Name: Lotta 2026-06
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Allopatrische Artbildung
Die allopatrische Artbildung ist ein zentraler Prozess in der Evolutionsbiologie. Bei der allopatrischen Artbildung entstehen aus einer Ursprungsart zwei oder mehrere neue Arten. Durch die Trennung von Populationen einer Art in zwei Arten, entwickeln sich die Populationen unabhängig voneinander weiter.
Die Trennung kann passiv durch geografische Barrieren erfolgen: Plattentektonik (Kontinente bewegen sich, Populationen werden auseinandergerissen), Klimaveränderungen (Eiszeiten, Wüstenbildung, steigender Meeresspiegel trennen Lebensräume), Entstehung von Barrieren (Gebirge entstehen, Flüsse ändern ihren Lauf, Inseln bilden sich).
Die Trennung kann auch aktiv durch das eigenständige Ausbreiten von Tieren beispielsweise durch Nahrungssuche oder Konkurrenzvermeidung entstehen. Wenn ein Teil der Population ein neues Gebiet erreicht (z.B. eine Insel), entsteht räumliche Isolation.
Nach der Trennung entwickeln sich die Populationen unabhängig voneinander weiter: durch Mutationen treten zufällige genetische Veränderungen auf, durch Selektion führen unterschiedliche Umweltbedingungen zu verschiedenen Anpassungen, durch Gendrift-Ereignisse setzen sich besonders in kleinen, isolierten Populationen manche Merkmale durch Zufall durch, nicht weil sie besser sind. Der Begriff "Gendrift" bezeichnet eine zufällige Veränderung der Häufigkeit von Genen (Allelen). Die Unterschiede sind irgendwann so groß, dass man von einer neuen Art spricht.
Nach der Trennung entwickeln sich die Populationen so unterschiedlich, dass eine gemeinsame Fortpflanzung nicht mehr funktioniert („reproduktive Evolution“). Dass die Fortpflanzung nicht mehr funktioniert kann an unterschiedlichen Faktoren liegen:
- Unterschiedliches Verhalten: Die Tiere erkennen sich nicht mehr als Partner (z.B. durch andere Gesänge/ Signale/ Balzrituale).
- Zeitliche Trennung: Die Tiere paaren sich zu unterschiedlichen Zeiten.
- Mechanische Unterschiede: Die Körper passen nicht mehr zusammen (z.B. unterschiedliche Fortpflanzungsorgane).
- Genetische Unterschiede: Spermium und Eizelle passen nicht mehr richtig zusammen oder es entsteht kein lebensfähiger Nachwuchs.
- Unfruchtbare Nachkommen: Manchmal entsteht noch ein Tier, aber es ist unfruchtbar.
- Diese Barrieren sorgen dafür, dass die Gruppen dauerhaft getrennte Arten bleiben.
Die allopatrische Artbildung lässt sich sehr anschaulich am Beispiel der Darwinfinken erklären:
Die Vorfahren der heutigen Darwinfinken gelangten vor etwa drei bis fünf Millionen Jahren vom südamerikanischen Festland auf die Galápagos-Inseln. Die Inseln liegen voneinander getrennt im Ozean. Einige Finken verbreiteten sich auf verschiedenen Inseln. Dadurch entstanden verschiedene isolierte Populationen (sowie die Isolation zum 1000km entfernten Festland), die sich nicht mehr begegneten. Jede Insel hatte unterschiedliche Umweltbedingungen (z.B. unterschiedliche Nahrungsquellen) und somit verschiedene ökologische Nischen.
Die Finken passten sich an ihre jeweilige Insel an (z.B. dicke, kräftige Schnäbel zum Knacken von harten Samen und lange, dünne Schnäbel zum Fangen von Insekten). Mit der Zeit unterschieden sich die Finken optisch und im Verhalten, sodass sie sich nicht mehr als Partner erkennen. So entstanden ca. 14 bis 18 verschiedene Finkenarten (Darwinfinken).
Peripatrische Artbildung
Bei der peripatrischen Artbildung handelt es sich um eine Sonderform der allopatrischen Artbildung.
Hier wird eine sehr kleine Teilpopulation vom Rand (Peripherie) einer großen Population abgetrennt (z.B durch die Entstehung von Barrieren, durch Umweltveränderungen, durch aktive Abwanderung). Nach dieser Trennung findet auf Grund von einer räumlichen Trennung kein Genfluss mehr mit der Ausgangspopulation statt (Isolation). Es gründen nun nur wenige Individuen eine neue Population, ihre Gene bestimmen die Zukunft also stark und somit ist der Gendrift stark (Gründereffekt).
Zusätzlich wirken Mutationen und natürliche Selektion. Die Population entwickelt sich bei der peripatrischen Artbildung oft schneller als bei allopathischer Artbildung.
Die Unterschiede werden so groß, dass keine Fortpflanzung mehr mit der Ursprungsart möglich ist.
Vergleiche:
=> Allopatrisch: eher große Populationsgröße, Gendrift mittel ausgeprägt, Geschwindigkeit eher langsam
=> Peripatrisch: sehr kleine Populationsgröße, Gendrift sehr stark ausgeprägt, Geschwindigkeit oft schneller
Sympatrische Artbildung
Bei der sympatrischen Artbildung handelt es sich um eine Form der Artenentstehung ohne räumliche Trennung der Population.
Dabei wird zwischen zwei Möglichkeiten entschieden: Polyploidisierung oder Veränderung der Lebens- und Verhaltensweisen von Lebewesen.
Bei der sympathischen Artbildung durch Polyploidisierung entstehen Individuen mit mehr als zwei Chromosomensätzen. Polyploidisierung gehört zur Genommutation.
Polyploidisierung führt zur Artbildung, weil sich polyploide Individuen nicht mehr mit der ursprünglichen Population fortpflanzen können (reproduktive Isolation). Es entsteht also eine Fortpflanzungsbarriere. Menschen und Tiere sind jedoch mit einer solchen Mutation nicht überlebensfähig oder können sich zumindest nicht weiter fortpflanzen. Durch Polyploidisierung entstehen keine neuen Tierarten! Pflanzen können sich mit einer solchen genetischen Veränderung weiterverbreiten.
Man unterscheidet zusätzlich zwischen Allopolyploidisierung (zwei ursprüngliche Arten aus der eine neue dritte Art entsteht während der Kreuzung) und Autopolyploidisierung (eine Ursprungsart während der Meiose, weil die Chromosomen nicht richtig getrennt werden).
Eine weitere Möglichkeit bei der sympatrischen Artbildung ist die Veränderung der Verhaltensweisen von Teilpopulationen, durch welche sich diese Teilpopulationen nicht mehr miteinander fortpflanzen und somit der gemeinsame Genfluss stoppt.
Die Veränderung der Verhaltensweisen kann durch verschiedene Faktoren zu stände kommen (z.B. durch die Veränderung der Umwelt passen einige Tiere ihr Verhalten an, um besser überleben zu können oder wenn viele Individuen die gleiche Nahrung nutzen, weichen einige auf andere Ressourcen aus und der Konkurrenzdruck führt zu unterschiedlichem Fress- und Lebensverhalten).
Es entstehen Fortpflanzungsbarrieren und die genetische Unterschiede wachsen (durch Mutationen, Selektion und Gendrift-Ereignisse). Nach einiger Zeit sind die Unterschiede so groß, dass sich die Teilpopulationen, selbst wenn sie sich treffen, nicht mehr fortpflanzen können. Es sind neue Arten entstanden.
Zu Polyploidien siehe auch: Mutation und Mutationstypen