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Phylogenetische Systematik Teil 2: Kladistik

Das System von Linne hat einige große Schwächen:

Linné war kein Anhänger der Evolution, sondern glaubte an die Konstanz der Arten. Linné ordnete die verschiedenen Tiere und Pflanzen nach ihren Merkmalen, evolutionäre Ursprünge kamen ihm dabei nicht in den Sinn.

Dass Evolutionsverlauf und Verwandtschaftsbeziehungen früher keine große Rolle spielten, zeigt sich z. B. darin, dass Elefanten, Flusspferde und Nashörner als Dickhäuter (Pachydermes) zusammengefasst wurden, obwohl wir heute wissen, dass alle drei Gruppen unterschiedlichen evolutionären Linien entsprangen. Elefanten sind näher mit den Schliefern und Seekühen verwandt, Nashörner werden mit den Pferden und Tapiren zu den Unpaarhufern zusammengefasst und Flusspferde sind Paarhufer, deren nächsten heute lebenden Verwandten die Wale sind.

Es braucht also ein Ordnungsprinzip, dass den Evolutionsverlauf und die Verwandtschaftsbeziehungen berücksichtigt, denn nicht Merkmale definieren Gruppen, sondern die Abstammung. Es muss also untersucht werden, welche Merkmale geeignet sind die Verwandtschaftsbeziehungen zu ermitteln. Hier bedient man sich der Methoden der phylogenetischen Systematik.

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Phylogenetische Systematik Teil 1: Taxonomie

Unsere belebte Welt zeichnet sich vor allem durch eines aus: eine unermessliche Vielfalt an Formen des Lebens. Mittlerweile kennt die Wissenschaft ca. 2 Millionen (2.000.000!) beschriebene, heute lebende Tier-, Pflanzen-, Pilz-, und Bakterienarten. Doch damit nicht genug: Jährlich werden tausende neue Arten beschrieben.  Aufgrund dieser Neuentdeckungen schwankt die Schätzung aller Arten auf unserem Planeten zwischen 3 und 100 Millionen. Wenn man bedenkt, dass im Laufe der Erdgeschichte 99% aller Arten ausstarben und wir von einer konservativen Zahl von 10 Mio. heute lebender Arten ausgehen, so brachte die Evolution mindestens 1 Milliarde unterschiedlicher Arten hervor! Wie einem Wunder gleich, so sind sie doch Produkte des natürlichen Ablaufs der Evolution.

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Was ist eine Art? Teil 3/3: Die Entstehung von Arten

Wir befassten uns in den vorherigen Abschnitten mit der Frage ob Arten real sind und wie wir diese definieren. Des Weiteren kam auch der Prozess der Artbildung zur Sprache. Gerade dieser Aspekt soll in diesem Teil näher untersucht werden, indem aktuelle Beispiele für Isolationsmechanismen und Artbildungsprozesse dargestellt werden.

Beispiele für Isolationsmechanismen

Viele Arten haben unterschiedliche Fortpflanzungszyklen. Zwei verwandte Arten der Feldgrillen (Gryllus pennsykvanicus und G. veletis) paaren sich zu unterschiedlichen Jahreszeiten, eine im Herbst, die andere im Frühjahr (Harrison 1979). Viele Arten haben auch unterschiedliche Habitatansprüche. Zwei Marienkäfer der Art Henosepilachna nipponica und H. yasutomii auf Japan nutzen unterschiedliche Nahrungspflanzen. Beide Arten pflanzen sich auch nur auf der bevorzugten Nahrungspflanze fort, sodass ein Genaustausch verhindert wird (Katakura & Hosogai 1994). Zwei Korallenarten im Atlantik, Montastraea annularis und M. franksi, geben im Abstand von 1,5 – 3 Stunden ihre Gameten ins Wasser ab. Diese Zeit reicht aus, dass die Gameten der einen Art nicht die Gameten der anderen Art, die ihre Gameten zu einem etwas späteren Zeitpunkt ins Wasser gibt, befruchten kann (Knowlton et al. 1997).

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Was ist eine Art (Spezies)? Teil 2/3: Art-Konzepte

Teil eins unserer dreiteiligen Reihe zur Frage, was (biologische) Arten eigentlich sind, befasste sich mit der Fragestellung, ob Arten real sind oder eine sprachliche Konstruktion, die die Realität nicht widerspiegele. Es wurde festgestellt, dass Arten eine reale Beschreibung der biologischen Vielfalt darstellen. Teil zwei widmet sich der Frage, wie aber Arten in der Biologie definiert werden und wie diese entstehen.

Die Zahl der bekannten Arten wirkt schier unüberschaubar. Es sind z. B. etwa 5.500 Säugetier- 10.000 Vogel- und 30.000 Fischarten bekannt. Diese schon groß wirkenden Zahlen werden von den Insekten mit etwa 1 Mio. beschriebenen Arten weit übertroffen (Zahlen nach Chapman 2009). Hinzu kommen etwa 250.000 beschriebene ausgestorbene Tierarten, die wir als Fossilien kennen (Raup 1986). Diese Zahlen sind keineswegs vollständig. Das International Institute for Species Exploration (IISE) berichtet, dass jährlich etwa 18.000 neue Arten beschrieben werden. Die Zahl der unentdeckten Arten schwankt zwischen 8 Millionen und nach neuesten Ergebnissen eine Billion (1.000.000.000.000)! Bei dieser unglaublichen Menge an Arten gibt es eine ganze Reihe von Artkonzepten, also wie bzw. nach welchen Kriterien man Arten definiert.

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