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Michael Weber

Artbildung

 

Definition von zwei Artbegriffen

Biologischer Artbegriff:
Zu einer Art  gehören all die Individuen, die sich untereinander fruchtbar fortpflanzen können.

Morphologischer Artbegriff:
Eine Art ist die Gesamtheit aller Individuen, die in allen wesentlichen Merkmalen untereinander und mit ihren Nachkommen übereinstimmen.


Allochrone Artbildung

Im Laufe der Generationenfolge wandeln sich die Eigenschaften einer Art durch die Wirkung der Evolutionsfaktoren so ab, dass nach einem erdgeschichtlichen Zeitraum eine neue Art entstanden ist, weshalb es hierbei auch nicht zu einer Vermehrung der Artanzahl kommt. Der biologische Artbegriff ist hierbei nicht anwendbar.

Beispiel für allochrone Artbildung: Entwicklung der Sumpfdeckelschnecke (Viviparus).

Im Laufe ihrer Evolution hat sich bei der Sumpfdeckelschneck ein größeres Haus gebildet, welches eine andere Struktur aufweist und eine festere Schale besitzt. Dies stellt einen Selektionsvorteil gegen Fraß dar.
Die benötigte Zeit für die Bildung einer neuen Art liegt im Bereich von etwa einer Million Jahren.
Die allochrone Artbildung entspricht der gerichteten Selektion.

Synchrone Artbildung (Aufspaltung)

Durch geographische Separation (Trennung) kommt es zu einer Aufspaltung einer Urart in mindestens zwei Schwesterarten.
Da diese Schwesternarten nun gleichzeitig leben und nicht wie bei der allochronen Artbildung nacheinander, kommt es zu einer Vermehrung der Arten, Mannigfaltigkeit entsteht.
Eine wichtige Voraussetzung für die Aufspaltung in zwei Arten ist, dass die Teilpopulationen der Ausgangspopulation nicht mehr aufeinander treffen. Dies wird durch eine  geographische Trennung (Separation) erreicht, wodurch Panmixie verhindert wird. Bleibt die geographische Separation bestehen, so können sich im Laufe der Evolution neue Arten aus den Teilpopulationen bilden, da auf die beiden Teilpopulationen unterschiedliche Selektionsfaktoren wirken und verschiedene Mutationen auftreten.

Die Artaufspaltung entspricht der disruptiven Selektion.

Beispiel: Artaufspaltung durch geographische Separation beim gemeinen Glückskäfer.

Eine Glückskäferpopulation spaltet sich durch geographische Separation, z. B. durch Insel- oder Gebirgsbildung, auf, so dass zwei Schwesterpopulationen entstehen.
Diese Teilpopulationen können sich dann, bedingt durch verschiedene Umwelteinflüsse, Selektionsfaktoren, verschiedene Mutationen oder Gendrift im Laufe der Zeit in zwei verschiedene Rassen und auch Arten weiterentwickeln.
Haben sich die Teilpopulationen nun getrennt von einander weiterentwickelt, kann es vorkommen, dass sie sich bei einem Wiederaufeinandertreffen nicht mehr erkennen und sich demnach
auch nicht mehr paaren. In diesem Fall handelt es sich dann um zwei Arten. Dies gilt nur, wenn sie bestimmte Isolationsmechanismen ausgebildet haben. Diese bewirken, dass es nicht mehr zu einer Verbastardierung kommen kann. Sie sorgen also für eine genetische Sonderung der Arten.

Es gibt zwei Arten von  Isolationsmechanismen.

Isolationsmechanismen:

1. präzygotische Mechanismen, welche die Befruchtung und Zygotenbildung verhindern.
2. postzygotische Mechanismen, bei denen es zur Befruchtung kommt oder bei denen Hybridenzygoten gebildet werden,
diese sind jedoch nicht lebensfähig oder es gehen aus ihnen nur schwache oder sterile Hybriden hervor.

Zu den präzygotischen Mechanismen gehören:

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Lebensraum: Die Populationen leben in den selben Gegenden, haben aber verschiedene Biotope inne;

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temporäre Mechanismen: Die Populationen leben in den selben Gegenden, sind aber zu unterschiedlichen Zeiten geschlechtsreif;

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ethologische Mechanismen (nur bei Tieren): Die Populationen sind durch ihr verschiedenes Verhalten vor der Paarung isoliert;

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mechanische Mechanismen: Fremdbefruchtung wird durch Unterschiede im Bau der Fortpflanzungsorgane verhindert oder eingeschränkt.

 

Zu den postzygotischen Mechanismen gehören:

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Hybridensterblichkeit oder -schwächen

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Entwicklungssterilität bei Hybriden: Weil sich ihre Gonaden anormal entwickeln oder die Meiose vor der Vollendung zusammenbricht, sind die Hybriden steril.

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Segregationssterilität: Durch eine Ungleichmäßige Verteilung der Chromosomen, Chromosomensegmente oder Genkomplexe sind die Hybriden steril.

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F2- Zusammenbruch: Die ersten F- Hybriden sind normal, kräftig und fertil, aber die  F2- Hybriden sind schwach und steril.

 

Beispiele:
Präzygotische Isolationsmechanismen:

Haben sich z. B. unsere Glückskäfer aus der synchronen Artaufspaltung lange voneinander getrennt weiterentwickelt, unter der Ausnutzung verschiedener ökologischer Nischen (z. B. verschiedene Lebensräume), dann können sie sich nicht mehr miteinander paaren, da sie nicht mehr aufeinander treffen.
Oder die eine Glückskäferteilpopulation hat ein neues und anderes Balzverhalten als die andere Teilpopulation entwickelt.
So könnte selbst bei einem Wiederaufeinandertreffen der beiden Teilpopulationen eine Panmixie nicht auftreten, da sie sich nicht als Partner erkennen würden.


Postzygotische Isolationsmechanismen:
Ein Beispiel für die postzygotischen Isolationsmechanismen ist das Pferd und der Esel. Diese können sich kreuzen, jedoch sind ihre Nachkommen (Muli und Maulesel) steril, da ihre  Chromosomensätze bei der Meiose nicht genügend zusammen passen.

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Andor P., M. W. 2003