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30.2: Bildung von Arten
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Bildung von Arten
 

PROTOKOLLE

30.2: Bildung von Arten

Die Artentstehung beschreibt die Bildung einer oder mehrerer neuer Arten aus einer oder manchmal mehreren ursprünglichen Arten. Die daraus resultierenden Arten sind von der Elternart getrennt, wobei in der Regel Reproduktionsbarrieren bestehen. Es gibt zwei primäre Mechanismen der Artentstehung, nämlich die Speziation mit und ohne geographische Isolation und die allopatrische und sympatrische Artentstehung.

Die allopatrische Artenstehung

Bei der allopatrischen Artenstehung wird der Genfluss zwischen zwei Populationen derselben Art durch eine geographische Barriere, wie z.B. eine Gebirgskette oder eine Fragmentierung des Lebensraums, verhindert. Man nennt dies Vikarianz. Zum Beispiel kann eine Trockenheit dazu führen, dass der Wasserspiegel in einem großen See sinkt und zwei oder mehr kleinere Gewässer zurückbleiben, in denen die Bewohner voneinander abgeschnitten werden.

Einmal isoliert, können die Individuen dieser Populationen verschiedenen externen Belastungen ausgesetzt sein, wie z.B. Klima, Verfügbarkeit von Ressourcen oder Raubbau. Diese Unterschiede in der natürlichen Selektion in Kombination mit genetischer Drift und Mutation über viele Generationen der Trennung führen schließlich dazu, dass die beiden Populationen zu eigenständigen Arten werden. Dies wurde in Seen beobachtet, die afrikanische Buntbarsche enthalten, die eine große Anzahl von Arten aufweisen, von denen sich viele wahrscheinlich aufgrund von Allopatrie entwickelt haben.

Dispersion kann auch allopatrische Speziation erzeugen. Zum Beispiel lebt die parasitäre Seeanemonenart Edwardsiella lineata an der Ostküste Nordamerikas. Sie hat eine eng verwandte Schwesterart, E. carnea, die in den Meeren an der schwedischen und norwegischen Küste lebt. Die Verbreitung von E. lineata, die wahrscheinlich in ihrem Larvenstadium als Parasiten in Kammquallen getragen wurden, könnte zur Gründung einer neuen Population an der skandinavischen Küste geführt haben. Diese neue und genetisch isolierte Population divergierte dann im Laufe der Zeit zu einer separaten Art, die heute als E. carnea bekannt ist.

Die sympatrische Artentstehung

Die Artentstehung kann auch ohne geographische Barrieren auftreten. Zum Beispiel enthalten einige Kraterseen in Island mehrere neuartige, eng verwandte Fischarten, die sich mit ziemlicher Sicherheit in Sympatrie entwickelt haben, da eine geographische Isolation aufgrund der Form ihres Lebensraums unmöglich ist. Sympatrische Artbildung ist jedoch wohl schwieriger zu erreichen. Bei der Sympatrie kommen die einzelnen Arten noch immer miteinander in Kontakt und können sich möglicherweise miteinander kreuzen und Gene austauschen. Die Rekombination von Chromosomen tritt wahrscheinlich häufig auf, zumindest zu Beginn der Trennung, und Gruppen von koadaptierten Genen brechen auf, die für die Bildung neuer Arten benötigt werden. Obwohl weniger häufig als allopatrische Speziation, gibt es Beispiele für genetische Divergenz und Speziation in der Sympatrie. Veränderungen werden durch Faktoren wie Habitatdifferenzierung, sexuelle Selektion und Polyploidie vorangetrieben, die Barrieren für den Austausch genetischer Informationen schaffen.

Die sympatrische Artbildung kann auftreten, wenn sich Teilmengen einer Art entwickeln, um verschiedene Lebensräume oder Ressourcen im gleichen geografischen Gebiet zu nutzen. Zum Beispiel zeigen Unterarten des Mittelgrundfinken, Geospiza fortis, die auf der Insel Santa Cruz auf den Galapagos-Inseln gefunden wurden, Anzeichen genetischer Divergenz aufgrund der Schnabelgröße. Die Schnabelmorphologie dieser Art entspricht zwei unterschiedlichen Größenidealen-klein und groß-basierend auf der Größe und Härte der Samen, auf deren Verzehr sie sich spezialisiert haben (ein Beispiel für die Habitatdifferenzierung). Aufgrund der natürlichen Selektion wurden dagegen Vögel mit mittlerer Schnabelgröße ausgesondert, da sie in geringerer Anzahl überlebten.

Neue Arten können auch durch Polyploidie erzeugt werden-ein Mechanismus, der bei Pflanzen relativ häufig vorkommt. Normalerweise wird dies durch zufällige Fehler bei der Zellteilung verursacht, die zu zusätzlichen Chromosomensätzen führen. Die so entstandenen polyploiden Hybriden können sich wahrscheinlich nicht mit den diploiden Elternlinien verpaaren und produzieren stattdessen fruchtbare Nachkommen durch Selbstbestäubung oder durch Verpaarung mit anderen polyploiden Hybriden. Daher kann eine solche polyploide Speziation neue Pflanzenarten in einer einzigen Generation hervorbringen. Analysen deuten darauf hin, dass 47% bis 100% der blühenden Pflanzenarten auf ein polyploides Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrer Evolutionsgeschichte zurückgeführt werden können.


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