Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Selektion

Ein Grundbegriff der Evolutionstheorie ist die Selektion. Die Darwinfinken (eine Art von Vogel) dienen als gutes Beispiel. Darwin hatte auf den Galapagos Inseln verschiedene Varianten dieser Vogelart beobachtet. An einem Insel war der Schnabel der Vögel etwas breiter. Somit konnten diese Vögel besser Pflanzensamen fressen. Diese Samen waren auf ihrer Insel leicht zu finden. Bei anderen Vögel auf einer anderen Insel wieder war der Schnabel kleiner und länglich und damit für die vorhandenen Insekten geeigneter. Eine weitere Art lebte auf einer Insel, wo Insekten im Stamm der Bäume gelebt haben. Der Schnabel dieser Vögel war auch angepasst, er war lang und fester. Somit konnten sie den Baum picken.

Darwin kannte ähnliche Vorgänge in seiner Heimat, England: Es ging hier nicht um eine natürliche Selektion, sondern um eine von Menschen gesteuerten Selektion. Bauer haben nach der Ernte jedes Jahr die Pflanzen ausgewählt, die den reichsten Ertrag hatten. Die Samen dieser Pflanzen wurden dann für die Saat des nächsten Jahres benutzt. Die Menschen haben beobachtet, dass dadurch die Ernte in Allgemeinem reicher wurde, bis zu einer gewissen Grenze.

• Darwin kam auf die Idee der Selektion auf den Galapagos Inseln
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  Darwinfinken
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  Finkenevolution
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  Darwin
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  Galapagos
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  Chromosomen

Die Merkmale der Organismen, also ihre Erscheinungsbild, werden in Biologie auch Phänotyp genannt. Später wurde festgestellt, dass sich die Information für die Merkmale in den Zellen der Organismen befindet, nämlich in der DNA (auch Genotyp genannt). Eine zufällige Änderung der DNA kann aus verschiedenen Gründen stattfinden. Eine solche Änderung kann zu einer Änderung des Phänotyps führen (auch wenn dies nicht immer der Fall ist). Im Beispiel mit den Darwinfinken, hat eine Änderung der DNA zu einer anderen Art Schnabel geführt. Wenn die neue Art Schnabel an die Umgebung des Vogels angepasst war, hatte dieser Vogel mehr Chancen sich zu reproduzieren. Wenn er sich auch tatsächlich mehr reproduziert hatte, dann waren die Vögel mit besser angepassten Schnabel immer mehr und mehr, bis irgendwann sie fast die einzigen an diesem Ort waren.

Der Genotyp und der Phänotyp können sich auch durch Mischung von DNA bei der Reproduktion von Lebewesen ändern. In unserem Beispiel: Wenn sich ein Finken mit langem und ein Finken mit breitem Schnabel (weiblich und männlich) reproduzieren, kann möglicherweise ein Finken mit einer neuen Art Schnabel entstehen, der an der Umgebung besser angepasst ist (oder auch nicht). Die Selektion hat also sowohl mit den Merkmalen des Organismus zu tun, als auch mit seiner Umgebung (seine sogenannte ökologische Nische).

Wir können die Selektion durch die folgenden Schritte beschreiben:

• Eine Änderung des Erbguts (des Genotyps) ist notwendig. Eine solche Änderung kann durch Mutation (Änderung des DNA) oder Kombination von Erbgut stattfinden. Wenn diese Änderung auch zu einer Änderung der Merkmale (des Phänotyps) mundet, dann kann die Selektion stattfinden. Bei den Darwinfinken haben Mutationen zu einer Änderung der Form des Schnabels geführt.
• Es kann sein, dass sowohl die alten als auch die neuen Merkmale genau so gut an ihrer Umwelt angepasst sind. Dann findet in der Regel keine Selektion statt. Es kann aber auch sein, dass das Merkmal für das Überleben des Organismus wichtig und dass eine Variation des Merkmals besser an die Umwelt angepasst ist. Manche Finken haben z.B. einen Schnabel, der für das Fressen von Insekten besser angepasst ist. Bei manchen anderen Finken wieder ist der Schnabel mehr für Samen geeignet.
• Wenn die Organismen mit dem besser angepassten Merkmal sich reproduzieren können, dann können sich auch sie mit höheren Wahrscheinlichkeit reproduzieren. Nach mehreren Generationen ist es möglich (aber nicht unausweichlich), dass fast ausschließlich diese besser angepassten Organismen überleben.

Selektion wird oft missverstanden. Es geht hier nicht um ein absolutes Prinzip, sondern um eine Möglichkeit. In der Regel überleben die in einem Merkmal besser angepassten Organismen doch nicht als einzige. Es kann bspw. auch sein, dass sie in anderen Merkmalen weniger angepasst sind. In der Regel leben mehrere Organismen mit fast der gleichen ökologischen Nische nebeneinander, auch wenn manche davon in vielerlei Weisen besser angepasst sind. Das macht in Hinsicht des Überlebens einer Art auch deshalb Sinn, weil die Lebensbedingungen veränderlich sind. Eine Vielfalt erhöht daher die Wahrscheinlichkeit des Überlebens.