Natürliche Selektion – Selektionsfaktoren und Selektionstypen

Natürliche Selektion – Biologie

Vielleicht hast du schon davon gehört, dass Mutation und Selektion als Antrieb der Evolution bezeichnet werden. Doch wie genau hängen Mutation und Selektion zusammen? Und wie bewirken sie, dass sich die vererbbaren Merkmale einer Tier- oder Pflanzenpopulation allmählich verändern? Diese Fragen sollen im Folgenden geklärt werden. Dabei wollen wir uns insbesondere auf eine ausführliche Beschreibung der natürlichen Selektion konzentrieren.

Natürliche Selektion – Definition

Wie genau das passiert, schauen wir uns nun detaillierter an.

Grundlage für die natürliche Selektion ist, dass sich – infolge von Mutationen – die Individuen einer Art bezogen auf ein oder mehrere vererbbare Merkmale unterscheiden. Diese Merkmale können in Bezug auf äußere Bedingungen vorteilhaft oder auch nachteilig sein. Daher liefern sie eine unterschiedliche Wahrscheinlichkeit des Überlebens und der Fortpflanzung.
Wenn Individuen einer Art zum Beispiel schneller sind als ihre Artgenossen und dadurch besser vor Fressfeinden fliehen können, leben sie länger. Somit ist auch der Zeitraum, in dem sich die Individuen vermehren können, größer. Sie können die Gene, die für die Ausprägung dieses vorteilhaften Merkmals zuständig sind, vermehrt an ihre Nachkommen abgeben. Dadurch kann sich das Merkmal im Laufe mehrerer Generationen durchsetzen und genau das ist das, was bei der natürlichen Selektion passiert.
Im Umkehrschluss bedeutet es, dass Individuen mit nachteiligen Merkmalen – in der Biologie spricht man auch von einer geringeren Fitness – im Laufe der Evolution eliminiert werden. Sie können sich nur in geringem Maße oder gar nicht fortpflanzen und so wird die Weitergabe nachteiliger Merkmale reduziert. Charles Darwin, der Begründer der Evolutionstheorie, ergänzte daher seine Bücher um den Untertitel Survival of the Fittest – zu Deutsch Überleben des am besten angepassten Individuums.

Die Selektion wird durch sogenannte Selektionsfaktoren angetrieben – diese wollen wir uns im Folgenden genauer anschauen.

Natürliche Selektion – Faktoren

Die Selektionsfaktoren sind eben die äußeren Bedingungen, durch die sich bestimmte Merkmale als vorteil- oder nachteilhaft erweisen. Dabei kann man zwischen abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren unterscheiden.

Abiotische Selektionsfaktoren

Abiotische Selektionsfaktoren ergeben sich aus der unbelebten Umwelt, also zum Beispiel aus dem Klima, der Temperatur, der Sonneneinstrahlung oder dem Vorhandensein von Wasser. Es handelt sich hierbei um natürliche Selektionsfaktoren – das bedeutet, dass das künstliche Eingreifen des Menschen in die Natur hier nicht berücksichtigt wird.
Abiotische Selektionsfaktoren kann man an der Größe unterschiedlicher Pinguinarten veranschaulichen. Der Kaiserpinguin, der kalte Regionen besiedelt, ist deutlich größer als der Galapagos-Pinguin, der in warmen Regionen wohnt. Durch diese Anpassung an den Lebensraum erleiden die Kaiserpinguine weniger Wärmeverluste.

Biotische Selektionsfaktoren

Biotische Selektionsfaktoren ergeben sich aus der Interaktion mit anderen Lebewesen. Dazu zählt zum Beispiel die Konkurrenz um Futter, die Jagd durch Fressfeinde oder der Befall mit Parasiten. So haben Schwebfliegen zum Beispiel im Laufe der Evolution eine Scheinwarntracht entwickelt. Dadurch dass sie den wehrhaften Wespen ähneln, sind sie vor einigen Fressfeinden geschützt.

Natürliche Selektion – Selektionstypen

Es können verschiedene Arten der Selektion auftreten: die stabilisierende, die gerichtete und die aufspaltende Selektion. Diese unterschiedlichen Selektionstypen wollen wir uns nun genauer ansehen.

Stabilisierende Selektion

Die stabilisierende Selektion wird auch als optimierende Selektion bezeichnet. Sie bewirkt, dass die Variabilität einer Art abnimmt, da immer mehr Individuen mit dem gleichen Merkmal oder der gleichen Merkmalsausprägung auftreten. Das liegt daran, dass sich die Lebewesen bereits sehr gut an die vorherrschenden Umweltbedingungen angepasst haben. Die Umweltbedingungen bleiben in diesem Fall konstant.

Ein Beispiel für die stabilisierende Selektion ist die Flügelgröße von Vögeln: Es gibt eine bestimmte, mittlere Flügelgröße, die für die gegebenen Bedingungen optimal ist. Kürzere Flügel wären nachteilig beim Fliegen, längere Flügel könnten gegebenenfalls eine Flucht erschweren. So gibt es bei gleichbleibenden Bedingungen immer mehr Vögel mit der optimalen Flügelgröße.

Dieses Verhalten kann man auch in einem Graphen darstellen. Dazu trägt man das Merkmal oder die Merkmalsausprägung auf der x-Achse und die Anzahl von Individuen auf der y-Achse auf. Man sieht, dass die Verteilung immer schmaler wird – es also immer mehr Individuen mit der gleichen Merkmalsausprägung gibt. Damit du die anderen beiden Graphen auch verstehen kannst, geht es weiter im Text mit der gerichteten und der aufspaltenden/ disruptiven Selektion.

Gerichtete Selektion

Bei der gerichteten Selektion, die auch als transformierende Selektion bezeichnet wird, verändert sich das Merkmal oder die Merkmalsausprägung in eine bestimmte Richtung, die von der ursprünglichen Form abweicht. Grund dafür sind sich verändernde Umweltbedingungen.

Diese Art der natürlichen Selektion wollen wir uns am Beispiel des Birkenspanners (Schmetterlingsart) anschauen. Die ursprüngliche Wildform dieser Schmetterlinge weist eine helle Flügelfarbe auf. Diese bietet auf hellen Birkenstämmen eine gute Tarnung vor Fressfeinden. Da sich in industrialisierten Gegenden die Birkenstämme aufgrund von Luftverschmutzungen aber immer dunkler verfärbten, nahm in diesen Regionen die Anzahl an Birkenspannern mit dunklen Flügeln zu: Diese Anpassung lieferte ihnen den Vorteil, sich auf den nun dunkleren Bäumen noch immer gut tarnen zu können.

Aufspaltende Selektion

Auch bei der aufspaltenden Selektion, die auch als disruptive Selektion bezeichnet wird, entwickelt sich die Merkmalsausprägung von der ursprünglichen Form weg. Anders als bei der gerichteten Selektion findet diese Entwicklung aber nicht nur in eine, sondern in zwei Richtungen statt.

Ein Beispiel hierfür ist die unterschiedliche Schnabelform, die bei Darwinfinken auftritt. Hier hat sich insbesondere eine Gruppe von Finken mit kleinen, zierlichen Schnäbeln und eine Gruppe mit großen, kräftigen Schnäbeln entwickelt. Die kleineren Schnäbel sind für das Fangen und Fressen von Insekten gut geeignet – die großen Schnäbel hingegen für das Knacken von Nüssen. Mittelgroße Schnäbel lieferten keinen Vorteil bei der Nahrungsaufnahme, daher verschwand diese Merkmalsausprägung im Laufe der Evolution.

Natürliche Selektion – Abgrenzung zur künstlichen und sexuellen Selektion

Vielleicht hast du schon von anderen Formen der Selektion gehört: der sexuellen oder der künstlichen Selektion. Diese unterscheiden sich folgendermaßen von der natürlichen Selektion:

• Bei der sexuellen Selektion spielen Merkmale oder Merkmalsausprägungen eine Rolle, die einen direkten Vorteil bei der Fortpflanzung spielen – das kann zum Beispiel die Produktion besonders leistungsfähiger Spermien sein.
• Die künstliche Selektion ist eine gezielte Auslese, bei der der Mensch eingreift. Diese Art der Selektion findet zum Beispiel bei der Tier- und Pflanzenzucht Anwendung.

Ausblick – das lernst du nach Natürliche Selektion – Selektionsfaktoren und Selektionstypen

Nachdem du die Grundlagen der natürlichen Selektion gelernt hast, geht es mit Mutationen weiter. Außerdem bieten die Einheiten Isolation und Gendrift vertiefende Einblicke.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Natürliche Selektion