Evolutionäre Anpassung

Eine evolutionären Anpassung, in der wissenschaftlichen Terminologie als Adaptation bezeichnet, ist ein Merkmal eines Organismus, das für sein Überleben bzw. seine Fortpflanzungsfähigkeit vorteilhaft ist, und das durch natürliche Selektion für seinen gegenwärtigen Zweck entstanden ist.[1] Ein Merkmal kann in diesem Zusammenhang sowohl eine morphologische Besonderheit wie eine Verhaltensweise sein. Damit ein Merkmal adaptiv ist, muss es erblich sein, d. h. eine genetische Basis besitzen.

Merkmale, die für den Organismus vorteilhaft sind, aber deren Ursprung auf einen anderen Zweck zurückgeht, werden als Exaptationen bezeichnet.[2] Der alternativ dafür gebrauchte Ausdruck Präadaptation wird heute vielfach vermieden, weil er den falschen Eindruck einer zielgerichteten Entwicklung auf den neuen Zweck hin vermittelt. Eine Exaptation wäre z.B. die Feder im Flügel der Vögel, die bei flugunfähigen Reptilien (ursprünglich zur Wärmeisolation) entstanden ist, d. h. bei der Evolution der Vögel bereits vorhanden war und für den neuen Zweck umgestaltet wurde. Evolutionär neutrale bzw. schädliche Merkmale werden manchmal als „Anaptation“ bzw. „Disaptation“ bezeichnet; diese Begriffe sind aber nicht allgemein gebräuchlich.

Zwar ist die Evolution im Prinzip nicht zielgerichtet, sondern beruht auf zufälligen Änderungen im Erbgut, die zu Abänderungen der Phänotypen führen, die sich wiederum in einer gegebenen Umwelt zu bewähren haben. Da aber neben der zufälligen Mutation auch eine gerichtete Selektion wirksam ist, ist es sinnvoll, von Anpassungen zu sprechen.

Die Summe der Anpassungen der Organismen einer Art definiert ihre ökologische Nische. Über Akklimatisation können sich Lebewesen in den durch das Erbgut gesetzten Grenzen an bestimmte Umweltfaktoren anpassen. Die verschiedenen möglichen Phänotypen eines Genotyps werden als seine Reaktionsnorm bezeichnet. Adaptationen erfolgen immer an die gegenwärtige Umwelt. Das hat zur Folge, dass ein Merkmal seinen adaptierten Charakter auch dadurch verlieren kann, dass sich die Umwelt verändert. Ursprünglich adaptive Merkmale, die in einer veränderten Umwelt nun nachteilig werden, werden auch als Fehladaptation (auch: Maladaptation) bezeichnet. Lebt ein Organismus in einer unvorhersagbaren, veränderlichen Umwelt, kann eine hohe genetische Variabilität oder eine weite Reaktionsnorm selbst ein adaptives Merkmal sein.

Umwelt eines Organismus sind nicht nur die abiotischen Bedingungen und Faktoren, sondern auch die anderen Lebewesen, mit denen er jeweils zusammenlebt - einschließlich seiner Artgenossen. Organismen entwickeln dem entsprechend auch Adaptationen in Reaktion auf diese Lebewesen, z. B. schnelles Laufvermögen, um Prädatoren zu entkommen. Da der andere Organismus ebenfalls adaptieren kann, kann es zu einer Rückkoppelung führen. Man spricht hier von Koadaption. Koadaptionen können zu Symbiose oder Mutualismus führen, wenn sie für beide Partner vorteilhaft sind. In anderen Fällen führen sie oft zu einem evolutionären „Wettrüsten“.

Ein Organismus in seiner natürlichen Umgebung muss sich in der Regel nicht an einen einzigen Faktor adaptieren, sondern an zahlreiche gleichzeitig. Diese Anforderungen können in Konflikt miteinander geraten. Die tatsächlichen Adaptationen entsprechen deshalb meist nicht dem technischen Optimum für die jeweilige Funktion, sondern gehen auf Kompromisse zurück. Innerhalb des Lebensraums einer Population können durchaus mehrere ökologische Optima existieren, an die eine Adaptation vorteilhaft wäre. Adaptationen auf die eine Funktion führen hier zu Nachteilen bei der anderen. Da die jeweilige Population genetisch zusammenhängt, können die Kompromisse bei der Adaptation hier sogar dazu führen, dass die tatsächliche Population beide Optima verfehlt. Sind einige Organismen besonders gut an eine Faktorenkombination adaptiert, geht dieser Vorteil durch die Paarung mit anders adaptierten in der nächsten Generation wieder verloren (der Faktor wird in der Populationsgenetik als Genfluss bezeichnet). Man spricht in diesem Falle davon, das auf die Population „disruptive“ Selektion einwirkt. Disruptive Selektion kann zur Aufspaltung einer Population in mehrere Teilpopulationen, und so letztlich zur Bildung neuer Arten führen.

Dieser Artikel oder Abschnitt besteht hauptsächlich aus Listen, an deren Stelle besser Fließtext stehen sollte.

Hitze

Kälte

  • periodischer Laubfall
  • Homoiothermie (Säugetiere, Vögel)
  • Als Schutz vor Kälte kann Säugetieren oder Vögeln ein dichtes Fell/Federkleid dienen. Für viele Säugetiere in den gemäßigten und polaren Breiten ist der Fellwechsel wichtig, da ein dichteres Winterfell diese Tiere vor Wärmeverlust schützt. Einigen Säugetiere wie dem Hermelin dient der Fellwechsel aber auch zur Tarnung.
  • Die meisten Meeressäuger und Pinguine dagegen haben eine Speckschicht, die sie gegen kaltes Meerwasser isoliert. Bei den Walen und Robben wird diese Schicht Blubber genannt. Fellrobben aber dienen Lufteinschlüsse zur Isolation, dies gilt auch für Seeotter, die keine isolierende Fettschicht haben, dafür sehr feines, dichtes Fell.
  • Frostschutzmittel
  • Resistenz gegen Einfrieren
  • Höhlenbau
  • Winterschlaf

Trockenheit

  • Resistenz gegen Austrocknen (Moose)
  • periodischer Laubfall
  • Wasserspeicherung (Sukkulenten)
  • Wasserundurchlässige Körperhülle
  • Bildung konzentrierten Harns oder Harnsäure

Wind

Starker Wind birgt vor allem die Gefahr, vom Lebensraum weggeweht zu werden.

  • Verlust der Flügel (manche Schmetterlinge)
  • Entsprechendes Wachstum des Stammes bei Bäumen um ein Umknicken zu vermeiden, nachweisbar an der Dicke der Jahresringe

Strömung

Starke Strömungen bergen vor allem die Gefahr, vom Lebensraum weggespült zu werden.

  • Stromlinienförmiger Körper (Forelle), siehe auch Stromlinienform
  • Haltevorrichtungen (Steinfliegenlarven, Muscheln)
  • Verstecken unter Steinen (Köcherfliegenlarven)
  • Schleimbildung (Bakterien)
  • Erhöhung des Körpergewichts
  • Verringerung des Wasserwiderstands
  • Saugnäpfe

Dunkelheit

Dunkelheit macht einen der wichtigsten Sinne, den Gesichtssinn, wertlos. Trübes Wasser hat eine ähnliche Wirkung.

Nahrungsmangel

Mangel an Nahrung vermindert – neben der Existenzbedrohung – auch die Fortpflanzungsrate

Schwermetalle

  • Neutralisierung der Schwermetallionen durch Chelatbildung mit organischen Säuren

Antibiotika

Fressfeinde

Detail aus einem Schmetterlingsflügel, hier werden Augen größerer Tiere vorgetäuscht

Weblinks

Quellen

  1. M.R. Rose & G.V. Lauder (1996): Adaptation. Academic Press (San Diego, USA).
  2. Stephen Jay Gould, Elisabeth S. Vrba (1982): Exaptation - a missing term in the science of form. Paleobiology 8(1): 4-15.

Siehe auch

Ähnliche Artikel wie "Evolutionäre Anpassung"

23.09.2020
Morphologie | Genetik
Genomduplikationen als evolutionäre Anpassungsstrategie
Genomduplikationen spielen eine maßgebliche Rolle bei der Ausbildung von Formen und Strukturen pflanzlicher Organismen sowie ihrer Veränderungen über lange evolutionäre Zeiträume hinweg.
03.10.2018
Genetik | Biochemie | Klimawandel
Fruchtfliegen kontern Klimawandel durch Stoffwechselumstellung
Evolutionäre Auswirkungen durch den Klimawandel sind derzeit ein „hot topic“ der Evolutionsforschung.
21.03.2018
Evolution
Haie: Zähne wie am Fließband
Zähne sind ein wesentliches Merkmal kiefertragender Wirbeltiere.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die News der letzten 7 Tage

31.07.2021
Ökologie | Neobiota
Teure Invasoren
Wissenschaftlerinnen haben die durch invasive Arten entstandenen Kosten in Europa und Deutschland untersucht.
31.07.2021
Anthropologie | Neurobiologie
Lernpausen sind gut fürs Gedächtnis
Wir können uns Dinge länger merken, wenn wir während des Lernens Pausen einlegen.
31.07.2021
Botanik | Immunologie | Parasitologie
Eichenwälder widerstandsfähiger machen
Kahlgefressene Eichen sind ein Bild, das in den letzten Jahren immer wieder zu sehen war. Verursacher sind häufig die massenhaft auftretenden Raupen des Eichenwicklers.
29.07.2021
Ökologie | Toxikologie
Wasser blau – Badestrand grün
Viele klare Seen der Welt sind von einem neuen Phänomen betroffen: In Ufernähe, wo Menschen spielen oder schwimmen, ist der Seeboden mit grünen Algenteppichen bedeckt.
29.07.2021
Anatomie | Paläontologie
Patagonischer Langhalssaurier neu beleuchtet
Ein Team der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie (SNSB-BSPG) untersuchte im Rahmen einer Neubeschreibung die Überreste des Langhalssauriers Patagosaurus fariasi (175 Mio Jahre) aus Argentinien.
29.07.2021
Anthropologie | Virologie | Bionik, Biotechnologie, Biophysik
Hochwirksame und stabile Nanobodies stoppen SARS-CoV-2
Ein Forscherteam hat Mini-Antikörper entwickelt, die das Coronavirus SARS-CoV-2 und dessen gefährliche neue Varianten effizient ausschalten.
29.07.2021
Zytologie | Biochemie
Pflanzen haben ein molekulares „Gedächtnis“
Wie eine Pflanze wächst, hängt einerseits von ihrem genetischen Bauplan ab, zum anderen aber davon, wie die Umwelt molekulare und physiologische Prozesse beeinflusst.
29.07.2021
Ökologie | Bionik, Biotechnologie, Biophysik | Meeresbiologie
Forschungsfahrt: Hydrothermale Wolken in der Nähe der Azoren
Sie entstehen, wenn von glühendem Magma aufgeheizte Lösungen aus der Erdkruste in der Tiefsee austreten und auf kaltes Meerwasser treffen: Hydrothermale Wolken stecken voller Leben, sie versorgen die Ozeane mit Nährstoffen und Metallen.
28.07.2021
Physiologie | Bionik, Biotechnologie und Biophysik
Spurensuche im Kurzzeitgedächtnis des Auges
Was wir sehen, hinterlässt Spuren: Mit schnellen Bewegungen, sogenannten Sakkaden, springt unser Blick zwischen verschiedenen Orten hin und her, um möglichst scharf abzubilden, was sich vor unseren Augen abspielt.
27.07.2021
Bionik, Biotechnologie und Biophysik
Neue Möglichkeiten: Topologie in der biologischen Forschung
Ein aus Quantensystemen bekanntes Phänomen wurde nun auch im Zusammenhang mit biologischen Systemen beschrieben: In einer neuen Studie zeigen Forscher dass der Begriff des topologischen Schutzes auch für biochemische Netzwerke gelten kann.
27.07.2021
Anthropologie | Neurobiologie
Viel mehr als Gehen
Jahrzehntelang dachte man, dass ein Schlüsselbereich des Gehirns lediglich das Gehen reguliert.
26.07.2021
Ökologie | Paläontologie
Uralte Haizähne geben Hinweis auf eine globale Klimakrise
Die stete Drift der Kontinente formt nicht nur Gebirgszüge, sondern hat auch großen Einfluss auf die Tierwelt im Meer.
26.07.2021
Anatomie | Bionik, Biotechnologie und Biophysik | Bioinformatik
Wie tierische Sprinter enorme Spitzengeschwindigkeiten erreichen
Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe hat ein physikalisches Modell entwickelt, um zu erforschen, von welchen Eigenschaften die maximale Laufgeschwindigkeit bei Tieren abhängig ist.
26.07.2021
Anthropologie | Zoologie | Ethologie
Hunde als „Gedankenleser“
Dass Hunde vielfach als der „beste Freund des Menschen“ bezeichnet werden, ist bekannt.
26.07.2021
Mikrobiologie | Genetik | Biochemie
RNA kontrolliert die Schutzhülle von Bakterien
Der Magenkeim Helicobacter pylori weiß, wie er sich gegen Angriffe des Immunsystems oder durch Antibiotika schützen kann.