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2013 | Book

Einleitung Read chapter Read first chapter

Evolution

Ein Lese-Lehrbuch

Authors: Jan Zrzavý, Hynek Burda, David Storch, Sabine Begall, Stanislav Mihulka

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Evolutionsbiologie einmal anders …

Diese ungewöhnlich konzipierte und gestaltete Einführung vermittelt in sehr verständlicher Form einen Überblick über die Grundlagen dieser Disziplin und über die vielfältigen Facetten moderner Evolutionsforschung. Nicht Fossilien und Erdgeschichte stehen hier im Mittelpunkt, sondern die Prozesse und Mechanismen der Evolution und der konzeptionelle Rahmen, in dem man sie heute erklärt. Das Buch, das nun in einer vollständig überarbeiteten 2. Auflage vorliegt, ist erfrischend anders als traditionelle Lehrbücher: mit leichter Feder und doch prägnant geschrieben, von zahlreichen didaktischen Elementen durchsetzt und mit anschaulichen Grafiken illustriert, die eine ganz eigene Handschrift tragen. Alte Fragestellungen werden hier in neuem Licht präsentiert, neue Konzepte und Sichtweisen anhand vieler Beispiele nachvollziehbar gemacht.

Die tschechischen Autoren Jan Zrzavý, David Storch und Stanislav Mihulka erläutern in ihrem durchdachten Buch die theoretischen Grundlagen und Hypothesen der Evolutionsbiologie, ohne die Leser mit mathematischen Ansätzen zu überfordern oder ihnen eine einseitig molekulare Sichtweise zu präsentieren. Die Lehrbuchqualitäten des Originalwerkes, das in der ersten Auflage in Tschechien ein kleiner Bestseller war, wurden in der deutschen Ausgabe konsequent ausgebaut. Die umfangreiche Umarbeitung und Anpassung an die hiesigen Lehrinhalte lag in den Händen der lehr(buch)erfahrenen Herausgeber Hynek Burda und Sabine Begall. Die fünf Wissenschaftler treten in dieser Neuauflage nun gemeinsam als Autoren auf.

… Evolution lehren und lernen wird mit diesem Buch zu einer ganz neuen Erfahrung

Table of Contents

Frontmatter
1. Einleitung
Zusammenfassung
UnterEvolution (vom lateinischen evolvere: ausrollen, entwickeln, ablaufen) versteht man die allmähliche Entwicklung eines beliebigen Systems mit „Gedächtnis“, d. h. eines Systems, das auf äußere Einflüsse reagiert, und zwar abhängig von den in der Vergangenheit gesammelten Erfahrungen. (Als Beispiel eines Systems ohne Gedächtnis, das sich zwar ändern kann, aber nicht evolviert, können wir Salz in Wasser anführen, das je nach Bedingung kristallisiert oder sich auflöst; doch egal wie oft dies passiert, es entstehen immer Salzkristalle mit denselben Eigenschaften.) Wir können von einer Evolution der Buntbarsche ebenso sprechen wie von einer Evolution der Sprachen, der Autos, der politischen Systeme oder der Damenunterwäsche. Von besonderem Interesse ist natürlich die biologische Evolution: Sie liefert ein Erklärungsmodell, wie im Lauf der Zeit verschiedenartige Organismen entstehen (vom griechischen organismos: Ansammlungen von Organen), also komplexe Systeme, die auf Reize reagieren, wachsen, sich entwickeln, ihr inneres Milieu konstant halten, Integrität bewahren und sich fortpflanzen. Im Lauf der Evolution ändern sich die Organismen; sie passen sich an die unterschiedlichen Bedingungen zur Gewinnung und Umwandlung von Energie und Substanzen aus der Umwelt an – seien es Amöben, Kartoffeln, Fadenwürmer oder Menschen.
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
2. Selektion und Zufall
Zusammenfassung
Die allgemeine Evolutionsgeschichte, die wir in der Einleitung rekapituliert haben, lässt sich wissenschaftlich kaum widerlegen. Sie sagt nicht mehr, als dass das überlebt, was überlebt – eine Weisheit, die zwar nicht besonders interessant, aber sicherlich wahr ist. Gleichwohl wendet die Evolutionsbiologie diese „Regel“ auf konkrete Eigenschaften von Organismen an, die während der letzten Milliarden Jahre den Planeten Erde bewohnt haben, und daher müssen wir die Geschichte über die Evolution mit konkreten Darstellern besetzen.
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
3. Phylogenese
Zusammenfassung
Der Mensch geht auf zwei Beinen, arbeitet, denkt und komponiert Symphonien – zumindest gelegentlich. Dadurch unterscheidet er sich deutlich von anderen Tieren, auch von Affen. Die Fragen, wann, wo und wie der Mensch entstanden ist, ob aus einem Affen oder nicht, und falls ja, aus welchem, und wo und warum seine einzigartigen Eigenschaften entstanden sind, sollten mithilfe der Wissenschaft irgendwie zu beantworten sein. Dafür müssen wir zunächst die nächsten Verwandten des Menschen ausfindig machen, um dann die nahen und entfernten verwandtschaftlichen Beziehungen zwischen allen in dieser Linie bekannten Organismen – also der gegenwärtigen (rezenten) und der ausgestorbenen – zu verfolgen. Erst mit einer Hypothese über die verwandtschaftlichen Beziehungen können wir nämlich glaubhaft die Hypothesen über die Evolution der uns interessierenden Strukturen und Funktionen bewerten.
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
4. Evolutionäre Neuheiten
Zusammenfassung
Das Paläozoikum (Box 4.1, Abb. 4.1) begann vor ca. 542 Millionen Jahren mit einer bedeutenden Evolutionsperiode unseres Planeten, die wir Kambrium nennen und die etwa 55 Millionen Jahre andauerte. Nicht zufällig ist das Kambrium der Beginn des Paläozoikums und damit auch der Beginn einer großen Ära (in der paläontologischen Fachsprache nicht als „Ära“, sondern als „Äon“ bezeichnet), des Phanerozoikums (= „Zeitalter der sichtbaren Tiere“), in dem wir noch heute leben. Die Paläontologen legen die Grenzen dieser Zeiträume nämlich nicht willkürlich fest, sondern richten sich nach großen Umbrüchen in der Zusammensetzung von Fauna und Flora. Wenn wir mit dem Beginn des Kambriums auch das Phanerozoikum einleiten, heißt das, dass zu Beginn des Kambriums ein unvergleichliches Evolutionsereignis stattgefunden hat, das das Leben auf der Erde für die nächste halbe Milliarde Jahre formte und dem in späteren Zeiten kein anderes Ereignis vergleichbaren Ausmaßes folgte. Wir bezeichnen dieses Evolutionsereignis auch als „kambrische Explosion“.
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
5. Adaptation
Zusammenfassung
Terrestrische Wirbeltiere unterscheiden sich von aquatischen in vielen miteinander verknüpften Eigenschaften; am auffälligsten sind vermutlich die Unterschiede in Atmung und Fortbewegung. Im Fall der Fortbewegung geht es einerseits um die Entwicklung von Schreitbeinen, aber auch um Modifikationen der Extremitätengürtel und der Wirbelsäule. Die Atmungsfunktion der Kiemen wird von Lungen übernommen. Ein weiterer Komplex von Eigenschaften betrifft die Begrenzung des Wasserverlustes. Hierzu gehören vor allem die Verhornung der Oberhaut, also die Entstehung der Hornschuppen bei Reptilien (diese haben absolut nichts mit den Schuppen von Knochen- und Knorpelfischen gemein) und ihrer späteren Derivate (z. B. der Vogelfeder) sowie um die Veränderung der Art der Ausscheidung stickstoffhaltiger Metabolite. Wirbeltiere sind wahrscheinlich mehrfach unabhängig von der Ammoniak- zur Harnstoffausscheidung und später zur Harnsäureausscheidung übergegangen. Diese Form der Stickstoffentsorgung erfordert eine wesentlich geringere Wasserausscheidung.
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
6. Vielfalt
Zusammenfassung
Charles Darwin (S. 10) erreichte 1837 auf seiner Reise mit dem Schiff „Beagle“ die Galápagos-Inseln. (Ja, auch wir kommen nicht umhin, auf diese traditionelle Ikone aller evolutionsbiologischen Bücher zurückzugreifen. Dass wir bereits auf Seite 354 sind und die „Beagle“ bislang kaum erwähnt haben (Box 6.1, 6.2), macht uns fast schon ein bisschen nervös). Auf Galápagos war Darwin u. a. davon fasziniert, dass dort „Grundfinken“ der Gattung Geospiza (in Wirklichkeit sind es Ammern) und einiger verwandter Gattungen leben; Vögel, die einerseits offensichtlich verwandt sind und sich gleichzeitig auf verschiedene Arten des Nahrungserwerbs spezialisiert haben. Es ist stark übertrieben, wenn manchmal behauptet wird, dass die Galápagos-Finken (auch Darwinfinken genannt,S. 321) mit ihren Nahrungsspezialisierungen und den damit verbundenen Schnabelformen die gesamte ökologische und morphologische Vielfalt anderer Vögel kopieren (Abb. 6.2).
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
7. Zwei Epiloge
Zusammenfassung
Die Idee der Evolution ist eng mit der Vorstellung von Fortschritt verbunden. Wir haben schon gezeigt, inwieweit diese Vorstellung falsch ist: Die Evolution hat kein Ziel und ist nur die Lösung momentaner Probleme, die sich daraus ergeben, dass sich die Umwelt ändert. Dazu kommt, dass diese Umwelt andere Organismen einbezieht und diese sich gleichfalls weiterentwickeln. Das bedeutet jedoch nicht, dass man im Verlauf der Evolution keine Trends oder keine Richtung erkennen kann. Worauf würde jener „Evolutionsfortschritt“ am ehesten beruhen, wenn wir ihn allgemein charakterisieren wollten?
Jan Zrzavý, Stanislav Mihulka, Hynek Burda, Sabine Begall, David Storch
Backmatter
Metadata
Title
Evolution
Authors
Jan Zrzavý
Hynek Burda
David Storch
Sabine Begall
Stanislav Mihulka
Copyright Year
2013
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-39696-0
Print ISBN
978-3-642-39695-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-39696-0