Natürliche Selektion bewertet zufällige Änderungen
- wenn nur eine Änderung nachteilig ist, gibt es keine Weiterentwicklung
- daher sind Anpassungen keine reinen Zufallsprodukte
- Beweis: konvergente Evolution
- Bsp.: Linsenaugen sind mindestens 8x unabhängig entstanden
Was Darwin noch nicht wusste
Wie wird Variation aufrecht erhalten?
• Natürliche Selektion „verbraucht“ Variation
• Wie können neue Phänotypen, d.h. solche außerhalb der Spannweite der Originalpopulation entstehen?
Wie funktioniert Vererbung?
• „Blending Inheritance“
•Reduziert Variation
–> Moderne Synthese von Genetik (Mendel) und Darwins Evolutionstheorie im 20 Jh.
Populationsgenetik untersucht Prozesse, die Genfrequenzen ändern
- Natürliche Selektion wirkt auf Phänotypen (=beobachtbares Merkmal eines Organismus)
- Adaptionen entstehen, wenn Phänotypen & Genotypen miteinander verbunden sind und Merkmale somit vererbt werden
–> Evolution = Änderung von Genfrequenzen innerhalb von Populationen
Veränderungen der Genfrequenzen in einer Population über die Zeit (= Evolution)
Die wichtigsten Mechanismen der Evolution
- Sexuelle Reproduktion
- Natürliche Selektion
- Mutation
- Genetische Drift
Veränderungen der Genotypfrequenzen in einer Population durch sexuelle Reproduktion
Annahmen
•Panmixie, d.h. Individuen verpaaren sich zufällig
•Große Population
Schritt für Schritt
- Berechnung der Allelfrequenzen (=Gen-) im Gametenpool
- Berechnung der Wahrscheinlichkeit, dass 2 Allele zusammentreffen: Genotypfrequenzen der Zygoten
- Berechnung der Allelverteilung in der nächsten Generation etc…
Veränderungen der Genfrequenzen in einer Population über die Zeit
- Alle Genotypen haben die gleichen Überlebenswahrscheinlichkeiten und Reproduktionsraten
- -> Population bleibt im Hardy-Weinberg Gleichgewicht - Wenn 1. nicht zutrifft
- ->Genfrequenzen ändern sich
Veränderungen der Genfrequenzen in einer Population über die Zeit (= Evolution)
Die wichtigsten Mechanismen der Evolution •Sexuelle Reproduktion •Natürliche Selektion •Mutation •Genetische Drift
vom Phänotyp zum Genotyp
- Evolutionäre Änderungen durch Selektion können nur auftreten, wenn genetische Variation vorhanden ist.
- Selektion greift nicht direkt auf der Ebene der Gene an, sondern ändert die Frequenz der Phänotypen. Da Phänotypen mit bestimmten Genotypen assoziiert sind, ändern sich als Folge Genfrequenzen.
- Die Stärke und die Richtung des Selektionsdrucks hängt von der Umwelt ab
Regeln von Mendel schienen unvereinbar mit den Ideen von Darwin
- Erbsen sind grün oder gelb, glatt oder gerunzelt
- es gibt keine intermediären Erbsen
- Vererbung ist diskret
- Darwin dachte, Evolution besteht aus langsamer Akkumulation kleiner Veränderungen
Manche Merkmale sind kontinuierlich, andere diskret
Kontinuierliche Merkmale:
• Größe
• Gewicht
• Testosteron-Spiegel
Diskrete Merkmale:
•Anzahl der Finger
•Augenfarbe
•Überleben
Wie kann ein diskreter Vererbungsmechanismus kontinuierliche Merkmale erklären?
Moderne Synthese versöhnte Darwin mit Mendel
–> Mendelsche Genetik kann kontinuierliche Merkmale erklären!
- Kontinuierliche Merkmale sind durch Gene an vielen Loci beeinflusst
- Jeder Locus hat einen kleinen Effekt auf den Phänotyp
