Merkmale.
SPÄTER
1869 Friedrich Miescher, ein Schweizer Mediziner, entdeckt die DNA, doch ihre Rolle in der Genetik ist noch unbekannt.
1900 Die Vererbungsregeln, die der Mönch Gregor Mendel 1866 nach seinen Experimenten mit Erbsen veröffentlicht hatte, werden wiederentdeckt.
1942 Der Brite Julian Huxley prägt den Begriff »moderne Synthese« für die Vereinigung von Evolution und Genetik.
Die natürliche Selektion ist ein Konzept, das der britische Naturforscher Charles Darwin entwickelte und in dem Buch On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859; erste deutsche Ausgabe Über die Entstehung der Arten durch natürliche Züchtung, 1860) ausführte. Sie ist der Hauptmechanismus der Evolution, der unterschiedliche Überlebens- und Fortpflanzungsraten bewirkt. Lebewesen, die einen höheren Fortpflanzungserfolg haben, geben ihre Gene öfter an folgende Generationen weiter, sodass Individuen mit den entsprechenden Merkmalen häufiger werden.
Zu den Galápagos-Inseln
Der junge Charles Darwin dachte erstmals während der Expedition auf der HMS Beagle (1831–1836) über die Evolution nach. Ursprünglich hatte er die orthodoxe biblische Sicht akzeptiert, dass die Erde nur einige Jahrtausende alt sei. Doch auf der Beagle las er die kurz zuvor veröffentlichten Principles of Geology des schottischen Geologen Charles Lyell, der in Gesteinsschichten Hinweise auf winzige, graduelle, aber sich summierende Veränderungen über enorme Zeiträume gefunden hatte – über Jahrmillionen statt Jahrtausende. Als Darwin Landschaften auf der ganzen Welt sah, die sich durch Vorgänge wie Sedimentation, Erosion und Vulkanismus geformt hatten, dachte er darüber nach, ob und warum sich auch Tierarten über solch lange Zeiträume verändern. Er untersuchte Fossilien, beobachtete lebende Tiere und fand Muster; so folgten auf ausgestorbene Arten oft ähnliche, aber doch veränderte moderne Arten.
»Man kann figürlich sagen, die natürliche Zuchtwahl sei täglich und stündlich und aller Orten beschäftigt, eine jede, auch die geringste, Abänderung zu prüfen.«
Charles Darwin Die Entstehung der Arten, 1859 (deutsche Ausgabe von 1884)
Darwins Feldstudien im Galápagos-Archipel vor der Küste Südamerikas im Herbst 1835 lieferten besonders starke Belege für die spätere Theorie der Evolution durch natürliche Selektion. Ihn faszinierte, dass sich die Form des Carapax (Rückenpanzers) der Riesenschildkröten von Insel zu Insel leicht unterschied. Und dass es vier ähnliche, aber doch deutlich unterschiedliche Spottdrosseln gab, wobei auf keiner Insel mehr als eine Art vorkam. Er sah gleich aussehende Singvögel, deren Schnäbel verschiedene Größen und Formen hatten. Darwin schloss, dass diese Gruppen einen gemeinsamen Vorfahren, aber in verschiedenen Umwelten verschiedene Merkmale entwickelt hatten.
Darwins Folgerungen
Zurück in England, dachte er über die Schnäbel der kleinen Vögel – meist »Finken« genannt, obwohl sie nicht zur Familie der Finken gehören – nach. Da der Schnabel das wichtigste Werkzeug bei der Nahrungsaufnahme ist, gibt seine Form Hinweise auf die Ernährung. Nach späteren Studien gibt es auf den Galápagos-Inseln 14 verschiedene Finkenarten mit deutlichen Unterschieden bei der Schnabelform. So haben Kaktusfinken lange, spitze Schnäbel, um Samen aus Kaktusfrüchten zu picken, während Grundfinken kurze, dicke Schnäbel haben, besser geeignet für große Samen am Boden. Die Waldsänger-Darwinfinken haben dünne, scharfe Schnäbel, die ideal sind, um Fluginsekten zu fangen.
Darwin spekulierte, dass die Finken von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen mussten, der die Inselgruppe aus Südamerika erreicht hatte. Die Vielfalt der Finkenpopulationen hatte sich, so Darwin, in verschiedenen Lebensräumen entwickelt. Dabei hatte sich jede Gruppe durch einen Vorgang, den er später »natürliche Selektion« nannte, an eine spezifische Nahrung angepasst. Im Lauf der Zeit seien die Populationen zu getrennten Arten geworden.
Vergleich der Schnabelform von Galápagos-Finken
Geospiza magnirostris Mit dem kurzen, scharfen Schnabel kann der Großgrundfink, der größte der Darwinfinken, Nüsse knacken.
Geospiza fortis Der Schnabel des Mittelgrundfinks ist variabel und passt sich evolutionär schnell an die verfügbaren Samen an.
Camarhynchus parvulus Der kurze, kräftige Schnabel des Zwergdarwinfinken ist an Samen, Früchte und Insekten angepasst.
Certhidea olivacea Mit dem dünnen Schnabel kann der Waldsänger-Darwinfink gut nach kleinen Insekten und Spinnen suchen.
Im 21. Jahrhundert entdeckten Forscher an der Harvard-Universität, wie dies auf genetischer Ebene abläuft. Ihre Ergebnisse von 2006 zeigen, dass das Molekül Calmodulin die Gene reguliert, die die Schnabelform bestimmen. Bei den langschnabeligen Kaktusfinken ist seine Konzentration höher als bei den kurzschnabeligen Grundfinken.
Verfeinerung der Theorie
Darwin wurde von Thomas Malthus’ Werk An Essay on the Principle of Population (1798; dt.: Eine Abhandlung über das Bevölkerungsgesetz, 1905) beeinflusst, in dem dieser schrieb, das Bevölkerungswachstum werde irgendwann die Lebensmittelproduktion übersteigen. Das passte zu Darwins Beobachtungen des ständigen Konkurrenzkampfs zwischen Individuen und Arten um Ressourcen. Dieser Wettbewerb bildet das Rückgrat von Darwins Theorie.
Um 1839 hatte Darwin die Idee der Evolution durch natürliche Selektion für sich formuliert. Er zögerte aber, sie zu veröffentlichen, da er einen Sturm der Entrüstung von denjenigen erwartete, die sie als Angriff auf Religion und Kirche sehen würden. Als er aber 1857 Briefe des britischen Naturforschers Alfred Russel Wallace erhielt, der unabhängig zu ähnlichen Schlüssen gekommen war, erkannte Darwin, dass er sie nun veröffentlichen musste. Manuskripte von Darwin und Wallace wurden im Juli 1858 unter dem Titel On the Tendency of Species to Form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection bei einer Versammlung der Linnean Society in London vorgelesen.
Im Jahr danach veröffentlichte Darwin die Theorie in dem Buch Über die Entstehung der Arten durch natürliche Züchtung. Einige Forscher reagierten verärgert, weil sie von Lamarcks Konzept der Transmutation abwich, andere beleidigt, weil sie die wörtliche Bibelinterpretation untergraben sahen. Wieder andere meinten, dass sie die große Vielfalt von Merkmalen im Artenreich ignoriere, und nannten sie »führungslos« und »nicht progressiv«.
Darwin war dennoch zuversichtlich. Er wusste, dass Individuen einer Art gewisse natürliche Variationen zeigen: Einige haben längere Haare, kürzere Beine oder hellere Farben. Sie alle konkurrieren um begrenzte Ressourcen und so folgerte Darwin, dass diejenigen, deren Merkmale am besten
