Evolutionsbiologie (Fach) / Evolution und Fallstudien (Lektion)

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• postzygotische Isolationsmechanismen = Entstehen durch allmähl. Akkumulation von zufälligen Veränderungen im Genpool beider Arten 1. Hybridensterilität =nicht fortpflanzungsfähig    Bsp: Chrysochus auratus und C. cobaltinus = F1 Hybrid 2. Hybridenzusammenbruch (Dobzhansky-Muller-Theorie) = Aufbrechen koadapt. Genpools führt zu nachteiligen Allel-Komb.    -> In F1 u.U. Heterosis-Effekt (bessere Fitness), F2 Zusammenbruch (2/3 stribt) 3. Zygotenmortalität = Eizelle befruchtet, Zygote stribt jedoch    Bsp: Esel + Pferd = Maultier 4. Hybridenmortalität = junges Tier stirbt    Bsp: Ziege + Hammel
• Assortative Paarung = Form nicht zufälliger Paarung positiv: Art neigt zu Indiv. mit Ähnlichk. -> Subspezies o. neue Artnegativ: Art neigt zu Indiv. mit Unterschiedlk. -> stabilisiert bestehende Art beschleunigt Evolution
• allopatrisch (Speziationsmech.) = Artbildung durch Auspaltung der Art in zwei, durch z.B. Gebirgsbildung, Klimawandel, genet. Drift Genfluss: m=0 Spezialfall: Ringarten (Bsp. Grünlaubsänger)um unbewohntes Gebiet herum bildet sich ein Ring von Popul., die an den Enden wieder zusammentreffen. Aufgrund von Isol. durch Distanz sind Popul. im Überlappungsgebiet der Enden reproduktiv isoliert.
• peripatrisch (Speziationsmech.) = Abtrennung einer kl. Popul. vom Ausgangsgebiet, Gründereffekte durch wenige Indiv., zufällige Auswahl der vorhandenen Allele Genfluss: m=0 kleine Popul. evolvieren schneller wegen stärkerer genet. DriftBsp: Drosophila Arten auf Hawaii
• parapatrisch (Speziationsmech.) = Art mit zusammenhängendem Verbreitungsgebiet teilt sich in 2 Arten, es entsteht ein steiler Gradient. Grund: Umweltparameterdie einen starken Selektionsdruck bedingen und daher die Arten sich unterschdl. anpassen; gleichzeitig Bsp. für ökol. Speziation "tension zone" entlang des Gradienten, Hybride mit niedrigerer Fitness als ReinformBsp: Mimulus gattatus klare Trennung zu sympatrisch kaum mögl., da fast immer Untersch. zw. den ökol. Nischen der neuen Arten
• sympatrisch (Speziationsmech.) = Artbildung im gleihen Gebiet ohne räuml. Trennun Problem: Wie können Merkmale divergieren, wenn gleichz. Verpaarung zw. den divergierenden Arten die enst. Unterschiede wieder einebnet?    -> ökol. Divergenz muss gleichz. mit reproduktiver Isolation entstehen Bsp: durch Polyploidisierung -> verschiedene Tragopogon Arten mit unterschiedl. Chromosomensatz klare Trennung zu parapatrisch kaum mögl., da fast immer Untersch. zw. den ökol. Nischen der neuen Arten
• phänotypische Plastizität (keine genotyp. Unterschiede) = Popul. bevorzugen Paarungspartner von gleicher Wirtspflanze, Pflanze beeinfl. direkt das Kohlenstoff-Muster der Käger (Phaedon cochleariae und P. aciae auf Bachbunge oder bitteres Schaumkraut) -> unterschiedl. Wirtsnutzung bewirkt reprod. Isolation und erlaubt Divergenz der beiden Linien im Sympatrie
• Speziation der Buntbarsche in Ostafrika - vorhanden im Viktoria -, Tanganjika -und Malawi-See- mtDNA-Untersuchungen zeigen, dass Aurten aus dem Malwai -und Viktoria-See aus je einer Linie sind und die des Tang.-Sees viele alte Linien mit geringer morphol. Diverenzierung sind- Modifikation von Zähnen und Köpfen (Algenweider, Zooplanktonfiltrierer u. Räuber)- adaptive Radiation und konvergente Lebensformtypen    -> Maulbrüter (Weib.): wenige Nachkommen, geringe Popul.größe = Zufallsprozesse bei Artbild.    -> bunte Typen (Tropheus) = sex. Selektion bei Artbild.
• wichtig für Artbildung? - reproduktive Isolation (sex. o. ethol.)- zw. räuml. getrennten Arten häufig auch Hybridinkompatibilität- Unterteilung nach Geographie u. Ausmaß des Genflusses zw. den divergierenden Arten   -> ökol. Differenz ermöglicht u.U. auch Divergenz trotz weiterhin mögl. Genfluss- nicht genet. fixierte Faktoren können eine Rolle spielen    Bsp: Orkas: in allen kalten Meere, unterschiedl. Ökotypen mit eigenen Gesängen in Familiengr., kulturelle Unterschied. im Beutespektrum und Jagdverhalten fünktioniert als Isolationsmechanismus
• intrazelluläre Bakterien (Wolbachia) - viele Wirbellose (Insekten, Nematoden, Asseln) mit infiziert- wird mit dem Zytoplasma der Eizelle weitervererbt, Männchen sind eine Sackgasse- manipulieren die Reproduktion der Wirte, um eigene Verbreitung zu maximieren- mögl. Effekte: Feminisierung genetischer Männchen, Induktion von Parthenogenese, Abtöten von Männchen, cytoplasmatische Inkompatibilität Formen:- infizierte Männ. mit gesunden Weib. = keine Forpfl.- unterschiedl. infizierte Paare können sich nicht fortpfl.- Phänotyp wird gerettet, wenn Männ. gl. Infektion trägt Alle Nasonia-Arten (Erzwespen) sind infiziert.- cytoplasm. Inkomp. zw. den Wolbachia-Stämmen verhindert Fortpfl. zw. Nasonia-Arten- postzygotische Isolation zw. jungen Arten durch Wolb.- weitere prä -und postzygotische Isolationsmech. entwickeln sich nach Aufspaltung, ähnl. wie bei allopatr. Artbild.
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• Cladogramm vs. Phenogramm Cladogramm: Verzweigungen geben Verwandtschaftsbeziehung wieder, Knoten geben an, wer mit wem verwandt ist, Achsen sind ohne Einheiten Phenogramm: beide Achsen können skaliert sein
• Material & Vorgehensweise zur Rekonstruktion der Phylogenese Phylogenese: stammesgeschichtl. Entwickl. der Arten - vergleichb. Merkmale- unterschied. Merkmalszustände bei versch. Taxa- fossile Überlieferung phenetische Methode: bewertet wird Änlichkeit für möglichst viele Merkmale cladistische Methode: gemeinsame abgeleitete Merkmale werden höher bewertet als gemeinsame ursprüngliche (nach W. Henning)
• Synapomorphie =gemeinsam abgeleitete Merkmalszustände, belegen gemeinsame Abstammung
• Symplesiomorphien gemeinsame ursprüngliche Merkmalszustände sollte nicht herangezogen werden zur Stammbaumrekonstruktion, sondern nur homologe Merkmale sollten verglichen werden (gehen auf Gemeinsamk. in einem gemeinsamen Vorfahren zurück)
• Homologiekriterien 1. Kriterium d. Lage: 2 Organe sind homolog, wenn sie die gl. Lade in einem komplexen Gefügesystem haben    Bsp: Elefantenstoßzahn ist homolog zu Schneidezähnen, weil er im Prämaxillare entspringt und ist nicht homolog zu Reißzähnen 2. Kriterium d. spez. Qualität: 2 Organe sind homolog, selbst wenn sich nicht in Lage übereinstimmen, sofern sie in den Details ihres Aufbaus übereinstimmen    Bsp: Placoidschuppen der Haie homolog zu Zähnen 3. Kriterium d. Kontinuität: 2 Organe sind homolog, wenn sie sich durch Zwischenformen ineinander überführen lassen    Bsp: Gehörknöchelchen der Säuger homolog zu Kiemenbögen
• Klärung durch fossile Bindeglieder Dinosaurier - Vogel Archaeopteryx Merkmale: Zähne, gegl. Finger mit Krallen, langer Schwanz mit WirbelnVogel Merkmale: Federn, nach hinten gerichtete Zehe, Furcula (Gabelbein)
• Mosaikevolution evolutionäre Veränderung von Merkmalen in einem o. mehreren Körperteilen ohne gleichzeitige Veränderung in anderen Körperteilen
• Analogie = beschreibt eine Ähnlichkeit zw. Arten, die unabh. voneinander durch gleiche Anforderungen des Lebensraums o. der Funktion entstanden ist
• Artenselektion = Arten konkurrieren um Radiation (Artbild., Kladogenese) bzw. Verhinderung der Extinktion (Aussterben)
• Phylogenese und Ontogenese P: (=Stammesentwickl.) die konkrete Geschichte der Organ. auf der Erde, ist unvorhersagbar und kann nur durch Überreste der Vergangenheit rekonstruiert werden O: (=individuelle Entwickl) ist vorprogrammiert, wenn auch modifizierbar und damit vorhersagbar
• Kladogenese und Anagenese K: (="Enst. der Zweige") betrifft die Aufsp. von Stammarten in Tochterarten A: (="Weiterentwick.") beschreibt die Transformation von Merkmalen und Entstehung von evol. Neuheiten (Apomorphien) zw. Aufspaltungen, also innerhalb einzelner Stammlinien.

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