Definition divergente Evolution
Divergente Evolution ist der Prozess, bei dem sich Gruppen aus demselben gemeinsamen Vorfahren entwickeln und Unterschiede akkumulieren, was zur Bildung neuer Arten führt.
Divergente Evolution kann als Reaktion auf Veränderungen abiotischer Faktoren auftreten, wie z.B. eine Veränderung der Umweltbedingungen oder wenn eine neue Nische verfügbar wird. Alternativ kann divergente Evolution als Reaktion auf Veränderungen biotischer Faktoren stattfinden, wie z. B. erhöhter oder verringerter Konkurrenz- oder Prädationsdruck.
Wenn Organismen einem selektiven Druck ausgesetzt sind, müssen sie adaptive Merkmale entwickeln, um zu überleben und ihre reproduktive Fitness zu erhalten. Unterschiede können geringfügig sein, wie z. B. die Veränderung von Form, Größe oder Funktion nur einer Struktur, oder sie können ausgeprägter und zahlreicher sein, was zu einem völlig anderen Körperbau oder Phänotyp führt.
Die divergente Evolution führt zur Artbildung und funktioniert auf der Grundlage, dass es Variation innerhalb des Genpools einer Population gibt. Wenn eine Fortpflanzungsbarriere zwei Gruppen innerhalb einer Population trennt, nehmen unterschiedliche Gene, die verschiedene Aspekte der Überlebens- und Fortpflanzungsfähigkeit eines Organismus kontrollieren, in ihrer Häufigkeit zu oder ab, da der Genfluss eingeschränkt ist. Allopatrische Speziation und peripatrische Speziation treten auf, wenn die Reproduktionsbarriere durch eine physische oder geografische Barriere, wie z. B. einen Fluss oder eine Bergkette, verursacht wird. Alternativ finden sympatrische Speziation und parapatrische Speziation innerhalb desselben geografischen Gebiets statt.
Durch divergente Evolution können Organismen homologe Strukturen entwickeln. Dies sind anatomisch ähnliche Strukturen, die beim gemeinsamen Vorfahren vorhanden waren und in den divergenten Organismen fortbestehen, obwohl sie unterschiedliche Funktionen entwickelt haben.
Das Bild zeigt ein Beispiel für homologe Knochen in den Vordergliedmaßen von vier verschiedenen Säugetierarten.
Im Allgemeinen wird spekuliert, dass eine größere Anzahl von Unterschieden zwischen verwandten Arten darauf hinweist, dass mehr Zeit vergangen ist, seit sie sich auseinanderentwickelt haben. Es gibt jedoch Fälle, in denen nicht verwandte Organismen unabhängig voneinander analoge Strukturen mit ähnlichem Aussehen oder ähnlicher Funktion entwickeln. Dies wird als konvergente Evolution bezeichnet.
Beispiele für divergente Evolution
Darwins Finken
Eines der berühmtesten Beispiele für divergente Evolution wurde von Charles Darwin beobachtet und in seinem Buch Über die Entstehung der Arten dokumentiert.
Bei einem Besuch der Galapagos-Inseln bemerkte Darwin, dass auf jeder der Inseln eine Population von Finken lebte, die zur gleichen taxonomischen Familie gehörten. Die Vogelpopulationen auf jeder Insel unterschieden sich jedoch von denen auf den benachbarten Inseln durch die Form und Größe ihrer Schnäbel.
Darwin vermutete, dass jede der Vogelarten ursprünglich zu einer einzigen gemeinsamen Vorfahrenart gehörte, die je nach der Art der auf der jeweiligen Insel verfügbaren Nahrungsquelle Veränderungen ihrer Merkmale erfahren hatte. Zum Beispiel entwickelten die Vögel, die sich von Samen und Nüssen ernährten, große, quetschende Schnäbel, während Kakteenfresser längere Schnäbel entwickelten, und feinere Schnäbel entwickelten sich bei Vögeln, die sich durch das Picken von Insekten aus den Bäumen ernährten.
Als die Urform der Finken jede Insel anfänglich besiedelte, enthielt jede Gruppe Individuen, die in der Lage waren, sich besser an die Bedingungen und die verfügbaren Nahrungsquellen anzupassen. Diese Individuen überlebten und vermehrten sich in ihrem neuen Lebensraum. Dabei verbreiteten sich die Gene, die bestimmte vorteilhafte Aspekte steuerten (z. B. längere Schnäbel, die sich für den Zugang zu Nektar tief im Inneren von Blüten eignen), im gesamten Genpool, während die Individuen ohne vorteilhafte Merkmale ausstarben. Dies ist der Prozess der natürlichen Selektion.
Der Fall der „Darwinfinken“ (die Vögel gehören eigentlich zur Familie der Tangaren und sind keine echten Finken) ist ein Beispiel für adaptive Radiation, die eine Form der divergenten Evolution ist.
Adaptive Radiation ist ein häufiges Merkmal auf Archipelen wie den Galapagosinseln und Hawaii, aber auch auf metaphorischen „Insel-Lebensräumen“ wie Gebirgszügen. Das liegt daran, dass der Genfluss zwischen den Inseln begrenzt ist, wenn die Migration nicht konstant ist; das Ausmaß des Effekts hängt jedoch von der Ausbreitungsfähigkeit des Organismus ab.
Die Evolution der Primaten
Alle Primaten auf der Erde haben sich aus einem einzigen gemeinsamen Vorfahren entwickelt, wahrscheinlich einem primatenähnlichen, insektenfressenden Säugetier, das vor etwa 65 Millionen Jahren im Mesozoikum lebte. Zu dieser Zeit waren die Kontinente der Erde größtenteils miteinander verbunden. Fossile Beweise deuten darauf hin, dass diese primitiven Tiere ein Leben in Bäumen führten, mit gutem Sehvermögen und Händen und Füßen, die an das Klettern in Bäumen angepasst waren.
Vor etwa 55 Millionen Jahren entwickelten sich die ersten echten Primaten, die sich in die Halbaffen und Affen aufspalteten.
Die Vorfahren der Halbaffen ähnelten den heutigen Halbaffen, zu denen die Lemuren (endemisch auf Madagaskar), Loris, Tarsier und Buschbabys gehören. Diese sind kleinhirnig und relativ kleinwüchsig, mit einer feuchten Nase, die der eines Hundes ähnelt. Sie sind oft nachtaktiv und haben Körpermerkmale, die im Vergleich zu anderen Primaten als „primitiv“ gelten.
Die nächste große Divergenz fand vor etwa 35 Millionen Jahren im anderen phylogenetischen Zweig der Primaten, den Affen, statt. Dieses Ereignis führte zur Divergenz des gemeinsamen Vorfahren aller Neuweltaffen und der Altweltaffen.
Es wird spekuliert, dass die beiden Gruppen als Folge allopatrischer Speziation eine divergente Evolution durchliefen. Da sich die Kontinente Amerika und Eurasien zu diesem Zeitpunkt bereits getrennt hatten, könnte die Trennung durch eine zufällige Wanderung über den Atlantik verursacht worden sein.
Die Neuweltaffen oder Platyrrhinen sind in Mittel- und Südamerika sowie in Mexiko beheimatet. Sie haben flache Nasen und Greifschwänze entwickelt, die als fünftes Glied fungieren und die Fähigkeit haben, sich an Bäumen und Ästen festzuhalten. Dazu gehören bekannte Familien wie Kapuziner- und Klammeraffen (Familie: Cebidae), Krallenaffen (Callitrichidae) und Brüllaffen (Atelidae).
Der gemeinsame Vorfahre der Altweltaffen und Menschenaffen spaltete sich vor etwa 25 Millionen Jahren. Die Altweltaffen, oder Catarrhini, sind in Afrika und Asien beheimatet und zeigen eine Reihe unterschiedlicher Anpassungen an viele Arten von Lebensräumen, von Regenwäldern über Savannen bis hin zu Bergen und Büschen. Es gibt sowohl landlebende als auch baumlebende Catarrhini, von denen viele bekannt sind, wie z. B. die Makaken (Gattung: Macaca), Paviane (Papio) und Languren (Semnopithecus).
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die modernen Primaten, die wir heute sehen, trotz ihrer Ähnlichkeiten nicht voneinander abstammen (z. B. sind Menschenaffen nicht von Menschenaffen abstammend), sondern dass sie von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren abstammen, der durch divergente Evolution zwei verschiedene Arten gebildet hat.
Der Kleine Fuchs und der Polarfuchs Fuchs
Zwei Arten, die sehr eng miteinander verwandt sind und eine divergente Evolution durchlaufen haben, sind der Rotfuchs (Vulpes macrotis) und der Polarfuchs (Vulpes lagopus).
Der Polarfuchs ist im westlichen Nordamerika beheimatet und an Wüstenumgebungen angepasst; er hat eine sandfarbene Färbung und große Ohren, die ihm helfen, überschüssige Körperwärme abzuleiten.
Der Polarfuchs ist in arktischen Regionen beheimatet und lebt im arktischen Tundra-Biom der nördlichen Hemisphäre. Er ist am besten an kalte Klimazonen angepasst und hat ein dickes Fell, das im Winter weiß und im Sommer braun ist, sowie eine kleine, runde Körperform, die den Wärmeverlust minimiert.
Da sich diese beiden Arten von einem gemeinsamen Vorfahren aus jüngerer Zeit getrennt haben, mussten sie sich an ihre extrem unterschiedlichen Lebensräume anpassen. Sie haben sich zu zwei Arten entwickelt, die sich in Bezug auf ihre Ohren und ihr Fell deutlich unterscheiden, obwohl sie die meisten ihrer ursprünglichen Merkmale beibehalten haben.
- Konvergente Evolution – Der Prozess, bei dem Arten, die nicht eng miteinander verwandt sind, unabhängig voneinander funktionell oder optisch ähnliche Strukturen entwickeln.
- Parallele Evolution – Der Prozess, bei dem verwandte, aber unterschiedliche Arten unabhängig voneinander ähnliche Strukturen entwickeln.
- Speziation – Der Prozess, bei dem neue und unterschiedliche Arten entstehen.
- Natürliche Selektion – Der Prozess, bei dem Arten, die besser an ihre Umwelt angepasst sind, überleben und sich fortpflanzen, während diejenigen, die schlecht angepasst sind, dies nicht tun.
Quiz
1. Die Strukturen, die im gemeinsamen Vorfahren zweier Arten vorhanden waren und die in ihrer evolvierten Linie fortbestehen, wenn auch mit einer anderen Form oder Funktion, sind bekannt als:
A. Analoge Strukturen
B. Homologe Strukturen
C. Divergente Strukturen
D. Vestigiale Strukturen
2. Die adaptive Radiation, die man im Fall der Galapagosfinken sieht, ist ein Ergebnis von:
A. Hohe Häufigkeit von Wanderungen zwischen den Inseln
B. Die Entwicklung von analogen Strukturen
C. Populationen von Vögeln, die sich anpassen, um vorhandene Nischen zu füllen
D. Alle oben genannten
3. Welche der folgenden Aussagen ist richtig?
A. Der Mensch ist weiter entwickelt als der Schimpanse
B. Neuweltaffen haben sich aus Altweltaffen entwickelt
C. Gorillas und Lemuren haben einen gemeinsamen Vorfahren
D. Simianer entwickelten sich aus Prosimianern