Selektion

Die Selektion bezieht sich nicht auf die Variation. Bei der Selektion haben Lebewesen einen größeren Fortpflanzungserfolg, wenn sie Merkmale aufweisen, die besser an die Umweltbedingungen angepasst sind. Diese Lebewesen pflanzen sich häufiger fort, sodass das vorteilhafte Merkmal an die Nachkommen weitergegeben wird.

Gendrift

Auch Erkenntnisse aus der Populationsgenetik sind mit in die synthetische Evolutionstheorie eingeflossen. Unter anderem ist Gendrift eine Ursache für Evolution. Gendrift beschreibt eine einmalige Veränderung der Genhäufigkeit in einer Population. Grund dafür kann z. B. eine Umweltkatastrophe sein, bei der ein großer Teil der Population ausgelöscht wird. Die Folge ist, dass einige Merkmale verschwinden und im schlimmsten Fall auch diejenigen, die sich unter den gegebenen Umweltbedingungen als Vorteil erwiesen haben. So kann es passieren, dass sich zufällig bestimmte Merkmale durchsetzen. Falls du noch mehr über die Gendrift wissen möchtest, kannst du gerne hier nachschauen: Gendrift.

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Die synthetische Evolutionstheorie am Beispiel der Giraffe

Die Giraffe ist ein Beispiel, an dem man die synthetische Evolutionstheorie vereinfacht darstellen kann. Bestimmt weißt du, dass Giraffen für ihre besonders langen Hälse bekannt sind. Die langen Hälse sind wichtig, um das Futter, also das Laub an den Bäumen, zu erreichen. Durch eine zufällige Änderung im Erbgut bzw. durch eine Mutation konnten Giraffen mit einem etwas längeren Hals als gewöhnlich entstehen. Diese Giraffen hatten einen Selektionsvorteil, da sie besser an das Laub kamen. Dadurch hatten sie eine höhere Lebenserwartung und einen größeren Fortpflanzungserfolg als die kurzhalsigen Giraffen.

Die synthetische Evolutionstheorie – Zusammenfassung

Fassen wir nun noch einmal die wichtigsten Punkte zusammen:

• Die Verknüpfung von Darwins Evolutionstheorie mit den Erkenntnissen aus der Molekular- und Populationsgenetik wird als synthetische Evolutionstheorie bezeichnet.
• Darwins Buch „Die Entstehung der Arten” ist auch heute noch von Bedeutung. Darwin fehlten nur bestimmte Elemente, um seine Theorie überzeugend zu begründen.
• Evolutionäre Veränderungen gehen immer von den Genen aus.
• Die Art der Veränderung wird durch vier Faktoren bestimmt: Mutation, Rekombination, Selektion und Gendrift

In dem zugehörigen Video lernst du, was die synthetische Evolutionstheorie ist. Außerdem wird dir vor allem auch die Bedeutung der Molekular- und Populationsgenetik für die Entwicklung der synthetischen Evolutionstheorie erklärt. Anschließend wird ein Bezug zu Darwins Evolutionstheorie hergestellt und du wirst verstehen können, warum Darwins Buch „Die Entstehung der Arten” auch noch heute sehr bedeutungsvoll ist. Mit diesen Informationen sollte ein Referat über die synthetische Evolutionstheorie kein Problem für dich darstellen. Auch zum Thema Die synthetische Evolutionstheorie in der Biologie haben wir einige interaktive Übungen und Arbeitsblätter. Du kannst dein neu gewonnenes Wissen also direkt testen.