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Zwei Birkenspanner zeigen beispielhaft Evolution. Der untere ist ein Beispiel für industriellen Melanismus. Diese dunkle Varietät erschien in britischen Städten im frühen 19. Jh.
Charles Darwin
Der 1809 in Shropshire (England) geborene Darwin begeisterte sich von klein auf für Naturgeschichte. An der Universität in Cambridge freundete er sich mit einflussreichen Forschern an, darunter John Stevens Henslow. So wurde Darwin eingeladen, an einer Weltreise teilzunehmen. Henslow half ihm auch, seine Ergebnisse zu katalogisieren und zu veröffentlichen.
Darwins Forschungen machten ihn berühmt und brachten Anerkennung: 1853 die Royal Medal der Royal Society, 1854 die Mitgliedschaft in der Linnean Society. 1859 war Die Entstehung der Arten sofort ausverkauft. Trotz schwacher Gesundheit hatte Darwin zehn Kinder und hörte nie auf, zu arbeiten und neue Theorien zu entwickeln. Er starb 1882.
Hauptwerke
1839 Zoology of the Voyage of HMS Beagle.
1859 Über die Entstehung der Arten durch natürliche Züchtung
1868 The Variation of Animals and Plants under Domestication
1872 The Expression of Emotions in Man and Animals
Verwandtenselektion
Der Begriff »Verwandtenselektion« wurde 1964 von dem britischen Biologen John Maynard Smith eingeführt. Er beschreibt eine Evolutionsstrategie, bei der ein Organismus den Fortpflanzungserfolg seiner Verwandten über das eigene Überleben und die eigene Fortpflanzung stellt. Darwin diskutierte als Erster dieses Konzept, als er sich mit dem scheinbaren Paradoxon des altruistischen Verhaltens bei sozialen Insekten wie den Arbeiterinnen der Honigbienen befasste, die sich selbst nicht fortpflanzen, sondern dies ihrer Mutter überlassen. Der britische Evolutionsbiologe William Donald Hamilton meinte, dass sich beispielsweise Bienen altruistisch verhalten (indem sie anderen bei der Fortpflanzung helfen), wenn sich die beiden Bienen genetisch sehr nahestehen und der Vorteil für den Empfänger den Nachteil für den Geber überwiegt. Dies nennt man Hamiltons Regel.
Bei den Honigbienen versorgen weibliche Arbeitsbienen die Königin, bauen Wachswaben, sammeln Nektar und Pollen und füttern Larven, ohne sich selbst fortzupflanzen.
Evolution in Echtzeit
Richard Lenski, Professor an der Michigan State University, begann 1988 das Projekt Longterm Experimental Evolution. Über 25 Jahre lang studierte er 59 000 Generationen des Bakteriums E. coli. In diesem Zeitraum beobachtete er, dass die Art, die die Zuckerlösung, in der sie lebte, effizienter nutzte, größer wurde und schneller wuchs. Zudem war eine neue Art entstanden, die auch Citrat (Salz der Zitronensäure) in der Lösung – anders als die Elternbakterien – verarbeiten konnte.
Sich verändernde Bakterien stellen eine große Gefahr für Menschen dar. Beim Einsatz von Antibiotika werden zwar viele krankheitserregende Bakterien vernichtet, aber nicht diejenigen mit Mutationen, die resistent werden. Während die nicht resistenten Bakterien getötet werden, vermehren sich die resistenten Stämme, sodass Antibiotika wirkungslos werden. Das ist natürliche Selektion in der Praxis.
Escherichia (E.) coli sind Bakterien, die Krankheiten wie Darminfektionen verursachen. Sie sind immer schwerer zu behandeln, da sich resistente Stämme ausbreiten.
WIR MENSCHEN GEBEN GENE WEITER
DIE VERERBUNGSREGELN
IM KONTEXT
SCHLÜSSELFIGUR
Gregor Mendel (1822–1884)
FRÜHER
1802 Der Franzose Jean-Baptiste de Lamarck meint, dass die während des Lebens erworbenen Merkmale an die Nachkommen vererbt werden.
1859 Charles Darwin veröffentlicht die Theorie der Evolution durch natürliche Selektion in Die Entstehung der Arten.
SPÄTER
1869 Der Schweizer Physiologe Friedrich Miescher entdeckt die DNA, die er »Nuclein« nennt.
1953 Molekularbiologen, darunter der Brite Francis Crick und der US-Amerikaner James Watson, identifizieren die Struktur der DNA.
2000er Forscher im Bereich der Epigenetik beschreiben die Vererbung durch andere Mechanismen als Gensequenzen auf der DNA.
Lange bevor der genetische Code geknackt wurde, zeigte 1866 der mährisch-österreichische Mönch Gregor Mendel als Erster, wie Merkmale von Generation zu Generation weitergegeben werden. Durch viele mühsame Versuche erkannte er korrekt die Grundregeln der Vererbung.
Als Mendel seine ersten Versuche startete, glaubten Wissenschaftler, dass die verschiedenen Merkmale von Tieren und Pflanzen durch eine Art »Mischung« vererbt würden. Doch Mendel fand in seinem Klostergarten heraus, dass das nicht der Fall war. Wenn er eine Pflanze, die stets grüne Erbsen trug, mit einer Pflanze kreuzte, die stets gelbe Erbsen trug, kamen keine gelbgrünen Erbsen heraus, sondern alle Erbsen waren gelb.
Mendels harte Arbeit
Im Lauf seiner Forschungen (1856–1863) züchtete Mendel fast 30 000 Erbsenpflanzen über mehrere Generationen und zeichnete die Ergebnisse sorgfältig auf. Er konzentrierte sich auf Pflanzen mit nur zwei klaren Phänotypen (Erscheinungsbildern), etwa solche mit nur weißen und violetten Blüten. Bei Erbsen nahm er Pflanzen mit grünen Erbsen und bestäubte sie mit den Pollen von Pflanzen mit gelben Erbsen. Die direkten Nachkommen – Mendel nannte sie F1-Generation – trugen alle gelbe Erbsen. Dann bestäubte er Pflanzen der F1-Generation untereinander und erhielt so die F2-Generation. In dieser Generation waren einige Erbsen gelb und andere grün. Die F1-Generation zeigte allein die Ausprägung (gelb) des Merkmals, das Mendel »dominant« nannte. In der F2-Generation zeigten 75 % die dominante gelbe Form und 25 % die nicht dominante oder »rezessive« grüne Form.
Mendels Erbsenversuche
Mendels Versuche zur Züchtung von Erbsenpflanzen zeigten: Das Gen für die gelbe Färbung ist dominant, das für die grüne Färbung rezessiv.
