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Die Evolutionsbiologie

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Die Evolutionsbiologie

Beitrag  Andy am Di Feb 03, 2015 10:03 pm

Die Evolutionsbiologie umfasst denjenigen Teilbereich der Biowissenschaften, der Evolutionsgeschichte, Evolutionsmechanismen und Evolutionsfaktoren betrachtet. Die wesentlichen Fragestellungen der Evolutionsbiologie sind Rekonstruktionen der stammesgeschichtlichen Entwicklungen der Organismen und die Mechanismen der evolutiven Veränderungen. Die Evolutionsbiologie arbeitet daher sehr eng mit anderen Disziplinen, wie z.B. Paläontologie und Geologie, zusammen. Auch Ökologie, Verhaltensbiologie, Molekularbiologie und Genetik sind Teilbereiche der Biologie, deren Erkenntnisse in evolutionsbiologische Forschungen einfließen.

Eine textliche Erwähnung findet die Bezeichnung „Evolutionsbiologie“ (evolutionary biology) erstmals bei Julian Huxley in dem Buch Evolution: The Modern Synthesis (1942).[1]


Ernst Mayr (1904–2005), ein Pionier der Evolutionsbiologie

Geschichte der Evolutionsbiologie

Die Evolutionsbiologie ist eine Wissenschaftsdisziplin, die in den Jahren 1940 bis 1950 unter anderem von dem britischen Zoologen Julian Huxley (1887–1975), dem russisch-amerikanischen Insektenforscher und Genetiker Theodosius Dobzhansky (1900–1975) und dem deutsch-amerikanischen Zoologen/Systematiker Ernst Mayr (1904–2005) etabliert worden ist (Gründung der Society for the Study of Evolution im Jahr 1946 in den USA und Publikation des Fachjournals Evolution, Founding Editor: E. Mayr[2]).[1] Sie nahm ihren Ursprung mit dem Hauptwerk von Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829), der in seinem Buch Philosophie Zoologique (1809) erstmals dargelegt hatte, dass die Organismen nicht konstante Schöpfungen sind, sondern sich aus Urformen entwickelt haben (Konzept der Arten-Transformation).[3] Mit den 1858er Publikationen von Charles Darwin (1809–1882), und Alfred Russel Wallace (1823–1913) (Hauptwerke: On the Origin of Species, 1859; Darwinism, 1889) konnte erstmals ein Mechanismus zur Artentransformation, von Darwin als „Deszendenz mit Modifikation“ bezeichnet, formuliert werden: das Prinzip der Evolution durch Variation und natürliche Selektion.[3][4][5]

Diese klassische Abstammungslehre oder Deszendenztheorie wurde von August Weismann (1834–1914) und Alfred Russel Wallace zur „Neo-Darwin’schen Theorie“ ausgebaut, welche als Hauptursache der biologischen Variabilität die zweigeschlechtliche Fortpflanzung (sexuelle Reproduktion) (Tiere, Pflanzen) annahm, und die gerichtete natürliche Selektion als zentrale Antriebskraft des Artenwandels ansah.[6][7] Mit der Entwicklung der Synthetischen Theorie der biologischen Evolution durch Dobzhansky, Mayr, Huxley u. a. Biologen konnte eine Zusammenführung populationsgenetischer Studien mit den Erkenntnissen aus der Paläontologie, vergleichenden Anatomie und Biogeographie vollzogen werden (1937 bis ca. 1950). Diese auf sechs Haupt-Thesen basierende Theorie[7] wurde ab dem Jahr 2000 zur „Erweiterten Synthetischen Theorie der biologischen Evolution (expanded synthesis)“ ausgebaut, wobei auch die von Constantin Merezhkowsky entwickelte Theorie der Symbiogenese integriert wurde.[1][7][8] Die moderne, molekularphylogenetisch ausgerichtete Evolutionsbiologie ging als eigenständiger Zweig der Life Sciences aus der „Erweiterten Synthetischen Theorie“ hervor und ist heute, als alle Teilgebiete der Biowissenschaften vereinigende Generaldisziplin[1][7], von theoretischer wie praktischer Bedeutung (Agrikultur, Medizin usw.).
Evolutionsbiologie als Theoriensystem

Während Charles Darwin die Evolution, d. h. das Andersartigwerden der zu variablen Populationen zusammengeschlossenen Organismen im Verlaufe zahlreicher Generationenabfolgen, noch als Theorie betrachtete, war für den 14 Jahre jüngeren Wallace die „Deszendenz mit Modifikation“ bereits eine Tatsache. Am Faktum der biologischen (organismischen) Evolution hat seit August Weismann kein sachkundiger Biologe mehr gezweifelt, wobei Evolutionsvorgänge im Mikro- wie im Makromaßstab, realhistorische Naturvorgänge darstellen.[9][10][11] Diese können experimentell überprüft (Evolutionsforschung auf dem Niveau von Anpassungen) und mit altersdatierten Fossilabfolgen rekonstruiert werden (evolutive Bauplan-Transformationen im Verlauf der Jahrmillionen).[10][11][12]

Die biologische Evolution ist eine „Systemeigenschaft von Populationen“, da mit jeder Nachkommenschaft neue Variabilität entsteht, wobei immer nur jene Individuen überleben und sich wieder fortpflanzen, welche an die sich stetig ändernde Umwelt angepasst sind.[13][11] Früher sprachen Biologen noch von „der Evolutionstheorie“; seit der Etablierung der modernen Evolutionsbiologie wurde deutlich, dass es keine derartige, alle Teilaspekte der Evolution erklärende „Generaltheorie“ gibt. Die Evolutionsbiologie ist ein Theoriensystem zur Erklärung verschiedener Prozesse der Stammesentwicklung (Phylogenese) der Organismen, wobei auch die chemische Evolution (Biogenese, manchmal auch A-Biogenese genannt) in diese Generaldisziplin der Lebenswissenschaften integriert worden ist.[7]

Evolutionsbiologische Analysemethoden umfassen das gesamte Spektrum bio- und geologischer Verfahrenstechniken (zell- und molekularbiologische Studien, DNA-Sequenzanalysen und Stammbaum-Rekonstruktionen, populationsgenetische Forschungen, geochronologische Altersdatierungen von Fossilien, Untersuchungen zur Erdplatten-Tektonik usw.).[10][11][12] Allgemein betrachtet konnten als Antriebskräfte der organismischen Evolution die Symbiogenese (archaische Zellfusions-Prozesse), die gerichtete natürliche Selektion (Auslesevorgänge nach Umweltänderungen, die zu Anpassungen führen) und die dynamische Erde (Platten-Tektonik, die im Verlauf geologischer Zeiträume neue Lebensräume geschaffen bzw. vernichtet hat) erkannt werden. Dieses allgemeine Schema zur Verdeutlichung der Stammesentwicklung der Organismen ist ein grober Erklärungsrahmen, wobei Lebewesen aller fünf Reiche berücksichtigt sind (Synade-Modell der Makroevolution).[8][14][13]
Alternativtheorien

Von Wissenschaftlern des Forschungsinstituts Senckenberg wurde während der 1970er Jahre die Frankfurter Evolutionstheorie formuliert, die im Wesentlichen auf die theoretischen Betrachtungen von Wolfgang Friedrich Gutmann (1935–1997) zurückgeht. Die Frankfurter Evolutionstheorie betrachtet Lebewesen als hydraulische Konstruktionen und rekonstruiert evolutionsgeschichtliche Zusammenhänge über Form, Funktion und Strukturzusammenhänge und -notwendigkeiten. Natürliche Selektion und deren Auswirkungen auf den Feinbau der DNA oder Umweltanpassungen spielen dieser Theorie zufolge für ein Verständnis evolutiver Transformationen keine wesentliche Rolle, vielmehr seien vor allem Aspekte des internen Funktionierens der Organismen von Bedeutung.[15] Der Frankfurter Evolutionstheorie wurde vorgeworfen, dass ihr „Gallertoide-Modell“ und ihre Hydroskelett-Theorie sowie die daraus abgeleiteten Überlegungen zu vielen Fakten der Evolutionsbiologie in Widerspruch stehe. Tatsächlich hat die Frankfurter Evolutionstheorie einen anderen Geltungsbereich, als die Synthetische Evolutionstheorie bzw. der Darwinismus. Sie befasst sich mit Fragen zum Aufbau und Konstruktion der Organismen und der Transformationen von Konstruktionsgefügen (i.w.S. "Baupläne"), während die klassischen Konzepte der Evolutionsforschung den Artenwandel und die Populationsdynamik im Blickfeld haben. Somit ist es nicht die Aufgabe der Frankfurter Theorie, Verwandtschaftsbeziehungen darzustellen, sondern Bauplantransformationen zu rekonstruieren und Evolutionsszenarien darzustellen.[16] [17] Die Bauplan-Transformationen der Tiere und Pflanzen werden jedoch nicht logisch-konsistent erklärt.[15] Eine Diskussion dieser Einwände[15] gegen die u. a. auch von Ernst Mayr [18] kritisierte Frankfurter Evolutionstheorie steht noch aus.
Evolutionskritik

Die auf den Forschungsarbeiten von Lamarck, Darwin, Wallace, Haeckel, Weismann, Merezhkowsky, Dobzhansky, Mayr und anderer bedeutender Biologen aufbauende Evolutionsbiologie wird seit ihrer Etablierung u. a. wegen der naturalistischen Fakten-Interpretation als „atheistische Ideologie“ kritisiert.[6][7][10][12] Die Theorien der Kreationisten, wie z. B. das Grundtypen-Modell sind keine wissenschaftliche Alternative. Sie vermischen religiöse Glaubensinhalte („Schöpfungsakte des biblischen Gottes“) mit objektiven Fakten (z. B. rasche Mikroevolution) zu einer „Theo-Biologie“, die nach Ansicht eines Kritikers als Pseudowissenschaft zu bezeichnen ist.[7][8][14] Auch die christlich-religiös motivierte Intelligent Design-Theorie ist kein wissenschaftliches Aussagesystem, da die Anhänger dieser These von „perfekt erschaffenen Lebewesen“ ausgehen. Organismen sind jedoch die Produkte einer nach Zufall und Notwendigkeit verlaufenden planlosen Evolution und durch zahlreiche „Design-Fehler“ gekennzeichnet.[15]

Die traditionelle Evolutionsbiologie könne ferner Phänomene wie die Epigenetik, die Rolle mobiler genetischer Elemente und endogener Viren und die Regulationen durch nicht-kodierende RNAs nur unzureichend erklären. Deshalb bildete sich 2014 das Netzwerk Third Way of Evolution, das einen dritten Weg für Erklärungen über Evolutionsprozesse jenseits von Evolutionsbiologie und Kreationismus anzubieten verspricht.[19]

Siehe auch

Geschichte der Evolutionstheorie

Quelle - Literatur & Einzelnachweise
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