Die Theorie der Evolution durch natürliche Auslese wurde erstmals in Charles Darwins „Über den Ursprung der Arten“ formuliert, das 1859 veröffentlicht wurde.
In seinem Buch beschreibt Darwin, wie sich Organismen über Generationen durch die Vererbung von körperlichen oder Verhaltensmerkmalen entwickeln. Die Theorie geht von der Annahme aus, dass es innerhalb einer Population Unterschiede in Merkmalen gibt, wie zum Beispiel die Schnabelform eines von Darwin untersuchten Galápagos-Finken.
Der Theorie zufolge können Individuen mit Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, sich an ihre Umgebung anzupassen, möglicherweise besser überleben und mehr Nachkommen haben, die diese Eigenschaften erben.
Personen mit weniger adaptiven Merkmalen überleben weniger, um sie weiterzugeben. Im Laufe der Zeit werden Merkmale, die es Arten ermöglichen, zu überleben und sich zu vermehren, in einer Population häufiger vorkommen, und die Population wird sich verändern oder weiterentwickeln. Darwin schlug vor, dass genetisch unterschiedliche Arten durch natürliche Selektion aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgehen könnten.
Aber Darwin kannte den Mechanismus der Zeichenübertragung nicht. Er wusste nichts über Genetik, den Mechanismus, durch den Gene bestimmte Eigenschaften codieren, und diese Eigenschaften werden von einer Generation zur nächsten weitergegeben.
Er wusste auch nichts von der genetischen Mutation, die die Quelle der natürlichen Variabilität ist. Aber zukünftige Forschungen von Genetikern haben den Mechanismus und zusätzliche Beweise für die Evolution durch natürliche Selektion geliefert.
Darwin wählte den Begriff „natürliche Selektion“, um ihn der „künstlichen Selektion“ gegenüberzustellen, bei der Züchter nach bestimmten Merkmalen selektieren, die sie für wünschenswert halten. Bei der natürlichen Auslese wählt die natürliche Umwelt und nicht der Mensch aus.
Die natürliche Selektion kann eine Art leicht verändern, was dazu führt, dass eine Population ihre Farbe oder Größe über mehrere Generationen hinweg ändert. Wenn dieser Prozess über einen relativ kurzen Zeitraum und innerhalb einer Art oder einer kleinen Gruppe von Organismen abläuft, nennen Wissenschaftler dies Mikroevolution.
Aber mit genügend Zeit und sich anhäufenden Veränderungen kann die natürliche Selektion völlig neue Arten hervorbringen, ein Prozess, der als „Makroevolution“ bekannt ist. Es war dieser langfristige Prozess, der Dinosaurier in Vögel, amphibische Säugetiere (wie die Indohus) in Wale und den gemeinsamen Vorfahren von Menschenaffen und Menschen in die Menschen, Schimpansen und Gorillas verwandelte, die wir heute kennen.
Darwin beschrieb auch eine Form der natürlichen Selektion, die vom Erfolg eines Organismus bei der Anziehung eines Partners abhängt, ein Prozess, der als sexuelle Selektion bekannt ist. Das farbenfrohe Gefieder von Pfauen und das Geweih männlicher Hirsche sind Beispiele für Merkmale, die sich als Ergebnis einer solchen Selektion entwickelt haben.
Eines der besten Beispiele für natürliche Selektion, das Wissenschaftler haben, ist die Evolution der Wale. Unter Verwendung von Darwins Theorie als Leitfaden und dem Verständnis, wie natürliche Selektion funktioniert, haben Biologen festgestellt, dass der Übergang der frühen Vorfahren der Wale vom Land ins Wasser in einer Reihe vorhersehbarer Schritte erfolgte.
Die Entwicklung des Blaslochs zum Beispiel könnte mit zufälligen genetischen Veränderungen begonnen haben, die dazu führten, dass mindestens ein Wal Nasenlöcher weiter hinten auf seinem Kopf hatte.
Wale mit dieser Anpassung wären besser an die Lebensweise im Meer angepasst, da sie nicht vollständig wieder auftauchen müssten, um zu atmen. Solche Individuen waren erfolgreicher und hatten mehr Nachkommen. In späteren Generationen sind weitere genetische Veränderungen aufgetreten, die dazu führen, dass sich die Nase auf dem Kopf weiter nach hinten bewegt.
Auch andere Körperteile der frühen Wale veränderten sich. Die Vorderbeine sind zu Flossen geworden. Die Hinterbeine sind weg. Ihre Körper sind stromlinienförmiger geworden und sie haben Schwanzflossen, um sich besser durch das Wasser zu bewegen.
Obwohl Wissenschaftler vorhersagen konnten, wie die ersten Wale aussehen sollten, fehlten ihnen lange Zeit fossile Beweise, um ihre Behauptung zu stützen. Kreationisten betrachteten dieses Fehlen nicht nur in Bezug auf die Evolution der Wale, sondern ganz allgemein als Beweis dafür, dass keine Evolution stattgefunden hat.
Seit den frühen 1990er Jahren haben Wissenschaftler jedoch Beweise in der Paläontologie, Entwicklungsbiologie und Genetik gefunden, die die Idee stützen, dass sich Wale aus Landsäugetieren entwickelt haben. Dieselben Beweislinien stützen die Evolutionstheorie als Ganzes.
In der ersten Ausgabe von On the Origin of Species spekulierte Darwin darüber, wie die natürliche Selektion dazu geführt haben könnte, dass sich ein Landsäugetier zu einem Wal entwickelt hat. Als hypothetisches Beispiel verwendete Darwin nordamerikanische Schwarzbären (Ursus americanus), die Insekten fingen, indem sie mit offenem Maul im Wasser schwammen.
„Ich sehe nichts Schwieriges darin, dass die Bärenrasse durch natürliche Selektion in ihrer Struktur und ihren Gewohnheiten aquatischer wurde, mit immer größeren Mäulern, bis ein Monster wie ein Wal auftauchte“, überlegte er.
Die Idee wurde von der Öffentlichkeit oder anderen Wissenschaftlern nicht gut aufgenommen. Darwin war so verlegen über den Spott, den er erhielt, dass die Passage über den schwimmenden Bären aus späteren Ausgaben des Buches entfernt wurde. Wissenschaftler wissen jetzt, dass Darwin die richtige Idee hatte, aber das falsche Tier. Statt Bären hätte er sich Kühe und Flusspferde ansehen sollen.
Darwin war nicht der erste und nicht der einzige Wissenschaftler, der die Evolutionstheorie entwickelte. Etwa zur gleichen Zeit wie Darwin vertrat der britische Biologe Alfred Russel Wallace unabhängig von Darwin die Theorie der Evolution durch natürliche Auslese, die nicht ernst genommen wurde.
In der Zwischenzeit schlug der französische Biologe Jean-Baptiste Lamarck vor, dass ein Organismus Eigenschaften an seine Nachkommen weitergeben könnte, obwohl er sich in einigen Details geirrt hatte.
Wie Darwin glaubte Lamarck, dass sich Organismen an ihre Umgebung anpassen und diese Anpassung weitergeben. Er dachte, dass Organismen dies tun, indem sie ihr Verhalten und damit ihren Körper ändern – wie Sportler, die trainieren und Spaß haben – und dass diese Änderungen an die Nachkommen weitergegeben werden.
Zum Beispiel glaubte Lamarck, dass Giraffen ursprünglich kürzere Hälse hatten, aber als die Bäume um sie herum höher wurden, verlängerten sie ihre Hälse, um nach schmackhaften Blättern zu greifen, und ihre Nachkommen entwickelten allmählich immer längere Hälse.
Lamarck glaubte auch, dass sich das Leben irgendwie von einfachen zu komplexeren Formen entwickelt hat.
Obwohl Darwin sich über den Mechanismus der Merkmalsübertragung nicht sicher war, glaubte er nicht, dass die Evolution zwangsläufig zu größerer Komplexität führt – er glaubte vielmehr, dass Komplexität das Ergebnis natürlicher Selektion ist.
Die darwinistische Sichtweise der Giraffenentwicklung ist, dass Giraffen eine natürliche Variation in der Halslänge haben und dass diejenigen mit längeren Hälsen besser angepasst sind, um in einer Umgebung voller hoher Bäume zu überleben und sich fortzupflanzen, so dass spätere Generationen mehr Möglichkeiten hatten, zu überleben und sich fortzupflanzen und länger zu leben. Halsige Giraffen.
Der Hauptunterschied zwischen der Lamarckschen und der darwinistischen Vorstellung von der Evolution der Giraffen besteht darin, dass es in der darwinistischen Erklärung nichts darüber gibt, dass Giraffen ihre Hälse strecken und erworbene Eigenschaften weitergeben.
Gleichzeitig wusste Darwin nichts über Genetik. Er beobachtete das Muster der Evolution, wusste aber nicht wirklich über den Mechanismus Bescheid. Dies kam später mit der Entdeckung, wie Gene für verschiedene biologische oder Verhaltensmerkmale kodieren und wie Gene von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden. Die Einbeziehung der Genetik in Darwins Theorie ist als „moderne evolutionäre Synthese“ bekannt.
Die körperlichen und Verhaltensänderungen, die die natürliche Selektion ermöglichen, finden auf der Ebene der DNA und Gene in Gameten, Spermien oder Eiern statt, durch die Eltern genetisches Material an ihre Nachkommen weitergeben. Solche Veränderungen werden Mutationen genannt. Mutationen sind der Rohstoff, auf dem die Evolution operiert.
Mutationen können durch zufällige Fehler bei der DNA-Replikation oder -Reparatur, chemische oder Strahlenschäden verursacht werden. Mutationen sind normalerweise entweder schädlich oder neutral, aber in seltenen Fällen kann eine Mutation für einen Organismus von Vorteil sein. Wenn dies der Fall ist, wird es in der nächsten Generation häufiger auftreten und sich in der gesamten Bevölkerung ausbreiten.
Somit lenkt die natürliche Selektion den Evolutionsprozess, indem sie vorteilhafte Mutationen behält und hinzufügt und schlechte verwirft. Mutationen sind zufällig, aber die Auswahl für sie ist nicht zufällig.
Aber die natürliche Auslese ist nicht der einzige Mechanismus für die Evolution von Organismen. Beispielsweise können Gene von einer Population an eine andere weitergegeben werden, wenn Organismen migrieren oder einwandern, ein Prozess, der als Genfluss bekannt ist. Und die Frequenz bestimmter Gene kann sich auch zufällig ändern, was als Gendrift bezeichnet wird.
Die Evolutionstheorie ist eine der fundiertesten Theorien der Wissenschaftsgeschichte. Dies wird durch Daten aus einer Vielzahl von wissenschaftlichen Disziplinen, einschließlich der Genetik, gestützt, die zeigen, dass verschiedene Arten Ähnlichkeiten in ihrer DNA aufweisen.
Es gibt auch Beweise, die die Evolutionstheorie in der Paläontologie und Geologie stützen. Dies wird durch den Fossilienbestand erreicht, der zeigt, wie sich Arten, die in der Vergangenheit existierten, von denen unterscheiden, die heute existieren.
Es gibt auch Beweise für Darwins Theorie in der Entwicklungsbiologie. Es wurde festgestellt, dass Arten, die als Erwachsene sehr unterschiedlich erscheinen, ähnliche Stadien der Embryonalentwicklung durchlaufen, was auf eine gemeinsame evolutionäre Vergangenheit hindeutet.
Kritische Beweise wurden 1994 entdeckt, als Paläontologen die versteinerten Überreste von Ambulocetus natans fanden, was „schwimmender Wal“ bedeutet. Es hatte Finger und kleine Hufe an seinen Vorderbeinen, aber seine Hinterbeine waren im Vergleich zu seiner Größe riesig. Das Tier war eindeutig zum Schwimmen geeignet, konnte sich aber auch an Land ungeschickt wie eine Robbe fortbewegen.
Beim Schwimmen bewegte sich die uralte Kreatur wie ein Otter, stieß sich mit den Hinterbeinen ab und schwenkte Wirbelsäule und Schwanz.
Moderne Wale treiben sich mit kräftigen Tritten ihrer horizontalen Schwanzflossen durch das Wasser, aber A. natans hatte immer noch einen peitschenartigen Schwanz und musste seine Beine verwenden, um den größten Teil des Antriebs bereitzustellen, der benötigt wurde, um sich durch das Wasser zu bewegen.
In den letzten Jahren wurden immer mehr dieser Übergangsarten oder „fehlenden Glieder“ entdeckt, was Darwins Theorie weiter bestätigt. Im Jahr 2007 entdeckten Geologen beispielsweise ein Fossil eines ausgestorbenen katzengroßen Wassersäugers namens Indohuis mit Hufen und einem langen Schwanz.
Wissenschaftler glauben, dass das Tier zu einer Gruppe von Walen wie Ambulocetus natans gehörte. Diese Kreatur gilt als das „fehlende Bindeglied“ zwischen Artiodactyls – einer Gruppe von Huftieren (Artiodactyls), zu der Flusspferde, Schweine und Kühe gehören – und Walen.
Forscher wussten, dass Wale mit Artiodactyls verwandt waren, aber vor der Entdeckung dieses Fossils gab es keine bekannten Artiodactyls, die physische Eigenschaften mit Walen teilten. Schließlich unterscheiden sich Nilpferde, die als die nächsten Verwandten der Wale gelten, stark von Walen.
Indohyus hingegen war ein Artiodactyl, wie die Struktur seiner Hufe und Knöchel zeigt, und es hatte auch einige Ähnlichkeiten mit Walen, beispielsweise in der Struktur seiner Ohren.
Die genetischen Daten unterstützen auch die Idee, dass sich Wale aus Landsäugetieren entwickelt haben, und geben Aufschluss über die genaue Verzweigung des Evolutionsbaums.
Beispielsweise berichteten Forscher 1999 in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, dass Flusspferde laut einer genetischen Analyse von Sequenzen „springender Gene“, die sich selbst kopieren und in Genome einfügen, die nächsten lebenden Verwandten von Walen seien. Bis 1985 glaubten Forscher, dass Schweine näher mit Walen verwandt seien, aber eine Studie aus dem Jahr 1999 widerlegte diese Idee.
Im Jahr 2019 berichteten Forscher in der Zeitschrift Science Advances, welche Gene im Genom des Wals inaktiviert wurden, als sich das Lebewesen aus Landsäugetieren entwickelte.
Wissenschaftler könnten sagen, dass einige Gene, einschließlich derjenigen, die an der Speichelbildung beteiligt sind, inaktiviert wurden, weil Wale Überreste davon im Genom haben, die die Forscher als genomische Fossilien bezeichnen. Dies deutet darauf hin, dass sich Wale aus speichelproduzierenden Kreaturen entwickelt haben.
Auch aus der Entwicklungsbiologie gibt es Hinweise auf die Evolution der Wale. Die Entwicklungsbiologie veranschaulicht die Tatsache, dass Tiere, die als Erwachsene sehr unterschiedlich sind, Ähnlichkeiten als Embryonen haben, weil sie evolutionär verwandt sind.
Zum Beispiel begannen sich bei Walen als Embryonen Hinterbeine zu entwickeln, die später im Entwicklungsprozess verschwinden, während die Vorderbeine bleiben und sich zu Flossen entwickeln. Dies deutet darauf hin, dass sich Wale aus einem vierbeinigen Vorfahren entwickelt haben.
Die Evolution wird durch die vielen Beispiele für Artenveränderungen, die zu der Vielfalt des Lebens geführt haben, die wir heute sehen, gut unterstützt.
Natürliche Selektion oder mit anderen Worten Variabilität, Vererbung und differentielle Fitness ist die grundlegende Theorie der modernen Biologie. Das ist für die Biologie das, was die Quantenmechanik und die spezielle Relativitätstheorie für die Physik oder das Atommodell für die Chemie sind.
2022-02-04 18:00:36
Autor: Vitalii Babkin