Ich bin dazu da, Fragen zu beantworten und Sie zum Nachdenken anzuregen Das was Sie vor allem lernen müssen, ist Fragen zu haben und Fragen zu stellen Am schönsten ist es, wenn man selber merkt: „Das muss doch so sein; anders kann es gar nicht funktionieren.“ Ohne dass man etwas lernen muss.

Kapitel 1: Taxonomie und Grundprinzipien der Evolution

Inhalt von Kapitel 1 was ist ein Taxon? die wichtigsten Taxon-Hierarchien: Art, Gattung, Familie etc. Linné`s System nach Merkmalen die Linné’sche Nomenklatur Darwins System nach Verwandtschaft Die 3 wichtigsten Eckpfeiler der Darwin`schen Lehre: Vermehrung, Variation und Auslese durch die Selektion Evolution ist „Try and Error“ Lamarcks Erklärung für die Veränderung in der Evolution Darwin und Mendel

nach Raupach

der biologische Systematiker teilt die Tiere und Pflanzen in Gruppen ein diese Wissenschaft heißt Taxonomie es gibt Hierachien in steigender Größenordnung: 1. Arten 2. Gattungen 3. Familien 4. Ordnungen 5. Klassen 6. Stämme

Reich: z.B. Tiere Stamm: z.B. Chordatiere Unterstamm: z.B. Wirbeltiere Klasse: z.B. Säugetiere Ordnung: z.B. Raubtiere Familie: z.B. Katzen Gattung: z.B. Panthera Art: z.B. Löwe = Panthera leo

Linné (1707-1778) hat die heute noch gültigen latinisierten Doppelnamen der Pflanzen und Tiere geprägt: [binäre Nomenklatur: erst Gattung = Nachname, dann Art = Vorname] Rote Johannisbeere = Ribes rubrum Seitdem muss niemand mehr: Grossularia, multiplici acino: seu non spinosa hortensis rubra, seu Ribes officinarium aufsagen Ribes rubrum macht alles klar

1735

Eristalis gatesi Thompson, 1997 „Bill-Gates Schwebfliege“ nach Raupach

Phallus impudicus

Taxonomie ist die Einteilung der Organismen in Gruppen: Arten, Gattungen usw. nach welchen Kriterien wird eingeteilt? zunächst einmal nach Merkmalen: Aber nach WELCHEN Merkmalen?: Man kann doch nicht einfach nach „groß und klein“ oder nach „dick und dünn“ einteilen

Linné hat nach Merkmalen eingeteilt, die nicht direkt dem Einfluss durch die Umwelt unterliegen: also nicht nach „groß und klein“ oder nach „dick und dünn solche Merkmale sind bei Pflanzen die Geschlechtsorgane, die in keiner Blüte fehlten und nicht durch Einflüsse wie Wetter, Klima, Standort, Boden verändert wurden konstante Merkmale: Zahl der Staubblätter Fruchtknoten ober- oder unterständig

Linné wusste noch nichts von Abstammung: die Sache mit den Merkmalen ist kompliziert: es gibt nämlich 2 ganz verschiedene Ursachen, warum Organismen in ihren Merkmalen gleich sind: 1. weil sie die gleiche Abstammung haben (= Homologie) 2. weil sie sich der gleichen Umwelt angepasst haben (= Konvergenz)

das führt zur Evolutionslehre von Darwin Man kann sich auf Merkmale also nicht verlassen, um Tiere und Pflanzen sinnvoll einzuteilen [siehe auch Kapitel „02_Merkmale_Konvergenz_Polygenie “] bleibt also die gemeinsame Abstammung (= Verwandtschaft) das führt zur Evolutionslehre von Darwin

Nach Carl von Linné (1707-1778) kam Charles Darwin (1809-1882), der erkannte, dass alle Organismen evolvieren. Arten ändern ihre Merkmale ständig. Jeder einzelne Organismus einer Art variiert ständig. kein einzelner Organismus ist derselbe wie sein Nachbar. keine einzelner Organismus war derselbe vor 100 000 Jahren und wird nach 100 000 Jahren noch derselbe sein. Damit beseitigte Darwin die Jahrtausende alte Vorstellung von der Einmaligkeit des Schöpfungsaktes.

das alles kommt zum Ausdruck durch das berühmte Werk von Wallace, dem Mitentdecker des Evolutionsprinzips neben Darwin: „On the tendency of varieties to depart indefinitely from the original type“ (1858)

für Linné waren die Arten starre „Typen“ mit unveränderlichen Eigenschaften. Variationen wurden als „Störungen“ empfunden. für Darwin waren die Variationen (ganz im Gegenteil) die Eckpfeiler der Evolution

Der Mechanismus der Evolution: Die Arten entstanden ohne einen vorher existierenden Plan. in der Sprache von heute: jede Veränderung (= Mutation) geschieht ohne Zielvorgabe jeder Fortschritt geschieht durch Auslese (= Selektion)

Sonst würde dabei nichts Sinnvolles herauskommen. Wir selbst als Erbauer von Häusern und Autos haben immer einen Konstruktionsplan. Sonst würde dabei nichts Sinnvolles herauskommen.

Der Mensch ist ein „Designer“. in der Evolution geht das so: Die Evolution nicht. in der Evolution geht das so:

Die nackte Maus lebt im heißen Klima und vermehrt sich diese „ungeplante“ Mutante ersetzt alle Mäuse Das Klima ändert sich durch Zufalls-Mutation entsteht eine Maus mit Fell diese Maus hat kaum eine Überlebenschance

Was hat sich hier abgespielt ? Niemand hat geplant, dass ein Fell entstehen soll. Es ist rein zufällig entstanden, hat sich aber bewährt. Wäre das Fell nicht entstanden, dann gäbe es heute keine Mäuse mehr. Es gibt niemanden, der gewollt hat, dass es Mäuse gibt.

Versuch und Irrtum try and error

Das Prinzip der Evolution ist „try and error“ Um dieses Schloss zu öffnen, gibt es 2 Möglichkeiten: Jemand verrät mir die Zahlenkombination. 2. Ich mache 104 Blindversuche.

Medikamente wurden früher nach Versuch und Irrtum entdeckt 25

Das ist „Playing God“, und so verläuft die Evolution gerade nicht Heute werden Moleküle mit gewünschter Wirkung geplant hergestellt: Das ist „Playing God“, und so verläuft die Evolution gerade nicht

Hier versagt die Intuition: Wie soll man glauben können, dass ein so komplexes Organ wie das Auge durch Versuch und Irrtum entstanden ist ? die Antwort heißt: durch Milliarden und Abermilliarden von Blindversuchen

warum die Organismen eine so hohe Vermehrungsrate haben. Die astronomisch hohe Vermehrungsrate aller Organismen ist wohl der wichtigste Eckpfeiler der Darwin`schen Evolutions-Theorie. Kein Kreationist kann erklären, warum die Organismen eine so hohe Vermehrungsrate haben.

„ … die Erde bald von den Nachkommen eines einzigen Paares erfüllt sein würde“: 30

Jedes Tier und jede Pflanze vermehren sich dermaßen stark, dass das Leben auf der Erde überhaupt nur funktionieren kann, weil die allermeisten Organismen relativ rasch wieder sterben, sobald sie geboren sind. 31

Die 3 wichtigsten Eckpfeiler der Evolution: Die Fortpflanzung der Arten ist derart hoch, dass ihre Populationsgröße exponentiell zunehmen würde, wenn alle Individuen, die geboren werden, sich erfolgreich fortpflanzen würden. Die meisten Populationen sind aber (mit Ausnahme saisonaler Schwankungen) in ihrer Größe stabil, weil nur ein Bruchteil des Nachwuchses überlebt. Ein Kiebitzpaar lebt 15 Jahre. Es erzeugt 4 Junge pro Jahr. am Ende des 1. Jahres: 2 Kiebitze + 4 Junge = 6 Kiebitze am Ende des 2. Jahres: 6 = 3 Paare + (3x4 Junge) = 18 Kiebitze am Ende des 15. Jahres: 2 x 315 =  28.697.814 Kiebitze Also müssen 28.697.810 Kiebitze vorzeitig sterben, damit der Bestand konstant bleibt (= 2 Kiebitze).

Die weiteren 2 wichtigen Eckpfeiler der Evolutions-Theorie: 2. Die Individuen einer Population variieren in ihren Erbanlagen enorm; keine zwei Individuen sind sich gleich. 3. Die durch ihre Erbanlagen am besten an die Umwelt angepassten Individuen hinterlassen mehr Nachkommen als die weniger gut angepassten Individuen. Die unterschiedliche Fortpflanzungserfolg führt dazu, dass die begünstigten Merkmale in der folgenden Generation überdurchschnittlich repräsentiert sind.

Darwin und Lamarck

Die neuen Merkmale entstehen rein zufällig. Der entscheidende Gedankengang von Darwin war, dass alle Veränderungen (heute sagen wir: Mutationen) nichts damit zu tun, welches Ziel die Natur verfolgt. Die neuen Merkmale entstehen rein zufällig. Erst die Selektion greift unter Tausenden von Zufälligkeiten diejenigen heraus (und lässt sie überleben), die auf die Dauer brauchbar sind. Damit setzte sich Darwin bewusst ab vom Denken Lamarcks (1744 - 1829), der der Auffassung war, dass die neuen Merkmale zuerst erlernt und erworben werden und sich dann als feste Erb-Eigenschaften auf die Nachkommen übertragen Vererbung erworbener Eigenschaften

Lamarck (1744 - 1829) sagt: „ständiges Training verbessert die Organe, und dieses wird dann vererbt.“ Kann das stimmen? 36

Sohn:

Die Richtung der Protein-Synthese ist nicht umkehrbar. das beste Gegenargument gegen Lamarck ist die Molekularbiologie der Protein-Synthese Die Richtung der Protein-Synthese ist nicht umkehrbar. Daher können Proteine nicht ihre eigenen Gene verändern. 38

die Richtung der Protein-Synthese: die Richtung nach Lamarck: Training Nur wenn das möglich wäre, könnten wir von einer Vererbung erworbener Eigenschaften sprechen. 39

Darwin und Mendel

Gleiches bringt Gleiches hervor - aber nicht exakt gleich Darwin konnte 2 Tatsachen nicht erklären Das lag daran, dass er keine Vorstellung von Genen hatte Darwins 1. Problem: Gleiches bringt Gleiches hervor - aber nicht exakt gleich = die Mutation Die Mendel-Regeln der Vererbung lösen dieses Problem

Darwins 2. Problem (weil er keine Vorstellung von Genen hatte): die Entmischung: die F1-Nachkommen sind eine Mischung der Eltern, aber in den Enkeln entmischt sich das wieder Wie kriege ich die Mischung wieder auseinander? Vater Mutter Kind

die Antwort auf Darwin durch Mendel: 1. Mendelregel: die Vermischung in der F1 2. Mendelregel: die Aufspaltung in der F2 Gregor Mendel und Charles Darwin waren Zeitgenossen, doch sie kannten einander nicht. Niemand bemerkte, dass Mendel genau jene Prinzipien der Vererbung entdeckt hatte, die Darwins ungelösten Probleme hätten lösen können. F1: Vermischung F1: Aufspaltung