Das biologische Artkonzept

Die wichtigste Artdefinition, die wir in diesem Lehrbuch verwenden, wird als biologisches Artkonzept oder als biologischer Artbegriff (Biospezies) bezeichnet. Diesem Konzept zufolge, das 1942 von den großen Evolutionsbiologen Ernst Mayr, Theodor Dobzhansky und Julian Huxley formuliert wurde, stellt eine Art (Spezies) eine Gruppe von Populationen dar, deren Angehörige sich unter natürlichen Bedingungen miteinander fortpflanzen und lebensfähige, fertile Nachkommen bilden können (=> Abbildung 24.1) und durch Isolationsmechanismen in Anatomie, Verhalten, Kompatibilität der Gameten oder ökologischen Merkmalen reproduktiv von anderen Arten isoliert sind. Deshalb sind die Angehörigen einer biologischen Art (Biospezies) dadurch vereint, dass sie zumindest potenziell eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden können. So gehören zum Beispiel alle Menschen ein und derselben Art (Homo sapiens) an. Es mag zwar unwahrscheinlich sein, dass eine Geschäftsfrau aus Osnabrück einen Milchbauern aus der Mongolei trifft, aber wenn sich die beiden tatsächlich treffen würden, dann könnten sie lebensfähige Kinder zeugen, die sich zu fortpflanzungsfähigen Erwachsenen entwickeln. Im Gegensatz dazu gehören Mensch und Schimpanse unterschiedlichen biologischen Arten an. Selbst wenn sie im gleichen Gebiet leben, halten viele Faktoren sie davon ab, sich zu paaren, und sie können keine fruchtbaren Nachkommen zeugen.

Was hält den Genpool einer Art zusammen und was führt dazu, dass sich die Individuen einer Art einander stärker ähneln als die Individuen anderer Arten? Um diese Frage beantworten zu können, müssen wir auf einen Mechanismus zurückgreifen, den wir in Kapitel 23 bereits erörtert haben: Genfluss, das ist der Transfer von Allelen zwischen Populationen. Die Angehörigen einer Art ähneln einander häufig deshalb, weil ihre Populationen durch Genfluss miteinander verbunden sind. Wie zu erwarten, findet in Subpopulationen ein relativ häufiger Allelaustausch statt. Aber was geschieht mit Populationen, die durch größere Entfernungen getrennt sind?

Reproduktive Isolation Da biologische Arten Fortpflanzungsgemeinschaften darstellen, muss über reproduktive Isolationsmechanismen verhindert werden, dass die Angehörigen von zwei unterschiedlichen Arten lebensfähige, fruchtbare Nachkommen hervorbringen. Solche reproduktiven Barrieren blockieren den Genfluss zwischen verschiedenen Arten und verhindern weitgehend die Bildung von Bastarden (Hybride). Auch wenn eine einzelne Barriere möglicherweise den Genfluss nicht völlig unterbinden kann, so können doch mehrere unterschiedliche Mechanismen gemeinsam eine Kreuzung zwischen zwei Arten verhindern.

MERKE I

Eine Art (Spezies) stellt eine Gruppe von Populationen dar, deren Angehörige sich unter natürlichen Bedingungen miteinander fortpflanzen und lebensfähige, fertile Nachkommen bilden können und durch Isolationsmechanismen in Anatomie, Verhalten, Kompatibilität der Gameten oder ökologischen Merkmalen reproduktiv von anderen Arten isoliert sind.

Grundsätzlich lassen sie sich danach einteilen, ob sie zur reproduktiven Isolation vor oder nach der Befruchtung der Eizelle (Bildung einer Zygote) beitragen. Präzygotische Barrieren („vor der Zygote") verhindern, dass es zu einer Befruchtung der Eizelle (Fertilisation) kommt. Wenn eine Spermazelle der einen Art die präzygotischen Barrieren überwindet und die Eizelle einer anderen Art befruchtet, kann eine Vielzahl postzygotischer Barrieren („nach der Zygote") nach der Bildung der Hybridzygote zu einer reproduktiven Isolation führen. Zum Beispiel können Störungen in der Embryonalentwicklung die Überlebensrate der Hybridembryonen erheblich senken.

Grenzen des biologischen Artkonzepts Eine Stärke des biologischen Artkonzeptes liegt darin, dass es die Bedeutung der Bildung reproduktiver Isolationsmechanismen für einen Artbildungsprozess herausstellt. Die Anzahl von Arten, auf die sich dieses Konzept anwenden lässt, ist jedoch begrenzt. So gibt es zum Beispiel keine Möglichkeit, den Umfang einer reproduktiven Isolation bei Fossilien einzuschätzen. Der biologische Artbegriff lässt sich zudem nicht auf Organismen anwenden, die sich stets oder überwiegend asexuell (vegetativ) vermehren, so wie Prokaryonten. Zudem sind Arten, die über den biologischen Artbegriff definiert werden, durch das Fehlen eines Genflusses charakterisiert. Es gibt jedoch zahlreiche nah verwandte, jedoch in der Regel räumlich separierte Artenpaare, die morphologisch-anatomisch und auch ökologisch eigene Arten darstellen, und dennoch kann es zwischen ihnen zu einer Hybridisierung und einem Genfluss kommen.

 
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