In Kürze die geschichtliche Entwicklung der Evolutionsforschung

Zusammenfassung

Bereits vor mehr als 2000 Jahren hinterfragten Philosophen, wie sich Ähnlichkeit und Fortpflanzung bei verwandten Organismen erklären. Doch bis ins 18. Jahrhundert hinein wurde in Europa die Schöpfungsgeschichte der Bibel als alleinige Erklärung für Artenvielfalt und die Existenz des Menschen herangezogen. Erst die Forschungsarbeiten von Carl v. Linné zur systematischen Ordnung der Pflanzenwelt können wir als Beginn wissenschaftlicher Arbeitsweisen in der Biologie ansehen. In einem kurzen Abriss werden die wichtigsten Entdeckungen und Erkenntnisse in der Evolutionsbiologie und Genetik von der Antike hin zur Moderne vorgestellt. Die Gedanken von Lamarck zur Erblichkeit von erworbenen Eigenschaften werden diskutiert und denen von Darwin gegenübergestellt. Nach der ausführlichen Besprechung der Mendelschen Erbregeln werden stichpunktartig die nachfolgende rasante Entwicklung und der enorme Erkenntniszugewinn in der Biologie während der letzten 150 Jahren beschrieben. So führten die zu Beginn des 20. Jahrhunderts experimentell und theoretisch gewonnenen Erkenntnisse zu neuen biologischen Disziplinen wie der Populationsgenetik, Zytogenetik und Molekularen Genetik.

Am Ende des Kapitels stehen Aufgaben, für die wir Lösungsvorschläge im Kapitel 20 des Anhangs geben. Das Lernen und Verstehen der Inhalte wird durch ein Glossar unterstützt.

Glossar

Allel

 Erbinformation an einer bestimmten Stelle des Genoms (Genom)– z. B. gibt es beim Menschen den Genort (▶ G) für die Hauptblutgruppe AB0. Dieser Genort kann entweder die Erbinformation A, B oder 0 tragen. Eltern geben entweder Allel A, Allel B oder Allel 0 weiter. Existieren in einer Population mehrere Zustandsformen (Allele) für einen Chromosomenabschnitt(▶ G), dann sprechen wir von allelischer Variation.

Aminosäure

Grundbaustein von Eiweiß (Protein). Die lineare Verbindung von Aminosäuren oder auch Peptiden ergibt eine Polypeptid- oder Aminosäurekette.

Autosom

Chromosom (▶ G), das nicht hauptsächlich an der Ausprägung der primären Geschlechtsmerkmale von höheren Lebewesen beteiligt ist (durchaus können aber einzelne Erbinformationen auf Autosomen liegen, die mit geschlechtsspezifischen Funktionen verbunden sind!).

Chromosom

Ein Riesenmolekül, das die Erbinformation trägt.

Chromosomenaberration

Die Chromosomenzahl oder -struktur weicht vom artspezifischen numerischen oder strukturellen Muster ab (Beispiel ist die Trisomie 21 beim Menschen: Zellen haben neben den beiden elterlichen Chromosomen 21 noch ein weiteres Chromosom 21).

Chromosomensatz

 Zellen von höheren Lebewesen enthalten eine für die Art charakteristische Anzahl von Chromosomen (G), den Chromosomensatz. Bei geschlechtlicher Vermehrung erhält ein Lebewesen von beiden Elternteilen die gleiche Anzahl von Chromosomen. In jeder Zelle finden wir Paare elterlicher Chromosomen, die sich in ihrer mikroskopischen Struktur gleichen (▶ homologe Chromosomen). Doch können sich die mütterlichen und väterlichen Erbanlagen auf den Chromosomen unterscheiden. Es gibt auch Organismen, die mehr als zwei Kopien eines Chromosoms tragen (triploid, tetraploid, …, polyploid).

Cistron

Kleinste Einheit eines Gens (▶ G), das für eine Aminosäurekette codiert (Aminosäure).

Codon

Es besteht aus drei Nukleotiden, den elementaren Bausteinen der Erbinformation, die in Nukleinsäuren (▶ G) niedergelegt ist. Ein solches Dreierpaket, ein Triplett, codiert für eine Aminosäure (▶ G), für den Anfang oder das Ende eines Gens (▶ G).

Crossing-over

Brüche zweier elterlicher homologer Chromosomen (▶ G) können während der Bildung von Keimzellen falsch verknüpft werden. Auf diese Weise entstehen Chromosomen, bei denen Abschnitte beider elterlichen Chromosomen kombiniert sind. Dieser Vorgang wird als Rekombination bezeichnet. Unter dem Mikroskop sehen wir eine Überkreuzung der Chromosomen (Crossing-over).

Darwinismus

Evolutionstheorie, die auf Darwins Erkenntnissen beruht und die belebte wie unbelebte Natur als Selektionskraft akzeptiert. Die natürliche Selektion optimiert das Reproduktionsvermögen einer Population und ist damit die treibende Kraft der Evolution.

DNA

Abkürzung von „deoxyribonucleic acid“. Ein Riesenmolekül, das aus einer langen Kette von einzelnen molekularen Bausteinen (▶ Nukleotide) besteht. Chromosomen (▶ G) sind extrem stark kondensierte DNA-Moleküle (deutsch: Desoxyribonukleinsäure , DNS).

Deszendenztheorie

Theorie über die Abstammung von Arten.

Dominanz

Vollständige Dominanz: Nur eine elterliche Erbanlage (▶ Gen) bestimmt die Merkmalsausprägung, während die andere nicht zum Tragen kommen – letztere ist rezessiv. Die Erbanlage für die rote Blütenfarbe der Gartenerbse ist dominant über der (rezessiven) Erbanlage für weiße Blütenfarbe.

Unvollständige oder partielle Dominanz: Beide elterliche Erbanlagen tragen zur Merkmalsausprägung bei. Das Ausmaß der Dominanz der elterlichen Erbanlage bestimmt das Merkmal. So können alle möglichen intermediären Mischformen zur Ausprägung kommen. Im Fall, dass verschiedene elterliche Erbanlagen in gleicher Stärke zur Merkmalsbildung beitragen, sprechen wir von Kodominanz.

Eugenik

Gezielter und fragwürdiger Eingriff bei Personen und damit in die Struktur der menschlichen Bevölkerung. Durch die Auswahl von Personen oder durch Eingriffe ins Genom wird die genetische Struktur von Populationen für ein subjektives Ziel verändert.

Eukaryot

Pflanzen, Pilze und Tiere mit ihren höher entwickelten Zellstrukturen.

Gen , Genort

Im Deutschen verknüpfen wir Gen mit einer Funktion (Protein oder Regulation der Proteinsynthese), d. h. der Chromosomenabschnitt (Genort), der das Gen enthält, ist für eine bestimmte Aufgabe verantwortlich. Die Überbegriffe von Genort und Gen sind Locus bzw. Allel und gelten für Chromosomenabschnitte, die nicht zwingend eine funktionelle Bedeutung haben müssen.

genetische Bürde

Die Verminderung der Reproduktionsfähigkeit einer Population durch nachteilige Mutationen. Mutationen ändern zufällig Gene ab. Solche Veränderungen finden sich stets in allen Populationen und sind oftmals zum Nachteil für den Organismus.

Genom

Die gesamte Erbinformation eines Individuums.

Genotyp

Die Kombination von elterlichen Allelen (▶ G), die ein Individuum trägt. Hierbei kann die Kombination von einem oder mehreren Loci (mit oder ohne Funktion!) betrachtet werden.

heterozygot , Heterozygotie

Die elterlichen Erbinformationen eines Individuums für ein bestimmtes Merkmal sind unterschiedlich.

homologe Chromosomen

Chromosomen (▶ G) entsprechen sich in ihrer mikroskopischen Struktur, haben aber durchaus unterschiedliche genetische Informationen in einzelnen Abschnitten der homologen Chromosomen.

homozygot, Homozygotie

Die elterlichen Erbinformationen eines Individuums für ein bestimmtes Merkmal sind gleich (▶ Locus).

Hybrid , Hybridensterilität

Organismus, dessen Zellen genetische Information von Individuen verschiedener Arten oder Zuchtlinien tragen. Die Kombination genetischer Information über Artgrenzen hinweg kann wohl zu einem lebensfähigen Individuum führen (hybrider Organismus), doch kann dessen Reproduktionsfähigkeit in einigen Fällen auch verloren gehen (Sterilität ).

Inzucht

Je enger Eltern verwandt sind, desto größer wird die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Nachkommen an Loci homozygot (▶ G) werden. Erst die Verbindung mit nachteiligen Erbanlagen erklärt die negativen Folgen in der Nachkommenschaft von verwandten Eltern.

Karyotyp

Optische Darstellung des Chromosomensatzes (▶ G) eines Individuums.

Lamarckismus

Evolutionstheorie, die über die erblichen elterlichen Anlagen hinaus auch Eigenschaften, die ein Individuum während seines Lebens erworben hat, in den Evolutionsprozess mit einbindet.

Locus

 Gen, Genort.

Mitose

Teilung einer eukaryotischen Körperzelle in zwei genetisch identische Tochterzellen (▶ Eukaryot).

Nukleinsäure

Die Bausteine dieser Riesenmoleküle sind Nukleotide, diese sind eine Verbindung der vier Basen Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin (im Fall von DNA) oder Uracil (im Fall von RNA) mit einem Zucker und Phosphatrest.

Polypeptid

 Aminosäure.

Referenzsequenz

Eine bekannte Folge von Elementen (hier Nukleotidbausteine), die zum Vergleich und zur Analyse anderer Elementfolgen dient.

Rezessivität

▶ Dominanz.

Rotgrünblindheit

Sehschwäche. Individuen können die Farben rot und grün nicht oder nur unvollständig unterscheiden.

Sozialdarwinismus

Übertragung von Darwins Selektionstheorie auf das menschliche Sozialwesen – die Macht des Einzelnen oder einer Gruppe wird natürlicher Selektionskraft gleichgesetzt.

Transposon

Kleine DNA-Elemente, die ihre Position im Genom (▶ G) verändern können (springende Gene).

Triplett

▶ Codon.