Charles Darwin et la théorie de l'évolution

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Charles Darwin, Naturforscher und einer der Begründer der Evolutionstheorie.

Wer war Charles Darwin? 

Charles Darwin war ein Naturforscher, Paläontologe und Geologe des 19. Jahrhunderts, der durch seine wissenschaftliche Arbeit auf dem Gebiet der Evolution Berühmtheit erlangte. 1831 bricht der junge Forscher, damals 22 Jahre alt, an Bord eines Expeditionsschiffs – der Beagle – zu einer mehrjährigen Weltreise auf. Auf dieser Reise bietet sich Charles Darwin die Gelegenheit, eine Vielzahl von Spezies (Fauna und Flora) in verschiedenster Umgebung zu beobachten. Alle diese Beobachtungen trägt er sorgfältig in sein Reisetagebuch ein. 

Diese Notizen bilden den Grundstein langjähriger Studien über die Evolution und deren Prinzipien, die Charles Darwin erst 20 Jahre später in Form seines Werkes „Über die Entstehung der Arten“ (1859) veröffentlicht. In einer Gesellschaft, die noch überwiegend von der Schöpfungslehre geprägt war, wird das Werk scharf kritisiert. 

Was lehrt uns die Evolutionstheorie?

Charles Darwin postuliert in seiner Evolutionstheorie, dass alle Arten, sowohl Tiere als auch Pflanzen und selbst Bakterien, sich stetig weiterentwickeln und verändern. Diese Evolution, die sich über geologische Zeitalter – Abermillionen von Jahren – hinweg vollzieht, führt zur Entstehung neuer Arten, aber auch zum Aussterben manch anderer Art.  

Nehmen wir das Beispiel der verschiedenen Finkenarten auf den Galapagos-Inseln, die Charles Darwin auf seiner Reise mit der Beagle beobachtete. Am Schnabel dieser Vögel lässt sich die Lehre sehr schön veranschaulichen. 

Auf einer isolierten Insel, auf der die Nahrung überwiegend aus Schalenfrüchten besteht, haben die Finke große kräftige Schnäbel. Umgekehrt ist der Schnabel dieser Vogelart auf einer anderen Insel in einiger Entfernung, die einen großen Insektenbestand aufweist, klein und schmal geformt. Zwar sehen sich die Vögel ansonsten ähnlich, aber die Form ihres Schnabels ist morphologisch ganz unterschiedlich ausgeprägt. 

Illustration des pinsons de Darwin

Die Analyse der Exemplare, die Darwin von seiner Reise mitbringt, führt zu der Erkenntnis, dass die Vögel trotz aller Varianten keine entfernten Verwandten sind, sondern ein und derselben Familie angehören! Die Hypothese lautet daher, dass sie alle von einer Art abstammen, die auf verschiedene Inseln migriert ist und sich dort mit der Zeit unterschiedlich entwickelt hat, bis schließlich verschiedene Unterarten entstanden sind.  

Wie ist die Entstehung unterschiedlicher Finkenarten zu erklären? 

Stellen wir uns eine Gruppe einzelner Vögel dieser Art, eine so genannte Population, vor, die eine Insel besiedelt. Es gibt dort vorrangig Schalenfrüchte und nur wenige Insekten. Nach und nach finden die Individuen der Population mit kleinem Schnabel keine ausreichende Nahrung mehr und sterben. Die Vögel mit kräftigeren Schnäbeln hingegen können die Schalenfrüchte knacken, überleben und pflanzen sich fort. Über Generationen bildet sich auf diese Weise eine Population mit kräftigem Schnabel heraus, die sich von der Stammart unterscheidet. Ist der Unterschied zwischen Stammart und der Insel-Population so groß, dass Individien beider Gruppen sich nicht mehr untereinander Fortpflanzen können, kann man die Insel-Population als neue Art definieren! 

Welche Prinzipien kennzeichnen die Evolutionstheorie?

Variation zwischen Individuen

Eine der Säulen der Evolutionstheorie ist das Prinzip der Variation zwischen Individuen ein und derselben Art. Die Individuen einer Art sind alle ein wenig unterschiedlich. Diese Merkmalsunterschiede ergeben sich aus Variationen, die bei den Individuen spontan auftreten. Darwin war zudem überzeugt, dass eine solche Variation auf dem Wege der Vererbung an die Folgegenerationen weitergegeben werden kann.  

Wir haben natürlich viel gemeinsam, aber es gibt eben auch viele Unterschiede zwischen uns. Genau diesen Sachverhalt hat Darwin aufgezeigt. Innerhalb einer Art entstehen mit der Zeit Variationen, die an die Nachkommen weitergegeben werden“,erklärt Patrick Michaely, Leiter der Abteilung für Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit im Nationalmuseum für Naturgeschichte.

Um beim Beispiel der Finken zu bleiben: Die Vogelart der Finken bestand zu Beginn aus einigen Individuen. Sie waren alle ein wenig unterschiedlich: Manche hatten einen kräftigeren Schnabel, andere einen kleineren Schnabel. Die Finken, die zur Fortpflanzung in der Lage waren, vererbten ihre Merkmale an ihre Nachkommen, unter anderem Schnabelgröße und -form.

Natürliche Selektion

Ein zweites wichtiges Prinzip der Evolutionstheorie ist die natürliche Selektion. Sie besagt, dass die Individuen einer Art, die in Bezug auf ihre Umgebung günstig ausgestattet sind, sich fortpflanzen und ihre vorteilhaften Merkmale (z. B. die Schnabelform) vererben können, während Individuen mit ungünstigsten Anlagen nicht überleben. Die natürliche Selektion setzt somit die Unterschiedlichkeit der Individuen einer Art voraus, anderenfalls würde sie nicht stattfinden. Darwin hat diese Theorie als Gegenpol zur künstlichen Selektion aufgestellt, die etwa durch Viehzüchter oder Landwirte erfolgt, die bewusst entscheiden, welche Individuen und Merkmale sie in einer Population fördern wollen (z. B. Maispflanzen mit besonders üppigen Kolben). 

Aber zurück zu unseren Finken: Auf der Insel, deren Nahrungsangebot aufgrund der Umweltbedingungen vorrangig aus Schalenfrüchten besteht, sind diejenigen Individuen der Population, die kleinere, zartere Schnäbel haben, gegenüber den Vögeln mit kräftigeren Schnäbeln im Nachteil. Letztere finden leichter Nahrung. Sie haben daher höhere Überlebenschancen und pflanzen sich erfolgreicher fort. Für die Finken mit kleineren Schnäbeln hingegen ist das Überleben in dieser Umgebung schwerer. Nach und nach verschwinden sie aus der Population.  

Anlässlich des 210. Geburtstags von Charles Darwin hält das Naturhistorische Museum in Luxemburg zahlreiche überraschende Erkenntnisse über diesen außergewöhnlichen Wissenschaftler und die Geheimnisse der Evolution bereit! Weitere Informationen findest Du auf der Homepage oder Facebook-Seite des Museums.

Die Evolutionstheorie aus heutiger Sicht

Zu Zeiten Darwins gab es noch keine Genetik, um seine Evolutionstheorie inhaltlich zu stützen. Der Kritik, die insbesondere von den Verfechtern der Schöpfungslehre geäußert wurde, konnte nichts wirklich Handfestes entgegengesetzt werden“, erklärt Patrick Michaely. 

Charles Darwin verfügte noch nicht über die Werkzeuge der Genetik, um wissenschaftlich zu belegen, wie es zu einer spontanen Variation zwischen Individuen ein und derselben Art kommt, die an die Nachkommen vererbt wird. Erst durch die Fortschritte, die die Naturwissenschaft über die letzten Jahrhunderte machte, war es schließlich möglich nachzuweisen, dass diese Veränderlichkeit genetisch bedingt ist. 

Das Genom, die Gesamtheit des Erbguts eines Lebewesens, ist Bestandteil jeder einzelnen Zelle unseres Körpers. Es kann sich verändern: Zum Beispiel können Mutationen auftreten oder eine genetische Rekombination. Diese Vorgänge, die Einfluss auf das Genom nehmen, sind zu einem Großteil die Ursache für die Variabilität zwischen den Individuen ein und derselben Art. 

Eine Mutation ist die Veränderung eines Gens (ein Gen ist eine definierte DNA-Sequenz, die für ein Merkmal steht, zum Beispiel die Augenfarbe). Verändert sich ein solches Gen, kann es sein, dass sich dies in der Folge auch auf das zugehörige Merkmal auswirkt. Die Mutation der Sequenz kann ganz unterschiedlich ausfallen: Es kann eine Veränderung z. B. durch Einfügen, Löschen oder Ersetzen eines Teilbereichs sein.  

Eine genetische Rekombination ist die zufällige Neuanordnung von DNA-Sequenzen, die in den Fortpflanzungszellen eines Organismus stattfindet, d. h. in den Zellen, die bei der Befruchtung zwischen einer Eizelle (weiblich) und Samenzelle (männlich) jeweils die Hälfte ihres genetischen Materials beisteuern. Diese genetische Rekombination findet in der Regel während der Meiose statt, einem für die Weitergabe des genetischen Materials wichtigen Zellteilungsvorgang. Diese Neukombination von Teilen des Genoms kann bei den Nachkommen zu neuen Genen (oder vererbbaren Merkmalen) führen. 

Autor: Constance Lausecker

Foto: Wikimedia Commons & Constance Lausecker

Infobox

Evolutionstheorie im Nationalmuseum für Naturgeschichte

Wie definiert sich Leben? Welche großen Phasen der Evolution hat es gegeben? Vom Verlassen der Ozeane bis zur Besiedelung der Erdteile: Das Naturhistorische Museum in Luxemburg nimmt Dich mit auf eine Reise durch die Geschichte des Lebens. In mehreren Ausstellungsräumen zu diesem Thema lernst du die Evolutionstheorie kennen und erfährst, nach welchen Prinzipien sie funktioniert – ganz interaktiv! 

Forschung zur Evolution der Pflanzen im Nationalmuseum für Naturgeschichte

Das Naturhistorische Museum verfügt über mehrere Forschungsschwerpunkte. Ein Team von Wissenschaftlern forscht zum Beispiel auf dem Gebiet der Evolution und deren Prozesse, die sich in Pflanzenpopulationen vollziehen. Man spricht hier von Populationsbiologie, die sich auch auf die Fauna übertragen lässt. 

Umweltbedingungen können je nach Standort stark variieren (z. B. ist in Tieflagen die Witterung in ihren Variationen weniger ausgeprägt, in Hochlagen sind die Lebensbedingungen hingegen extremer). Die Forscher am Naturhistorischen Museum befassen sich mit einer bestimmten Pflanzenart, die an unterschiedlichen Standorten mit einer Population vertreten ist. Sie beobachten, dass diese Pflanzen zum Teil unterschiedliche morphologische und genetische Merkmale aufweisen. 

Dies lässt sich durch die Evolutionstheorie erklären: Man geht davon aus, dass die Selektionsfaktoren vor Ort einen Einfluss auf den Fortpflanzungserfolg einer Population haben und auf diese Weise eine genetische Variabilität zwischen den Populationen ein und derselben Art entsteht. Durch die Analyse Tausender von Individuen aus zahlreichen Populationen, z. B. entlang eines klimatischen Gradienten, versuchen die Wissenschaftler des Naturhistorischen Museums – unter geografischen und zeitlichen Gesichtspunkten – nachzuvollziehen, wie sich durch die Mechanismen der Evolution zwischen diesen verschiedenen Populationen einer Art die beobachteten Varianten herausgebildet haben. 

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