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Isolation und Evolution

Der Evolutionslehre zufolge sind die höher entwickelten Tiere und Pflanzen aus einfacheren Vorfahren hervorgegangen. Man unterscheidet heute mehr als eine Million Tier- und eine halbe Million Pflanzenarten. In einem »Stammbaum« versucht man, ihre verwandtschaftlichen Beziehungen sichtbar zu machen. Dass Tiere derselben Art angehören, erkennt man vor allem daran, dass sich ihre Vertreter in freier Wildbahn fruchtbar miteinander fortpflanzen können. Zwar lässt sich aus Löwe und Tiger der »Liger« züchten, doch ist dieser unfruchtbar und tritt in Freiheit nie auf. Sie müssen als getrennte Arten gelten. Die Artbildung
Eine Voraussetzung für die Bildung neuer Arten ist die Isolation. Wenn in einem größeren Verbreitungsgebiet einer Art Gruppen abgetrennt werden, die nun ihr Erbmaterial nicht mehr mit allen Artgenossen frei austauschen können, dann verändert sich ihr Erbgut durch die von der Umwelt diktierte Selektion nach und nach so stark, dass sie sich schließlich mit ihren früheren Artgenossen nicht mehr mischen. Zeigen isolierte Gruppen bereits deutliche Unterschiede in Aussehen oder Verhalten, sind sie aber genetisch noch nicht unverträglich, dann klassifiziert man sie als Unterarten bzw. Rassen. Je größer das Verbreitungsgebiet einer Art und je unterschiedlicher die Lebensbedingungen darin sind, um so wahrscheinlicher bilden sich Unterarten, die den Beginn neuer Arten darstellen können. Die zunächst feinen Unterschiede entstehen durch Änderungen im Erbgut (Mutation), durch Selektion (Auslese) werden die am besten angepassten Formen begünstigt. Bei wenig beweglichen Tieren wie Schnecken kann die Trennung zweier Wohngebiete durch einen Gebirgskamm ausreichen, um zwei Rassen entstehen zu lassen. Große Barrieren, wie Ozeane oder Wüsten, trennen nicht nur Arten und Unterarten, sondern begünstigen über lange Zeiten ablaufende unterschiedliche Entwicklungslinien zu andersartigen Faunen, so in Australien oder Madagaskar. Ein hoher Prozentsatz der gesamten Arten eines solchen Gebietes unterscheidet sich dann von denen benachbarter Kontinente: Er ist endemisch, d. h. nur diesem Gebiet eigen. Wird die geografische Isolation bald aufgehoben, tritt wieder Vermischung mit den Ausgangsarten ein. Um die neuen Merkmale zu erhalten, bedarf es also auch einer Isolation bei der Paarung. Diese Fortpflanzungsisolation wird in erster Linie durch Verhaltensweisen erreicht. Bereits bei feinen Unterschieden »verstehen« sich die Partner nicht mehr. Erst in zweiter Linie verhindern Änderungen im Körperbau, die mittlerweile entstanden sein können, eine Verpaarung. Für eine Selektion kann es schon genügen, wenn die Nachkommen der Hybriden, die durch Kreuzungen genetisch teilweise verschiedener »Arten« entstehen, weniger fruchtbar sind als die reinerbigen. Durch das Erbgut bedingte Eigenschaften, Verhalten und Umweltverhältnisse spielen bei der Artbildung in komplizierter Weise zusammen. Die Umwelt ermöglicht mitunter eine kleinräumige »geografische« Isolation, wenn sie unterschiedliche Lebensbedingungen auf engem Raum anbietet. So kann z. B. die normale, helle Form des Birkenspanners in verrußten Fichten- und Kiefernwäldern am Rande von Industriegebieten durch Vögel leichter entdeckt werden als eine schwarze Mutante. In größeren Beständen von hellrindigen Birken ist die dunkle Mutante im Nachteil. Auf engem Raum wird durch die unterschiedlichen Lebensbedingungen die selektive Trennung zweier Formen möglich, die nach längerer Zeit sich zu verschiedenen Arten entwickeln können. Bei höheren Tieren dauert dieser Prozess zwischen mehreren Tausend und einigen Millionen Jahren. Bei einfachen Tieren mit schneller Generationenfolge und besonders bei Bakterien zeigen sich genetische Veränderungen und damit Art- und Rassenbildung viel schneller. Bei Pflanzen verlaufen die Prozesse im Prinzip ganz ähnlich. Auch hier bedarf es der Isolation und der Herausbildung genetischer Unverträglichkeit, bis neue Arten oder Unterarten entstehen. Eine letzte Möglichkeit der Isolation ist die zeitliche. Die meisten Organismen haben verhältnismäßig genau festgelegte Fortpflanzungszeiten im Jahreslauf. Selbst in den Tropen, wo das ganze Jahr über recht gleichmäßige klimatische Bedingungen herrschen, gibt es eine gewisse Festlegung der Fortpflanzungsperioden. Ursachen können die Regenzeiten oder verstärktes Auftreten der artspezifischen Nahrung sein. Außerhalb der Tropen richten sich die Organismen in erster Linie nach den Jahreszeiten. Treten nun in einer Population, deren Mitglieder sich normalerweise zum Winterbeginn fortpflanzen, Individuen auf, die erst im Frühjahr dazu bereit sind, kann aus ihnen eine neue Rasse und später eine neue Art hervorgehen, die sich mit der Ausgangsform nicht mehr mischt, weil sich die Fortpflanzungszeiten verschoben haben. Ein solcher Prozess wird eingeleitet, wenn sich durch Klimaverschlechterungen, z. B. bei einer herannahenden Eiszeit, milde Winter immer mehr verschärfen, bis eine Fortpflanzung im Winter nicht mehr möglich ist. Bei jenem Teil der Population, der schon zu Beginn des (milden) Winters zur Fortpflanzung kam, wird diese auf den Herbst gedrängt, bei der anderen auf das Frühjahr. Im Lauf der Eiszeiten gab es mehrmals solche Perioden, die im atlantischen Klimabereich zu jahreszeitlichen Trennungen führten. Wenn nun doch einmal eine Kreuzung zwischen Arten zustande kommt, so ist das Ergebnis, eine Hybride, meist nicht fähig zum erfolgreichen Überleben, oder sie ist überhaupt unfruchtbar.

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