Konzept der Evolution: Anmerkungen zum modernen Konzept der Evolution

Konzept der Evolution: Hinweise zum modernen Konzept der Evolution!

Das gegenwärtige Konzept der Evolution ist eine modifizierte Form der Darwinschen Theorie der natürlichen Auslese und wird oft als Neo-Darwinismus bezeichnet. Demnach werden nur genetische Variationen (Mutationen) und nicht alle von Darwin gehaltenen Variationen vererbt. Das moderne Evolutionskonzept ist also eine Synthese der Theorien von Darwin und Hugo de Vries. Dies wird auch als synthetische Evolutionstheorie bezeichnet.

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Die synthetische Evolutionstheorie ist das Ergebnis der Arbeit einer Reihe von Wissenschaftlern, nämlich T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr und GL Stebbins. Stebbins diskutierte in seinem Buch Process of Organic Evolution die synthetische Theorie. Das moderne Evolutionskonzept umfasst die folgenden Faktoren:

1. Genetische Variation in der Bevölkerung:

Es ist die Bevölkerung, die sich entwickelt, und nicht ihre einzelnen Mitglieder. Die Rolle des Individuums im evolutionären Prozess besteht darin, seine genetische Variation an seine Nachkommen weiterzugeben. Evolution entsteht durch Anhäufung genetischer Variationen in der Bevölkerung über lange Zeiträume. Die Veränderung der Gene tritt auf folgende Weise auf.

(i) Mutationen:

Mutationen sind plötzliche vererbbare Veränderungen. Hugo de Vries glaubte, dass die Mutation die Evolution verursacht und nicht die geringfügigen Variationen (vererbbar), über die Darwin sprach. Laut Darwin verlief die Evolution schrittweise, während Hugo de Vries sagte, dass die Mutation die Speziation verursacht und daher die Saltation (einstufige große Mutation) genannt wird. Es gibt zwei Arten von Mutationen: Chromosomenmutationen und Genmutationen.

(a) Chromosomenmutationen:

Diese sind auf Änderungen der Chromosomenzahl und Strukturänderungen zurückzuführen.

Änderungen in der Chromosomenzahl:

Diese Mutationen werden durch Änderungen in der Anzahl der Chromosomen verursacht. Es gibt zwei weitere Arten: Polyploidie und Aneuploidie (a) Polyploidie. Die Anzahl der Chromosomensätze nimmt zu. Beispiel: Triploidie (3n), Tetraploidie (4n), Pentaploidie (5n), Hexaploidie (6n). Die Zunahme des gleichen Genoms wird als Auto-Polyploidie bezeichnet (z. B. AAAA). Die Zunahme der Chromosomensätze aufgrund des Zusammentreffens von Genomen von zwei oder mehr Organismen wird Allopolyploidie genannt.

Sie wird auch als interspezifische Polyploidie bezeichnet, (b) Aneuploidie. Es ist eine Mutation, bei der eine numerische Änderung in der Chromosomennummer der Genommonosomie (2n-1), der Nullisomie (2n-2), der Trisomie (2n + 1), der Tetrasomie (2n + 2) usw. auftritt.

Strukturänderungen in Chromosomen (Chromosomenaberrationen):

Wenn die Veränderung in der Morphologie der Chromosomen auftritt, spricht man von Chromosomenaberration. Es gibt vier Typen: Duplikation (Verdoppelung eines Segments), Mangel (Deletion eines Segments), Translokation (Passage eines Chromosomsegments zu einem nicht-homologen Chromosom) und Inversion (Umkehrung der Reihenfolge der Gene).

(b) Genmutationen:

Wenn die Änderungen in der Genstruktur und Expression durch Addition, Deletionsubstitution oder Inversion von Nukleotiden erfolgen, spricht man von Genmutationen. Die Häufigkeit von Genmutationen variiert von Gen zu Gen. Die Genmutationsrate wird durch das Vorhandensein von Strahlungen und bestimmten als Mutagene bezeichneten Chemikalien erhöht.

Mutierte Gene fügen dem Genpool neue Allele hinzu. Genpool ist die Summe aller verschiedenen Gene und ihrer Allele in einer Population. Es ist der Genpool, der sich entwickelt, wenn neue Gene, dh Allele, hinzugefügt oder entfernt werden, und dann der Rohstoff für die evolutionäre Veränderung. Die Anhäufung vieler Mutationen kann sich zu großen Veränderungen addieren, die schließlich zur Bildung neuer Arten führen.

Genmutationen, die Substitutionsdeletion oder Insertion einer einzelnen Stickstoffbase beinhalten, werden als Punktmutation bezeichnet. Die Genmutationen, an denen mehr als eine Stickstoffbase oder das gesamte Gen beteiligt sind, werden als Bruttomutationen bezeichnet.

(ii) Genrekombination:

Sie tritt aus folgenden Gründen auf: (a) Doppelte Abstammung (b) Unabhängiges Chromosomensortiment (c) Kreuzung während der Meiose. (iv) Zufällige Fusion von Gameten (v) Bildung neuer Allele. Da es dem Genpool neue Allele und eine Kombination von Allelen hinzufügt, ist es während der Evolution ein wichtiger Prozess, der Variationen verursacht.

(iii) Genmigration (Genfluss):

Die Bewegung von Individuen von einem Ort zum anderen wird Migration genannt. Wenn sich die migrierenden Individuen innerhalb der neuen Population fortpflanzen, fügen die Einwanderer dem lokalen Genpool der Wirtspopulation neue Allele hinzu.

Dies wird als Genmigration bezeichnet. Manchmal schließen sich zwei Populationen einer Spezies, die getrennt wurden, aufgrund der Migration. Die Gene zweier Populationen vermischen sich durch Zucht und das Ergebnis verursacht Variationen in den Nachkommen.

(iv) Genetische Drift (Sewall Wright-Effekt):

Der Begriff genetische Drift (Sewall-Wright-Effekt) bezieht sich auf die Beseitigung bestimmter Merkmale, wenn ein Teil einer Bevölkerung aus natürlichen Katastrophen kommt oder stirbt. Es verändert die Genfrequenz der verbleibenden Population, was zu Abweichungen führt. Es ist nach dem amerikanischen Genetiker Sewall Wright benannt, der seine evolutionäre Bedeutung erkannte. Obwohl die genetische Drift in allen Populationen auftritt, sind ihre Auswirkungen bei sehr kleinen isolierten Populationen am deutlichsten. Zwei wichtige Beispiele für die genetische Drift sind der Gründereffekt und der Engpasseffekt.

(a) Gründereffekt oder Gründerprinzip:

Es ist ein wichtiges Beispiel für die genetische Drift in der menschlichen Bevölkerung. Es wird darauf hingewiesen, dass eine kleine Gruppe von Personen, die Gründer genannt wird, ihre Häuser verlässt, um eine neue Siedlung zu finden. Die Bevölkerung einer neuen Siedlung kann andere Genotypfrequenzen haben als die der Eltern. Die Bildung eines anderen Genotyps in der neuen Siedlung wird als Gründereffekt bezeichnet. Manchmal bilden sie eine neue Art.

(b) Engpasseffekt:

Der Begriff wurde von Stebbibns für das jährliche und binuale Zyklusphänomen der Abnahme und Zunahme einer Bevölkerungsgröße eingeführt. Wenn die Bevölkerung zurückgeht, kann sich die Anzahl der Individuen in dem Maße verringern, dass die kleine Bevölkerungsgruppe, aus der die Bevölkerung besteht, isoliert und in ihrer Verteilung eingeschränkt wird.

Diese werden dann einer zufälligen genetischen Drift ausgesetzt, was zur Fixierung bestimmter Gene führt. So stellt die Bevölkerung ihren früheren Reichtum wieder her. Eine solche Reduktion der Allelfrequenzen wird als genetischer Engpasseffekt bezeichnet, der die Spezies häufig vor dem Aussterben bewahrt (Abb. 7.51).

Bedeutung der genetischen Drift:

Die genetische Drift ist eine evolutionäre Kraft. Die meisten Mischtierpopulationen sind klein. Die genetische Drift hilft den Populationen, sich aufgrund der Wahrscheinlichkeit, dass jede Population verschiedene Genotypen zufällig bestimmt, zu verändern.

(v) nicht zufällige Paarung:

Die wiederholte Paarung zwischen Individuen bestimmter ausgewählter Merkmale verändert die Genfrequenz. Die Auswahl eines bunteren männlichen Vogels durch einen weiblichen Vogel kann die Genfrequenz der hellen Farbe in der nächsten Generation erhöhen.

(vi) Hybridisierung:

Es ist die Kreuzung von Organismen, die sich in einem oder mehreren Merkmalen (Charakteren) genetisch unterscheiden. Es hilft bei der Vermischung von Genen verschiedener Gruppen derselben Sorte, Art und manchmal verschiedener Arten.

Alle oben genannten Faktoren bewirken eine genetische Variation der sexuellen Fortpflanzung.

2. Isolierung:

Isolation ist die Verhinderung der Paarung zwischen Kreuzungsgruppen aufgrund von physischen (z. B. geografischen, ökologischen) und biotischen (z. B. physiologischen, Verhaltens-, mechanischen, genetischen) Barrieren. Jeder Faktor, der die Vermischung verhindert, wird als Isolationsmechanismus bezeichnet. Der Isolationsmechanismus verhindert die Kreuzung durch drei Methoden (Mayr, 1963) - (i) Beschränkung auf zufällige Ausbreitung, (ii) Beschränkung auf zufällige Paarung und (iii) Einschränkung auf Fruchtbarkeit. Die reproduktive Isolation wird hier beschrieben.

Reproduktive Isolierung:

Reproduktive Isolation ist die Verhinderung von Kreuzungen zwischen den Populationen zweier verschiedener Arten. Laut Mayr sind reproduktive Isolierungsmechanismen die biologischen Eigenschaften von Individuen, die die Kreuzung natürlicher sympatrischer Populationen verhindern. Es behält den Charakter der Art bei, kann aber zur Entstehung neuer Arten führen. Zwei Hauptuntertypen können unter reproduktiver Isolation betrachtet werden: vorläufige Isolation und postmatische Isolation.

(a) vorläufige oder prezygotische Isolierung:

Die Hauptfaktoren, die unter diesem Untertyp arbeiten, sind:

Mechanische Isolierung:

Die Morphologie der Genitalien oder der Fortpflanzungsorgane (der männlichen und weiblichen) der beiden Bevölkerungen kann sehr kompliziert und anders sein; mit dem Ergebnis tritt keine Kopulation zwischen Männern einer Population und Frauen einer anderen auf. Die mechanische Isolierung ist bei Insektenarten üblich. Bei bestimmten Pflanzen ist die Blütenstruktur sehr kompliziert, wodurch eine gegenseitige Bestäubung zwischen den verwandten Arten verhindert wird.

Psychologische Isolation:

Die Verhaltensunterschiede schränken die zufällige Paarung von männlichen und weiblichen Individuen verschiedener Arten ein. Die Verhaltensunterschiede wurden insbesondere während der Balz beobachtet, einem wichtigen sexuellen Phänomen, das eine Reihe von Reizen und Reaktionen zwischen den Paarungspartnern beinhaltet. Vogelgesänge, Balzverhalten usw. können auch eine effektive Rolle bei der Paarung spielen.

Saisonale Isolierung:

Dies dient auch als wirksame Barriere für den Genfluss. Hier ist die Brutzeit der Paarung für verschiedene Arten unterschiedlich. Einige Beispiele können von Vögeln angeführt werden, um die saisonale Isolation aufgrund der unterschiedlichen Brutzeit zu veranschaulichen.

Gametic Isolation:

In frei lebenden Wasserformen, in denen die Befruchtung von außen erfolgt, ziehen sich die von verschiedenen Arten produzierten Gameten normalerweise nicht an, und diese Art von Barriere wird als Wildnisisolation bezeichnet.

(b) Post-Paarung oder postzygotische Isolierung:

Die Hauptfaktoren für diesen Untertyp sind:

Unvereinbarkeit:

In einigen Fällen findet die Paarung zwischen den Populationen statt, es kann jedoch keine Befruchtung stattfinden. Es kann sogar zu einer Befruchtung kommen, aber es werden keine hybriden Nachkommen gebildet. In Pflanzen wächst der Pollenschlauch nicht und erreicht keine Eizelle.

Hybride Anfälligkeit:

Hier kommt es zu einer normalen Befruchtung und es werden auch hybride Nachkommen gebildet, aber die Hybride hat eine verminderte Lebensfähigkeit. Die hybride Unveränderlichkeit kann auf jeder Entwicklungsstufe auftreten.

Hybride Sterilität:

In vielen Fällen können Hybriden kräftig sein und bis zur Geschlechtsreife leben, sind aber steril. Pferde und Esel sind zwei verschiedene Arten; Ein Hybrid-Maultier wird aus der Paarung eines männlichen Esels und einer Stute (weibliches Pferd) hergestellt. Bei der Paarung zwischen Hengst (männliches Pferd) und weiblichem Esel entsteht eine Hybride, die als Hühner bezeichnet wird. Maulesel und Maulesel sind steril.

Hybride Aufschlüsselung:

In einigen Fällen werden nicht nur kräftige F] -Hybride produziert, sondern auch diese F2-Individuen von rückkreuzenden Nachkommen. Leider führt der Zusammenbruch der Hybride in den Generationen F 2 und Rückkreuzung, da diese Individuen die Fruchtbarkeit der Fruchtbarkeit oder beides verringert haben.

Die Erzielung einer reproduktiven Isolation durch die kombinierten Wirkungen isolierender Mechanismen scheint ein wichtiger Schritt in der Speziation zu sein.

Einige Tiere, die zu verschiedenen Arten gehören, können in Gefangenschaft fruchtbare Hybriden erzeugen. Während ihrer langen Isolierung voneinander hat sich keine Hybridisierungsbarriere zwischen diesen Spezies entwickelt. Die natürliche Selektion hat eine Verringerung der Hybridisierung nicht begünstigt.

Beispiele für Arten, die in Gefangenschaft brüten und fruchtbare Hybriden hervorbringen, sind (i) die afrikanische Löwin (Panthera Leo) und der asiatische Tiger (Panthera Tigris) "Tigons", (II) der Eisbär und der Alaskan-Braunbär (III) (a) Ente) und die Pintail-Ente und (iv) die Platt- und Schwertschwanzfische. Es ist wichtig zu beachten, dass sich diese Arten unter natürlichen Bedingungen nicht kreuzen.

3. Vererbung:

Die Übertragung von Merkmalen oder Variationen von Eltern zu Nachkommen wird Vererbung genannt, was ein wichtiger Mechanismus der Evolution ist. Organismen mit erblichen Eigenschaften, die entweder in der natürlichen Umgebung des Tieres oder in einer anderen Umgebung hilfreich sind, werden im Kampf um die Existenz bevorzugt. So können die Nachkommen von den vorteilhaften Eigenschaften ihrer Eltern profitieren.

4. Natürliche Auswahl (Auswahl):

Dies ist die am weitesten verbreitete Theorie über den von Charles Darwin und Alfred Russel Wallace tiefgreifenden kausalen Mechanismus des evolutionären Wandels. Sie resultiert aus der differenziellen Reproduktion (einige Mitglieder einer Population produzieren reichlich Nachkommen, einige nur einige und noch andere), ein Phänotyp im Vergleich zu anderen Phänotypen in derselben Population.

Dies bestimmt den relativen Anteil verschiedener Genotypen, die Individuen in einer Population besitzen und ausbreiten. Nach dem Darwinismus werden Überlebens- und Fruchtbarkeitsmechanismus, die den Fortpflanzungserfolg beeinflussen oder die unterschiedliche Reproduktion fördern, Selektion genannt. Nach modernen Ansichten besteht die Auswahl jedoch aus den beständigen Unterschieden im Beitrag verschiedener Genotypen zur nächsten Generation.

5. Art (Herkunft neuer Arten):

Die Populationen einer Spezies, die in den verschiedenen Umgebungen vorkommt und durch geographische und physiologische Barrieren getrennt ist, akkumulieren unterschiedliche genetische Unterschiede (Variationen) aufgrund von Mutationen, Rekombination, Hybridisierung, genetischen Drifts und natürlicher Selektion. Diese Populationen unterscheiden sich daher morphologisch und genetisch voneinander, und sie werden reproduktiv isoliert und bilden neue Arten.