Die Entstehung von Arten
Erfahre, wie neue Arten entstehen und warum es nicht immer eine räumliche Trennung braucht! Von Artumwandlung bis zur Artaufspaltung – entdecke die Vielfalt der Evolution. Interessiert? Erforsche die Welt der Artenbildung jetzt weiter!
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Grundlagen zum Thema Die Entstehung von Arten
Die Entstehung von Arten – Artbildung – Biologie
Es existieren unzählige Arten auf der Erde. Immer wieder liest man, dass eine neue Insektenart gefunden wurde oder dass eine bestimmte Pflanzenart in einem Gebiet ausgestorben ist. Aber wie können überhaupt neue Arten entstehen?
Vielleicht stehst du kurz vor deinem Abitur und möchtest genau diese Frage über die Entstehung der Arten auffrischen? Dann bist du hier genau richtig! In diesem Text erklären wir dir auf einfache Art und Weise, wie sich Arten umwandeln oder auf verschiedene Weisen aufspalten können und neue Arten entstehen.
Artumwandlung – Definition
Die Veränderung von genotypischen und phänotypischen Merkmalen muss nicht unbedingt die Bildung einer neuen Art zur Folge haben. Eine bereits bestehende Art kann sich also auch einfach weiterentwickeln. Man bezeichnet das auch als Artumwandlung oder Anagenese.
Artumwandlung kommt häufig dort vor, wo sich die Umweltbedingungen nur minimal verändern. Gleichzeitig muss aber auch ein leichter Selektionsdruck in eine bestimmte Richtung vorliegen.
Artbildung und Artaufspaltung – Definition
Einfach erklärt findet eine Artaufspaltung oder Artbildung statt, wenn sich aus einer Ursprungsart zwei neue Arten bilden. Kannst du dir vorstellen, was das entscheidende Kriterium zur Abgrenzung von zwei Arten ist? Entscheidend ist, dass sich aus einer Art zwei Populationen unabhängig voneinander entwickeln. Das heißt also, bei der Entwicklung von Arten kommt es bei einer Artaufspaltung immer zu einer Anagenese.
Welche Arten der Artbildung gibt es nun? Und wie werden aus einer Art zwei Arten? Es gibt verschiedene Formen der Artbildung. Man unterscheidet hier die allopatrische, die sympatrische und die parapatrische Artbildung.
| Typen der Artbildung | |
|---|---|
| Allopatrischer Weg | vollständige geografische Trennung – kein gemeinsamer Lebensraum |
| Sympatrischer Weg | keine geografische Trennung – weitestgehend gemeinsamer Lebensraum |
| Parapatrischer Weg | keine geografische Trennung – aber eigene Gebiete |
Vielleicht fragst du dich jetzt, wie die verschiedenen Formen der Artbildung denn nun genau funktionieren und welche Prozesse dabei ablaufen? Wir zeigen es dir hier!
Allopatrische Artbildung
Beginnen wir mit der allopatrischen Artbildung, zu der es durch geografische Isolation kommen kann. Stell dir z. B. einen See vor, der durch Sedimentablagerungen in zwei Bereiche geteilt wird. Durch eine solche geografische Isolation ist es leicht vorstellbar, dass es zu einer Unterbrechung des Genflusses zwischen zwei Populationen kommt und sich die beiden Populationen unabhängig voneinander weiterentwickeln. Nach einer gewissen Zeit sind sie dann so unterschiedlich, dass keine Fortpflanzung mehr stattfinden kann.
Die allopatrische Artbildung ist die häufigste Form der Artbildung.
Entstehung von Arten – allopatrische Artbildung – Beispiel
In Deutschland gibt es z. B. zwei Krähenarten, die aus einer einzigen Ursprungsart hervorgegangen sind. Östlich der Elbe gibt es die grauen Nebelkrähen und westlich der Elbe die schwarzen Rabenkrähen. Dieses Beispiel zeigt sehr anschaulich, wie die Bildung einer neuen Art durch eine räumliche Trennung verursacht wird. Vermutlich kam es während der letzten Eiszeiten zu einer geografischen Isolation, sodass zwei unterschiedliche Rabenarten aus der Ursprungsart entstanden sind.
Sympatrische Artbildung
Bei der sympatrischen Artbildung findet eine Artbildung ohne räumliche Trennung statt – man spricht hier von einer Artbildung im gleichen Lebensraum oder im Gebiet der Ursprungsart. Bei dieser Artbildung muss sich also zunächst z. B. durch eine Mutation eine phänotypische Eigenschaft oder auch das gesamte Genom ändern, wodurch es zu einer Fortpflanzungsschranke kommt. Das heißt, eine Fortpflanzung findet dann nicht mehr statt und die Arten trennen sich.
Entstehung von Arten – sympatrische Artbildung – Beispiele
Bei Pflanzen kommt die sympatrische Artbildung ziemlich oft vor – durch Genommutationen, bei denen sich aus einer diploiden Ausgangsart polyploide Individuen bilden. Diese besitzen dann nicht mehr ihren üblichen Chromosomensatz, sondern mehrfache Chromosomensätze. Bei Rosen, Weizen oder auch Tabak kann man solche polyploiden Arten finden. Polyploide Pflanzen können zwar noch unter sich gekreuzt werden, allerdings nicht mehr mit der Ursprungsart. Die mutierte Pflanze hat dann also keinen Allelaustausch mehr mit der restlichen Population. Deshalb kommt es zur Artaufspaltung ohne räumliche Trennung.
Aber nicht nur solche Mutationen führen zur sympatrischen Artbildung. Die sympatrische Artbildung kann auch durch eine neue Eigenschaft stattfinden. Es kann z. B. auch zu einer ökologischen Isolation kommen. Eine Pflanzenart kann beispielsweise plötzlich auf einem schwermetallhaltigen Boden wachsen. Dann ist sie ökologisch isoliert und das könnte dann auch wieder zur Bildung einer neuen Art führen. Es gibt dabei verschiedene Isolationsformen, auch Isolationsmechanismen genannt.
Tiere, bei denen der Chromosomensatz durch eine Mutation vervielfältigt worden ist, sind im Vergleich zu den Pflanzen weder lebensfähig noch können sie sich fortpflanzen. Deshalb findet man solche Mutationen nur im Pflanzen- und nicht im Tierreich.
Vielleicht fragst du dich jetzt, wie denn nun neue Arten von Tieren durch die sympatrische Artbildung entstehen können? Bei Tieren kann man sich gut vorstellen, dass sich z. B. ein phänotypisches Merkmal wie die Färbung durch eine Mutation ändert. Dieser neue Phänotyp kann zu einer neuen Präferenz in der Partnerwahl zwischen Männchen und Weibchen führen. Dadurch können sich aus einer Ursprungsart zwei oder mehrere Arten bilden.
Parapatrische Artbildung
Die parapatrische Artbildung stellt praktisch eine Kombination aus allopatrischer und sympatrischer Artbildung dar. Dabei leben zwei Arten nicht vollständig voneinander getrennt. Sie sind also geografisch nicht isoliert, leben aber trotzdem in zwei unterschiedlichen Gebieten. Die beiden Gebiete überlappen sich nur in einem kleinen Bereich.
Zusammenfassung – Artbildung
In der folgenden Abbildung kannst du dir nochmals die verschiedenen Typen der Artbildung ansehen:
Übrigens: 1859 veröffentlichte Charles Darwin (1809–1882) sein Buch The origin of species. In diesem Buch über die Entstehung der Arten erklärt Darwin seine Evolutionstheorie durch natürliche Selektion. Die Entstehung der Arten ist also das zentrale Thema seiner Evolutionstheorie!
Auch zum Thema Die Entstehung von Arten habe wir einige interaktive Übungen und Arbeitsblätter vorbereitet. Du kannst dein neu gewonnenes Wissen also direkt testen. Viel Spaß!
Transkript Die Entstehung von Arten
Es gibt unzählige Arten auf der Erde. Immer wieder liest man, dass z.B. eine neue Insektenart gefunden wurde oder dass vielleicht eine bestimmte Pflanzenart in einem Gebiet ausgestorben ist.
In Deutschland gibt es z.B. die Raben- und die Nebelkrähe, die sich anhand ihrer Gefiederfarbe unterscheiden lassen, im Osten Deutschlands kommt die Nebelkrähe vor, im Westen die Rabenkrähe. Aber wie kommt es überhaupt dazu, dass neue Arten entstehen? In diesem Video siehst du, wie sich Arten umwandeln oder auf verschiedene Weise aufspalten können.
Artumwandlung
Zunächst müssen wir uns bewusst machen, dass die Veränderung von genotypischen und phänotypischen Merkmalen nicht unbedingt die Bildung einer neuen Art zur Folge haben muss. Eine bereits bestehende Art kann sich also einfach weiterentwickeln. Man bezeichnet diese Gegebenheit auch als Artumwandlung oder Anagenese.
Artumwandlung kommt häufig dort vor, wo sich die Umweltbedingungen kaum verändern. Gleichzeitig muss aber ein leichter Selektionsdruck in eine bestimmte Richtung vorliegen.
Artaufspaltung
Eine Artaufspaltung oder Artbildung findet statt, wenn sich aus einer Ursprungsart zwei neue Arten bilden. Das heißt also, bei der Entwicklung von Arten kommt zwischen zwei Artspaltungen immer zu einer Anagenese.
Allopatrische Artbildung
Beginnen wir mit der allopatrischen Artbildung, zu der es durch geographische Isolation kommt. Stell dir z.B. einen See vor, der durch Sedimentablagerungen in zwei Hälften geteilt wird. Durch eine solche geografische Isolation ist es leicht vorstellbar, dass es zu einer Unterbrechung des Genflusses zwischen zwei Populationen kommt und sich die beiden Populationen unterschiedlich entwickeln. Schließlich sind sie so unterschiedlich, dass keine Fortpflanzung mehr stattfinden kann.
Die allopatrische Artbildung ist die häufigste Form der Artbildung. In Deutschland gibt es z.B. zwei Krähenarten, die aus einer Ursprungsart hervorgegangen sind. Östlich der Elbe gibt es die graugefiederten Nebelkrähen, westlich der Elbe die schwarzfarbenen Rabenkrähen. Hier kam es vermutlich während der letzten Eiszeiten zu einer geographischen Isolation, so dass zwei Rabenarten entstanden.
sympatrische Artbildung
Bei der sympatrischen Artbildung kann eine Artbidlung ohne räumliche Trennung stattfinden. In diesem Fall finden Artbildungen im selben Lebensraum statt. Man spricht auch von Artentstehung im Gebiet der Ursprungsart. Bei dieser Artbildung muss sich also zunächst durch eine Mutation z.B. eine phänotypische Eigenschaft oder auch das gesamte Genom ändern, wodurch es zu einer Fortpflanzungsschranke kommt. Eine Fortpflanzung findet dann nicht mehr statt und die Arten trennen sich.
Es ist schwer vorstellbar, wie sich ohne räumliche Trennung zwei Arten aus einer Ursprungsart bilden können. Ich werde dir daher ein paar Beispiele zeigen.
Bei Pflanzen kommt die sympatrische Artbildung recht häufig vor. Dort sind Genommutationen häufig, in denen sich aus einer diploiden Ausgangart polyploide Individuen bilden. Diese besitzen dann nicht den ihren üblichen Chromosomensatz, sondern mehrfache Chromosomensätze. Beispielweise findet man bei Rosen, Weizen oder auch Tabak solche polyploiden Arten.
Polyploide Pflanzen können zwar unter sich gekreuzt werden, allerdings nicht mit den Ursprungsarten. Die mutierte Pflanze hat dann also keinen Allelaustausch mehr mit der übrigen Population. Aufgrund dieser Gegebenheit kommt es zur Artaufspaltung ohne eine räumliche Trennung.
Aber nicht nur solche Mutationen, die das gesamte Genom betreffen, führen zur sympatrischen Artbildung. Es kann auch eine neue Eigenschaft sein. Stell dir z.B. vor, dass eine Pflanzenart plötzlich auf einem schwermetallhaltigen Boden wachsen kann. Dann ist sie ökologisch isoliert und das könnte auch zur Bildung einer neuen Art führen.
Bei Tieren kann man sich die sympatrische Artbildung schwieriger vorstellen, da das Leben in einem Lebensraum auch immer die Möglichkeit zur Fortpflanzung geben sollte. Tiere, bei denen der Chromosomensatz durch eine Mutation vervielfältigt worden ist, sind im Vergleich zu den Pflanzen weder lebensfähig, noch können sie sich fortpflanzen. Darum findet man solche Mutationen nur im Pflanzen- und nicht im Tierreich. Allerdings kann man sich bei Tieren vorstellen, dass sich z.B. ein phänotypisches Merkmal wie die Färbung eines Tieres, durch eine Mutation ändert.
Dieser neue Phänotyp kann zu einer völlig neuen Präferenz in der Partnerwahl zwischen Männchen und Weibchen führen, wodurch sich aus einer Ursprungsart zwei oder mehrere Arten bilden.
Auch die Partnerwahl an bestimmten Orten, bei Insekten z.B. an einer bestimmten Blüte, könnte ein neue Paarungspräferenz und damit zu einer neuen Art führen. Spezialisiert sich ein Insekt beispielsweise auf eine andere Blütenart oder -farbe, so kann es auf ganz neue Fortpflanzungspartner treffen, die ebenfalls diese Spezialisierung für diese Blütenart besitzt.
Bei der Florfliege konnte man eine solche sympatrische Artaufspaltung beobachten. Durch mehrere Mutation kam es dort zur Veränderung der Körperfarbe, zu einer unterschiedlichen Aktivitätszeit bei der Fortpflanzung und zu einer Veränderung des Paarungsrufes. Diese Veränderungen führten dazu, dass schließlich eine neue Florfliegenart entstand.
Zusammenfassung
Du hast jetzt gesehen, wie sich eine Art verändern kann und es zur Artumwandlung kommt. Arten können sich aber auch in zwei oder mehr Arten aufspalten. Von allopatrischer Artbildung spricht man, wenn es durch geographische Isolation zur Artaufspaltung kommt, beispielsweise bei der Raben- und Nebelkrähe. Sympatrische Artbildung findet man, wenn bei Pflanzen Genommutationen zu polyploiden Pflanzen ablaufen oder sich phänotypische Merkmale ändern, die auf die Fortpflanzungsrate einen Einfluss haben, wie beispielsweise bei der Florfliege. Tschüss.
Die Entstehung von Arten Übung
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Definiere die Begriffe Artumwandlung und Artaufspaltung.
TippsBei der Artumwandlung ensteht keine neue Art.
Die Artumwandlung wird auch als Anagenese bezeichnet.
LösungEs gibt unzählige Arten auf unserer Erde. Wir unterscheiden zwischen Artumwandlung und Artaufspaltung.
Bei der Artumwandlung (= Anagenese) kommt es zu einer Weiterentwicklung einer bereits bestehenden Art. Sie kommt häufig dort vor, wo sich die Umweltbedingungen kaum ändern und ein leichter Selektionsdruck besteht. Es kommt hierbei zu einer phänotypischen oder genotypischen Veränderung der Art, es wird keine neue Art gebildet.
Die Artaufspaltung oder Artbildung findet statt, wenn aus einer Ursprungsart zwei neue Arten entstehen. Bei dieser Entwicklung von Arten kommt es auch immer zu einer Anagenese.
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Bewerte die Aussagen zur allopatrischen und sympatrischen Artbildung.
TippsBei der sympatrischen Artbildung kommt es zur Entstehung einer neuen Art im Gebiet der Ursprungsart.
Die Rabenkrähe unterscheidet sich phänotypisch von der Nebelkrähe. Man vermutet, dass die Rabenarten durch geografische Isolation entstanden sind.
LösungWir unterscheiden zwischen allopatrischer und sympatrischer Artbildung. Beide hast du in diesem Video kennengelernt.
Die allopatrische Artbildung tritt bei geografischer Isolation ein. Sie kommt sehr häufig vor und es kommt zur Artbildung im selben Lebensraum, wo die Ursprungsart lebte.
Die sympatrische Artbildung finden wir häufig bei Pflanzen, hier kommt es durch Mutationen zur Veränderung der phänotypischen Merkmale. Man spricht hierbei auch zur Artentstehung im Gebiet der Ursprungsart.
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Bewerte die Aussage auf ihre Richtigkeit.
TippsDiploide Pflanzen besitzen einen 2-fachen Chromosomensatz.
Tetraploide Pflanzen besitzen einen 4-fachen Chromosomensatz.
Es gibt auch Ausnahmen. Ein Beispiel hierfür ist der Gewöhnliche Löwenzahn. Triploide Pflanzen können ohne Befruchtung Samen bilden, aus denen identische Kopien der Mutterpflanze entstehen.
LösungNein, diese Aussage stimmt nicht!
Wenn wir Pflanzen mit einem 2-fachen und 4-fachen Chromosomensatz kreuzen, besitzen die Nachkommen einen 3-fachen Chromosomensatz (ein Chromosom wird von Pflanze 1 und zwei Chromosomen von Pflanze 2 weitergegeben). Diese Nachkommen sind steril. Sie können daher keine Gene mehr weitergeben und bilden keine keimfähigen Samen.
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Erkläre, warum sich auf einigen Kontinenten mehr Vogelarten befinden als auf anderen.
TippsIn diesem Beispiel kommt es zur allopatrischen Artbildung.
LösungIn diesem Beispiel kommt es zu einer geografischen Isolation. Dadurch wird die Begegnung von potenziellen Partnern verhindert.
Auf dem Kontinent A sind mehrere geografische Barrieren vorhanden gewesen. Diese sorgten für eine Isolation der Arten. Daher ist auf diesem Kontinent die Artenzahl höher. Die Evolutionsfaktoren wirken unterschiedlich auf die Populationen. Dies führt zur Bildung unterschiedlicher Merkmale. Auch die Umweltbedingungen werden in den Gebieten nicht gleich gewesen sein.
Sobald sich der Genpool einer Population stark verändert und sie sich nicht mehr mit der anderen Population fortpflanzen können, entsteht eine neue Art.
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Beschreibe die sympatrische Artbildung bei der Florfliege.
TippsHier kam es zur Artbildung ohne räumliche Trennung.
Nachtaktive Tiere wie der Waldkauz sind während der Dämmerung aktiv und schlafen tagsüber meist versteckt.
LösungDie sympatrische Artbildung beruht auf der Artbildung im selben Lebensraum, eine räumliche Isolation liegt hier nicht vor.
Durch mehrere Mutationen kam es bei der Florfliege zur Veränderung der Körperfarbe, zu unterschiedlichen Aktivitätszeiten bei der Fortpflanzung sowie zur Veränderung des Paarungsrufes.
Die Konsequenz war, dass sich mit den Jahren eine neue Florfliegenart bildete, die sich phänotypisch und durch ihre Lebensweise von der ursprünglichen Art unterschied.
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Erkläre weitere Isolationsmechanismen.
TippsDie ethoglogische Isolation wird auch als Verhaltensisolation bezeichnet.
Die Geschlechtszellen werden als Gameten bezeichnet.
LösungIsolation ist eine der Grundvoraussetzungen dafür, dass neue Arten entstehen können. Dabei unterscheidet man verschiedene Isolationen.
Die ökologische Isolation liegt bei spezieller Einnischung vor, wenn zwei Arten zu unterschiedlichen Zeiten aktiv sind.
Die ethologische Isolation finden wir bei unterschiedlichen Balz- und Paarungsverhalten sowie bei unterschiedlichen Duftstoffen und Lautäußerungen.
Von der mechanischen Isolation sprechen wir, wenn die Übertragung des Spermas auf ein artfremdes Weibchen nicht mehr funktioniert.
Bei der gametischen Isolation kommt es zwar zu einer Paarung, aber die Zygotenbildung bleibt aus.
Mutation und Selektion – Anwendung
Die Entstehung von Arten
Mutation – Entstehung und Auswirkung
Natürliche Selektion – Selektionsfaktoren und Selektionstypen
Isolation – verschiedene Isolationsformen
Isolation und Artbildung
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8.905
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6.601
vorgefertigte
Vokabeln
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Lernvideos
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Übungen
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Bei der allopatrischen Artbildung ist der der ausschlaggebende Faktor der Artbildung die neue Umwelt. Zwei genetisch sehr ähnliche Populationen werden nun jeweils neuen Umweltbedingungen gegenübergestellt (beide sind ja isoliert durch ein Gebirge oder sonstiges). Daraus entwickeln sich zwei neue Arten. Bei der adaptiven Radiation ist der bedeutende Faktor jedoch die innerartliche Konkurrenz und nicht die Umwelt. Die Umwelt wird in dem Fall als "unbesiedelt" angenommen, sodass die Population sich frei ohne weiteren Selektionsdruck in alle ökologischen Nischen ausbreiten kann. Natürlich ist das nur modellhaft beschrieben, aber ich hoffe du verstehst was ich meine.
Ich fürchte so einfach ist das nicht zu bewerten. Bleiben wir beim Beispiel der Darwin-Finken. Dass eine kleine Population von einer Stammpopulation auf eine Insel gelangt und sich beide Populationen unterschiedlich entwickeln ist sicherlich allopatrisch. Doch du könntest auf der Insel (es kommt ja zu einer mehrfachen Artaufspaltung auf der Insel) die angekommen Vögel auch als Gründerpopulation betrachten. Die dann folgende häufige Artaufspaltung findet ja im Gebiet Gründerpopulation statt, ist also sympatrisch. Ich Versuche dir dennoch einen wichtigen Unterschied zwischen Adaptiver Radiation und allopatrischer Artbildung zu zeigen:
Ich habe es so verstanden (grob):
Im Prinzip ist adaptive Radiaton also das gleiche wie allopatrische Artbildung nur, dass der Vorgang immer wiederholt wird ... wenn ich das richtig verstanden hab ?
Ursprungsart in einem großen gebiet-> Seperation einer Teilpopulation (geografische Isolation und gründereffekt oder flaschenhalseffekt(Gendrift))
Die Gründerpopulation(gründereffekt) oder dezimierte Population (flaschenhalseffekt) passt sich an neue Bedingungen an (Selektion , Einnischung) & es entsteht Rekombination &Mutation
-Teilpopulation trifft auf Gründerpopulation , diese pflanzen sich nicht mehr fort => neue art
Ich sehe den Unterschied nur in der mehrfachen Wiederholung des Vorgangs und dass bei der adaptiven radiation meistens eine insel besiedelt wird, wo keine interspezifische Konkurrenz vorkommen kann also nur intraspezifische Konkurrenz ( aufgrund der schnellen Vermehrung--knappe Ressourcen)
Oder ist da noch ein Unterschied oder war etwas falsch ?
Vielen Dank!
Ist dies sozusagen eine anderen Form der allopatrischen Artbildung?
Worin liegt der Unterschied außer, dass mehr als 2 Arten entstehen ? Geht man bei der allopatrischen Artbildung auch von Interspezifischer Konkurrenz aus oder nur von intraspezifischer Konkurrenz wie bei der adaptiven Radiator?
Hallo :)
Adaptive Radiation meint ja die Spezialisierung einer Art in mehrere verschiedene ökologische Nischen, wodurch viele neue Arten entstehen (schau dir dazu nochmal die Voraussetzungen an!). Der Antrieb für die Artbildung ist hier die innerartliche Konkurrenz. Damit die Art freie ökologische Nischen hat und nur durch sich selbst Konkurrenz bekommt muss sie geografisch isoliert sein, wie die Finken auf der Galapagos-Insel (Voraussetzung). Ist dieser Zustand eingetreten, dann wird die Artaufspaltung natürlich durch ökologische und ethnologische Isolation vorangetrieben. Also auf dieser isolierten Insel, nutzen ein paar Vögel dicke Körner als Nahrung, andere wiederum kleine Samen (ökologische Isolation als Ursache der Artaufspaltung).