Informationsmarktverzerrung durch Fundamentalismus am Beispiel der USA

Kapitel 2: Kreationismus und/oder Evolutionstheorie

2. Evolutionstheorie

von Margarete Payer

mailto: payer@payer.de

Zitierweise / cite as:

Payer, Margarete <1942 - >: Informationsmarktverzerrung durch Fundamentalismus am Beispiel der USA. -- Kapitel 2: Kreationismus und/oder Evolutionstheorie. -- 2. Evolutionstheorie. -- Fassung vom 2005-12-06. -- URL: http://www.payer.de/fundamentalismus/fundamentalismus022.htm

Erstmals publiziert: 2005-03-23

Überarbeitungen: 2005-12-06 [Ergänzungen]; 2005-04-01 [Ergänzungen]

Anlass: Lehrveranstaltung an der Hochschule der Medien Stuttgart, Sommersemester 2005

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Dieser Text ist Teil der Abteilung  Länder und Kulturen von Tüpfli's Global Village Library

0. Übersicht


Abb.: Result of the process of evolution. -- In: the King's Business. -- 1923-08. -- S. 809

[Bildquelle : Marsden, George M. <1939 - >: Fundamentalism and American culture : the shaping of twentieth century evangelicalism, 1870-1925. -- New York : Oxford University Press, 1980.  -- xiv, 306 S. : Ill. ; 24 cm.  -- ISBN 0195027582. -- S. 213. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}]

1. Geschichte der Evolutionstheorie

"Geschichte der Evolutionstheorie

Im Grunde sind Evolutionstheorien so alt wie die wissenschaftliche und philosophische Beschäftigung der Menschen mit der Natur und entsprechend vielgestaltig. Darwins Theorie und ihre Nachfolger sind nicht nur eine Evolutionstheorie, sondern zugleich eine Abstammungslehre oder Deszendenstheorie.

Antike

Eine archaische Antwort auf die Frage nach dem Ursprung der Lebewesen, vor allem des Menschen, stellen die unterschiedlichen Schöpfungsmythen der verschiedenen Kulturen dar.

Mit seiner Idee, das Wasser sei Ursprung aller Dinge, versuchte Thales von Milet (um 625 bis 547 v. Chr.) eine nicht-mythologische Erklärung zu geben.

Sein Schüler Anaximander (um 611 bis ca. 547 v. Chr.) entwickelte diese Idee weiter und sprach von einer Urzeugung: Die ersten Tiere und der Mensch entstanden in der Feuchtigkeit und gingen später auf das trockene Land. Sie entwickelten sich (ontogenetisch) durch eine Metamorphose aus fischähnlichen Formen.

Aristoteles (384 – 322 v. Chr.) sah alle Arten als ewig und unveränderlich an.

Das Christentum übernahm, ebenso wie der Islam, diese Lehre von der Konstanz der Arten, stellte aber das Dogma auf, dass die Arten nicht auf natürliche Weise entstanden sind, sondern in einem Schöpfungsakt durch Gott.

Neuzeit

Mit den astronomischen und geografischen Entdeckungen im 14. und 15. Jahrhundert rückte wieder die Frage nach einer natürlichen Erklärung der Herkunft der Lebwesen in den Mittelpunkt. Das Auffinden zahlreicher neuer Tier- und Pflanzenarten warf die Frage auf, ob alle diese Tiere in der Arche Noah Platz hätten finden können. Die Entdeckung zahlreicher ausgestorbener fossiler Arten, die ausschließlich im Wasser lebten, konnte nicht durch die Sintflut erklärt werden.

Die Bedeutung von Artkonzepten für die Evolutionstheorie

Carl von Linné (1707-1778)


Abb.: Carl von Linné / Gemälde von Per Krafft

Carl von Linné schlug als erster ein einfaches und einheitliches System der Bezeichnung von Pflanzen- und Tierarten vor, das die Grundlage der heute gültigen Bezeichnung von Tier- und Pflanzenarten ist: die binominale Nomenklatur mit Gattungs- und Artnamen. Neben der Benennung führt er ein hierarchisches System ein, das Tier- und Pflanzenarten zu Gruppen abnehmender Ähnlichkeit gliedert.

Dieses System war für die Entwicklung des Evolutionsgedankens aus drei Gründen von Bedeutung:

  1. Zum einen ermöglichte es die Erfassung der ungeheuren biologischen Artenvielfalt, die durch die Entdeckungen besonders ab dem 19. Jahrhundert bekannt wurde.
  2. Zum zweiten wurden damit systematische Fragen nach der richtigen Gruppierung und der Tiergeografie erstmals möglich.
  3. Der dritte Grund ist die Annahme Linnés von der 'Konstanz der Arten', die in der Folgezeit wissenschaftlichen Widerspruch anregte und die Suche nach einer Evolutionstheorie beschleunigte.
Katastrophentheorie

Georges Cuvier (1769-1832)


Abb.: Georges Cuvier

Georges Cuvier ist Begründer der zoologischen Paläontologie und entwickelt die Rekonstruktionstechnik. Aufgrund des Vergleiches der Anatomie, das heißt besonders der Knochen fossiler und rezenter Tiere (Tiere der Gegenwart), entdeckt er den geordneten Zusammenhang zwischen verschiedenen Knochen unterschiedlicher Körperregionen. Scherzhaft lässt sich dieses an seinem Ausspruch: Der Teufel ist ein Pflanzenfresser, er hat Hufe und Hörner illustrieren. Cuvier kann so Fossilfunde rekonstruieren oder Gruppen zuordnen, auch wenn nur Teile des Fossils erhalten waren.

Cuvier legt die Grundlagen zur zoologischen Systematik und stellt durch vergleichende Anatomie ein System der Tiere mit den vier Hauptgruppen Weichtiere, Gliedertiere, Radiata und Wirbeltiere auf. Jede Gruppe hat ihren typischen Bauplan. Aus heutiger Sicht stellen in seinem System die Analogien ein Problem dar.

Cuviers Katastrophentheorie

1. Beobachtungen:

  • Katzen, Affen und Greifvögel, die in altägyptischen Gräbern gefunden werden, unterscheiden sich nicht von rezenten Tieren. (Aus heutiger Sicht ist die Zeitspanne von wenigen tausend Jahren zu kurz für deutliche morphologische Änderungen.)
  • Ältere Fossilien sind einfacher gebaut als jüngere Fossilien.
  • Die Funde sind lückenhaft. Aufgrund der Fundlücken lassen sich aber keine Übergänge zwischen den einzelnen Arten aufeinander folgender Schichten belegen.
  • Weiterhin belegen die Fossilfunde zahlreiche neue, zum Teil auch ausgestorbene Arten, die im biblischen Schöpfungsbericht nicht vorkommen.

2. Theorie:

  1. Arten sind unveränderlich. Sie werden einmal erschaffen, können aber aussterben.
  2. Durch Naturkatastrophen werden die Arten eines Gebietes schlagartig ausgelöscht.
  3. Anschließend wird dieses Gebiet in einem Schöpfungsakt durch weiterentwickelte oder neue Arten besiedelt.
Evolutionstheorien (Ohne Mechanismus der Vererbung!)

Jean Baptiste Lamarck (1744-1829)


Abb.: Jean Baptiste Lamarck

Jean Baptiste Lamarck wandte das geologische Kontinuitätsprinzip von Lyell auf die Biologie an: Arten sind veränderlich und verändern sich in kleinen Schritten („Die Natur macht keine Sprünge!“), können aber nicht aussterben. (Heute weiß man, dass die Mehrzahl der Tiere bereits in prähistorischer Zeit ausgestorben sind.) Abgestufte Ähnlichkeiten der Lebewesen deuten auf Verwandtschaft hin, die Arten gehen auf gemeinsame Urformen zurück. Alle Arten müssen deshalb Vorläufer haben, deren Fossilien aber oft noch nicht gefunden wurden. Lamarck ist damit ein Vertreter des Gradualismus und der Deszendenz-Theorie.

Als Erklärung stellte er 1809 die Theorie der Vererbung erworbener Eigenschaften auf: Den Organismen wohnt ein „Vervollkommnungstrieb“ inne. Durch Gebrauch oder Nichtgebrauch modifizieren sich Gestalt und Funktion der Organe eines Lebewesens in Anpassung an die Erfordernisse der Umwelt. Diese individuell erworbenen Veränderungen sind erblich.

Erst etwa ab 1900 begann mit August Weismann die Erforschung der Vererbungs-Prozesse. Bis dahin waren diese gänzlich unbekannt. Deshalb finden sich bei Darwin und Haeckel ähnliche Vorstellungen über die Vererbung erworbener Eigenschaften.

Entsprechend der Vorstellung von der Stufenleiter der Natur stellte Lamarck ein Beziehung zwischen dem Grad der Vervollkommnung und dem Alter der Art her: Je vollkommener eine Art ist, um so länger muss ihre Evolution gedauert haben und um so älter ist sie. (Damit müssten Bakterien als sehr junge Arten gelten, der Mensch dagegen ist die älteste Art. Moderne Methoden der Altersbestimmung fossiler Funde ergeben allerdings ein anderes Bild.) Neue Arten müssen deshalb durch Urzeugung entstehen.

Im Laufe ihrer Evolution durchläuft eine Art eine spezifische Reihenfolge von Stadien (siehe Orthogenese).

Mit seiner Theorie stellte Lamarck die Systematik auf eine naturwissenschaftliche Basis, während Linné noch die göttliche Ordnung zu erforschen suchte. Seiner Zeit stellte Lamarcks Theorie ein tragfähiges Modell zur Erklärung zahlreicher Phänomene der Biologie dar. Die Phänomene der Biogeografie und der Artbildung, die bei Darwin wichtige Stützpfeiler seiner Theorie sind, spielten bei Lamarck keine Rolle.

Etienne Geoffrey de St. Hilaire (1772-1844)


Abb.: Etienne Geoffrey de St. Hilaire

Etienne Geoffrey de St. Hilaire, ein französischer Zoologe, gilt als Begründer der Homologie-Forschung. Er wurde zusammen mit Jean-Baptiste Lamarck und Georges Cuvier als Professor für die Zoologie der Wirbeltiere an das 1793 gegründete Musée d’Histoire Naturelle berufen.

Geoffroy Saint-Hilaire postulierte für alle damals bekanten Tiere einen gemeinsamen Grundbauplan. Damit stand er im Gegensatz zu Cuviers vier Grundbauplänen. Auf Grund des Kontinuitäts-Prinzipes stellte er die Hypothese auf, dass die Vögel von urzeitlichen Reptilien abstammen müssten.

Geoffroy Saint-Hilaire war auch einer der ersten, der sich mit den Mechanismen der Evolution experimentell auseinander setzte, indem er durch Veränderungen der Umwelteinflüsse Veränderungen in der Keimesentwicklung von Wirbeltieren auslöste und somit Teratologie als Untersuchungsmethode einführte.

Charles Lyell (1797-1875)


Abb.: Charles Lyell

Charles Lyell gilt als Mitbegründer der modernen Geologie. Im Gegensatz zur Katastrophentheorie und Schöpfungslehre nahm er an, dass alle geologischen Erscheinungen durch langsame und stetige Veränderungen zu erklären sind (Kontinuitätsprinzip). Die Kräfte dieser Veränderungen sind auch heute noch wirksam und beeinflussen die Lebewesen (Aktualitätsprinzip). Lamarck und Darwin wandten dann dieses Prinzipien auch auf die Evolution der Lebewesen an.

Zur Bedeutung von Lyell für die Durchsetzung der Evolutionstheorie von Darwin siehe Alfred Russel Wallace.

Als Hinweis, dass es auch globale Katastrophen gibt, welche die Lebewesen beeinflussen, gilt heute das Aussterben der Dinosaurier.

Die Auffassung, dass alle phylogenetischen Entwicklungen nur in kleinen Schritten und allmählich von statten gehen, wird Gradualismus genannt. Im Gegensatz dazu wurde in neuerer Zeit das Konzept des Punktualismus entwickelt, die beiden Konzepte stellen aber nur unterschiedliche Möglichkeiten der Evolution dar.

Charles Darwin (1809-1882)


Abb.: Charles Darwin (Karikatur)

Darwins Buch von 1859 On the Origin of Species by means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (wörtlich: Über den Ursprung der Arten durch das Mittel der natürlichen Auswahl, oder die Erhaltung bevorzugter Rassen im Kampf um das Leben) kann als das erste Werk angesehen werden, das die seiner Zeit bereits vorhandenen Theorien und Hypothesen zur Evolution der Lebewesen zusammenfasst und durch eine Fülle von Beobachtungen belegt:

  1. Evolutionstheorie: Organismen unterliegen im Laufe vieler Generationen einem beständigen Wandel. Dies bedeutet eine Abkehr von der Schöpfungslehre. Darwin verwendete in seinen Werken nicht den Begriff „Evolution“.
  2. Dieser Wandel erfolgt allmählich, in kleinen Schritten. Diese Sichtweise wird als Gradualismus bezeichnet und steht im Widerspruch zum Transmutationismus oder Saltationismus von Thomas Huxley.
  3. Deszendenztheorie (Abstammungslehre): Die Herkunft aller Arten kann auf eine Stammart zurückgeführt werden.
  4. Speziation: Im Laufe der Zeit gehen aus einer Art neue Arten hervor. Mit Deszendenz und Speziation steht Darwin im Gegensatz zum Transformationismus von Lamarck, der zwar den Wandel der Arten anerkennt, dieser Wandel führt aber nicht zur Vervielfachung der Arten sondern nur zu ihrer Vervollkommnung.

Die besondere Leistung von Darwin und Alfred Russel Wallace liegt in der Erklärung des Evolutionsmechanismus durch das heute noch immer gültige Prinzip der wechselseitigen Beziehung zwischen Variation und Selektion:

  1. Überproduktion: Obwohl die Tier- und Pflanzen-Arten weitaus mehr Nachkommen erzeugen, als schließlich überleben oder sich fortpflanzen können, verändert sich ihre Bestandgröße kaum.
  2. Variation: Die Individuen von Tier- und Pflanzenarten sind nicht gleich, sondern weisen kleine Unterschiede in den Bau- und Leistungsmerkmalen auf, die auf die nächste Generation weiter vererbt werden.
  3. Selektion: Da die Ressourcen aber nur für eine begrenzte Zahl von Individuen ausreicht, findet um diese eine Konkurrenz statt. Diejenigen Individuen, die sich in dieser Konkurrenz gegenüber anderen durchsetzen, haben einen größeren Fortpflanzungserfolg, von Darwin als Survivel of the fittest (Überleben der Tauglichsten) bezeichnet.
Beobachtungen die zu Darwins Schlussfolgerungen führten:

Galapagos

Aufgrund geologischer und geographischer Kenntnisse wie auch eigener Forschungen in Südamerika wusste Charles Darwin, dass der südamerikanische Kontinent lange schon existierte und mit Pflanzen und Tieren belebt war, bevor die Galapagos-Inseln in erdgeschichtlich junger Zeit aus unterseeischen Lavaausbrüchen entstanden. Auf den Inseln entdeckte er Tiere und Pflanzen, die ähnlich den Arten Südamerikas waren, aber doch eigene Arten darstellten.

Somit konnten die damals verbreiteten Lehren, dass die Lebewesen in einem einmaligen Schöpfungsakt entstanden seien und sich nicht wandeln (Konstanz der Arten) nicht stimmen. Offensichtlich waren nach der Entstehung der Galapagos-Inseln Lebewesen aus Südamerika hierher gelangt, haben sich dort fortgepflanzt und aus einzelnen Stammarten weiter entwickelt.

Tier- und Pflanzenzüchtung

Darwin folgerte aus den Beobachtungen seiner langjährigen Züchtungsversuchen mit Haustauben, dass die Formenvielfalt in der Natur ebenfalls durch einen Ausleseprozess entstanden ist, den er "natürliche Zuchtwahl" nannte.

Alfred Russel Wallace (1823-1913)


Abb.: Alfred Russel Wallace

Alfred Russel Wallace entwickelte aus seiner Anschauung als Tiersammler nahezu zeitgleich eine ähnliche Erklärung der Entstehung der Arten wie Darwin, die er auch an ihn sandte. Dieser Entwurf von Wallace wurde zeitgleich mit einem Text von Darwin 1844 veröffentlicht. Näheres siehe dazu im Artikel zu Wallace.

Ernst Haeckel (1834-1919)


Abb.: Ernst Haeckel

Neben der Popularisierung des Darwinismus besteht der Hauptbeitrag von Ernst Haeckel für die Evolutionstheorie aus vier Teilen:

  1. Mittels des biogenetischen Grundgesetzes (die Ontogenese ist die kurze, auszugsweise Rekapitulation der Phylogenese), lassen sich Teile der Stammesgeschichte durch Vergleiche der Embryonen und ihrer Vorstufen verschiedener Tierarten rekonstruieren, von denen damals und zum Teil noch heute kaum oder nur unzureichende Fossilien vorliegen. Diese Theorie wird in dieser Form als veraltet angesehen.
  2. Ernst Haeckel entwarf die ersten detaillierten Stammbäume der Tier und Pflanzenwelt.
  3. Er postulierte den gemeinsamen Ursprung aller Organismen. Eine Idee, die nach wie vor ihre Gültigkeit hat.
  4. Die Generelle Morphologie (1866) ist das weltweit erste Lehrbuch der Biologie auf Grundlage der Evolutionstheorie Darwins.
  5. In der Anthropogenie (1874) wies Haeckel auf Grundlage der vergleichenden Anatomie und Embryologie anhand der Organsysteme die Stellung des Menschen innerhalb der Primaten und Wirbeltiere nach. Er rekonstruierte den Stammbaum des Menschen aus den Wirbeltieren und postulierte Fossilfunde, die diese Stammesgeschichte belegen. Wenn auch viele dieser Ideen im Detail empirisch überholt sind beziehungsweise verfeinert wurden, so hat die Grundidee bis heute ihre Gültigkeit bewahrt.


Abb.: Einbandtitel von Haeckels einflussreichsten populärwissenschaftlichen Buch

Richard Hertwig (1850-1937)


Abb.: Richard Hertwig

Unter dem Einfluss von Ernst Haeckel verlagerte Richard Hertwig seine Interessen vom Gebiet der Medizin auf Zoologie und Botanik. Zusammen mit seinem Bruder Oskar Hertwig entwickelte er 1881 die Coelomtheorie: Am Anfang seiner ontogentischen Entwicklung differenziert sich der Keim bei allen mehrzelligen Tieren in verschiedene Zellschichten (Keimblätter), die sich zu bestimmten Organsystemen weiterentwickeln. In der Phylogenie der Mehrzeller entstanden zunächst zwei Keimblätter (Ektoderm und Entoderm). Diese Organisation ist zum Beispiel bei Hohltieren zu finden. Später kam ein drittes Keimblatt (Mesoderm) hinzu. Ein Coelom ist nun ein Flüssigkeitsgefüllter Hohlraum im Mesoderm. Alle Tiere, die dieses Coelom aufweisen werden unter dem Namen Coelenterata zusammengefasst und sind damit auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen. Zu ihnen gehören die Ringelwürmer (Annelidae) und die Rückensaitentiere (Chordata) mit allen Wirbeltieren.

Richard Hertwig war auch der erste, der durch Untersuchungen am Seeigel-Ei entdeckte, dass bei der Befruchtung Ei- und Sperma-Kern miteinander verschmelzen.

Mit seinen Kindern Günther und Paula Hertwig untersuchte er auch die Auswirkungen von Radiumstrahlen auf die Keimesentwicklung (siehe auch Teratologie).

Bekannte Fossilien, die eine besondere Rolle für die Evolutionstheorie spielten

Archaeopteryx (ab 1860)


Abb.: Arrchaeopteryx

1860 veröffentlichte Hermann von Meyer, der Leiter der Bayrischen Staatssammlung für Fossilien eine kurze Notiz über eine im Solnhofener Plattenkalk gefundene Feder, die er Archaeopteryx nennt. Später wird ein heute als Londoner Exemplar bekanntes Fossil an das Britische Museum unter Richard Owen (1804-1892) verkauft. Die kreationistischen Deutungen von Meyer und Owen werden von Thomas Henry Huxley (1825-1895) widerlegt. 1871 führte Huxley die Familie Urvögel (Archaeopterygidae) ein. Der Nachweis von Fehlern, die Owen bei der Beschreibung gemacht hatte, kosteten diesen einen guten Teil seiner wissenschaftlichen Reputation und schwächten so den Kreationismus in GB nachhaltig. Archaeopteryx stellte für die Evolutionstheorie auf den ersten Blick einen Missing Link dar, da dieses Fossil sowohl Merkmale von Vögeln als auch von Reptilien enthält und somit zwischen zwei Wirbeltiergruppen steht, die nur schwer voneinander abzuleiten sind.

Stammbaum der Pferde (ab 1870)


Abb.: Entwicklung des Pferdefußes nach Othniel Charles Marsh

1870 erstellte Othniel Charles Marsh (1831-1899) eine morphologische Reihe von Pferdefossilien, die die Evolution von der unspezialisierten mehrstrahligen Extremität zum einzehigen Pferdebein belegen. Diese Reihe galt zu ihrer Zeit als hervorragender Beleg der Evolution.


Abb.: O. C. Marsh

Die Integration von Vererbungslehre (Genetik) und Populationsgenetik

Die Vererbungslehre oder Genetik war zu Darwins Zeiten ein weithin unbearbeitetes Gebiet. Erst nach seinem Tod konnten sich Ideen durchsetzen, die auch heute noch – wesentlich verfeinerter – Gültigkeit besitzen. Zu Darwins Zeiten gab es zwei Annahmen über die Vererbung, die sich mit den Stichworten blending inheritance (deutsch etwa vermischende Vererbung, wie beim Farbmischen) und partikuläre Vererbung beschreiben lassen.

Eine von Darwin zur Vererbung vertretene Vererbungshypothese beruhte auf der Annahme, dass jede Zelle eines Organismus kleine Teilchen sogenannte Gemmulae ausscheide und diese sich in den Geschlechtsprodukten ansammeln; Veränderungen der Körperzellen würden so auch eine Veränderung der bei der Vererbung weitergereichten Information bedeuten. Solche Theorien der Pangenisis (Erzeugung aus dem Ganzen) besitzen ein Problem: sie können nur unter Zuhilfenahme einer Latenzhypothese mit ungeklärtem Mechanismus erklären können wieso manche Merkmale bei Großeltern und Enkelkindern nicht aber bei den Eltern auftreten - was in Mendels Erklärungsversuch keine Probleme bereitet. Immerhin besitzt bei ihnen Vererbung eine feste Basis in Form von Vererbungsteilchen - allerdings unbekannter Gestalt.

Eine Form der von vielen Biologen geteilten Vererbung erworbener Eigenschaften durch Gebrauch und Nichtgebrauch eines Organes findet sich in dem Lamarck zugeschriebenen Beispiel der Giraffen: Giraffen hätten ursprünglich normale Hälse besessen und ihre langen Hälse nur durch die Streckung derselben nach Futter in Baumkronen erhalten. Eine Giraffe mit langem Hals hat nun Nachfahren gezeugt und somit auch die langen Hälse vererbt. Darwin vertrat diese Erklärung beispielsweise bei Wassergeflügel in Gefangenschaft, deren Flügel oftmals verkümmern und und die Tendenz zu kräftigeren Füßen besitzen.

Gregor Mendel (1822-1884)


Abb.: Gregor Mendel

Gregor Mendel führte vor 1865 wohl durchdachte Experimente mit Erbsen durch, die in ihrer Konsequenz lange unbeachtet blieben. Sie wurden erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts von Hugo de Vries, Carl Correns und Erich von Tschermak wiederentdeckt und gingen dann in die Genetik beziehungsweise die Evolutionsbiologie ein. Mendels Ergebnisse resultierten aus dem ersten Versuch, der zeigte, dass für jedes Merkmal in der damals noch unbekannten Erbsubstanz zwei Plätze - ein mütterlicher und ein väterlicher - vorhanden sind und dass sich somit Merkmale nicht mischen, sondern in einem dominant-rezessiven Erbgang weitergegeben werden. Dies ist ein erster Befund, der aufgrund experimenteller Ergebnisse den Hypothesen über Vererbung widersprach, die etwa Darwin oder Haeckel vertreten hatten.

August Weismann (1834-1914)


Abb.: August Weismann

In Schulbüchern so wie populären Darstellungen der Geschichte der Evolutionstheorie findet sich meist nur ein Stichwort zu August Weismann. Er wird heute meist nur noch sehr verengt als radikaler Vertreter des Selektionsprinzips und Begründer der Keimplasmatheorie betrachtet. In der Keimplasmatheorie werden die Zellen eines Organismus in Geschlechtszellen und Körperzellen eingeteilt. Veränderungen der Körperzellen also auch der Gebrauch und Nichtgebrauch der aus Körperzellen bestehenden Organe können danach keinen Einfluss auf die Evolution der Organismen besitzen. Einfluss haben nur Veränderungen (heute: Mutationen) des Erbgutes der Geschlechtszellen. Obwohl seine Idee der Trennung von Keimzellen und Körperzellen richtig war, vermutete Weismann die Erbsubstanz im falschen Zellbestandteil: im Plasma. Nach heutigem Wissen – das erst Jahrzehnte später entstand - ist dagegen die im Zellkern liegende DNA der Träger der Erbinformation.

Weismanns aus eigenen Beobachtungen und theoretischen Arbeiten über die Evolutionstheorie entstandene Einsicht steckte erstmals den Rahmen für den Einbau einer spätere genetische Interpretation der Evolutionstheorie ab.

Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945)


Abb.: Thomas Hunt Morgan

1910 zeigte Thomas Hunt Morgan, dass die Chromosomen die Träger der Erbinformation sind.

Godfrey Harold Hardy (1877–1947) und Wilhelm Weinberg (1862–1937)


Abb.: G. H. Hardy


Abb.: Wilhelm Weinberg

Der Mathematiker Godfrey Harold Hardy und der Mediziner Wilhelm Weinberg setzten 1908 mit dem Hardy-Weinberg-Gleichgewicht einen Meilenstein in der Populationsgenetik. Danach verändert sich in einer idealen Population die Häufigkeiten der Allele nicht - sie befindet sich im Gleichgewicht. Das bedeutet, dass in einer idealen Population keine Evolution stattfindet. Da es aber keine idealen Populationen gibt, liegt so ein mathematischer Nachweis für Evolution vor: Geringe Populationsgrößen und die Einschränkung der Panmixie beschleunigen evolutionäre Prozesse.

Ronald Fisher (1890–1962)


Abb.: Ronald Fisher

Der Populationsgenetiker Ronald Fisher definierte 1930 in: 'The genetical theory of natural selection' Evolution als die zeitliche Änderung der Zahl bestimmter Gene innerhalb eines Genpools.

Ausgewählte moderne Theoretiker

Ernst Mayr (1904-2005)


Abb.: Ernst Mayr

Ernst Mayr gilt zusammen mit Theodosius Dobzhansky als Begründer und als bis heute führender Vertreter der modernen synthetischen Theorie der Evolution, die Darwins Konzept der Selektion mit den Erkenntnissen der modernen Genetik in Einklang brachte.


Abb.: Theodosius Dobzhansky

Gilt als Begründer des modernen biologischen Artkonzeptes. Wenn man sich Darwins Vorstellung des kontinuierlichen Wandels einer Art in eine andere Art genau betrachtet, so ergibt sich das Problem, dass damit der biologische Artbegriff aufgehoben wird, da sich in der ununterbrochene Reihe keine Einschnitte finden, die Arten von Arten trennen. Dieser lange unbeachtete Umstand hätte tief greifende Folgen auch für die Praxis aller Biologen.

In Biologie und Paläontologie existieren mehrere Artbegriffe parallel. Die wichtigsten zwei Gruppen sind der morphologische und der populationsgenetische Artbegriff. Beide Begriffe sind miteinander verbunden, aber nicht deckungsgleich:

  • Im morphologischen Artbegriff werden Merkmalsunterschiede verwendet, um Arten voneinander abzugrenzen. In der Paläontologie ist er der einzig praktikable Artbegriff.
  • Der populationsgenetische Artbegriff begreift Arten dagegen als Fortpflanzungsgemeinschaft.

Ernst Mayr untersucht nun in seinem grundlegenden Werk Artbegriff und Evolution(1967), wie eine Neuinterpretation des biologischen Artbegriffes im Lichte der Evolutionstheorie aussehen kann. Zentrales Paradigma ist die Suche nach Mechanismen, die die Fortpflanzung zwischen einzelnen Populationen unterbinden oder erschweren (das heißt Hybriden besitzen einen geringeren Fitnesswert oder sind steril). Hier wären geographische Separation, zeitliche Separation (beispielsweise ungleichzeitige Fortpflanzungszeiten), Separation durch Verhalten (unterschiedliches Balzverhalten oder Gesang) zu nennen.

Damit sind zahlreiche Fragen nach dem Mikroprozess der Evolution eröffnet. Wichtig für die Neuinterpretation war die Entdeckung von morphologischen Geschwisterarten, Arten, die gleiche Merkmale aufweisen, im gleichen Gebiet zur gleichen Zeit leben und sich trotzdem nicht miteinander fortpflanzen. Ernst Mayr definiert eine Art als "Gruppe von sich untereinander fortpflanzender Lebewesen, die reproduktiv von anderen solchen Gruppen isoliert sind". Diese Isolation ist damit für Ernst Mayr das Kriterium, zwei Arten zu unterscheiden.

Stephen Jay Gould (1941-2002)


Abb.: Stephen Jay Gould

Stephen Jay Gould setzte vor allem den Zusammenhang von Evolution und Fortschritt der Kritik aus.

In seinen wissenschaftstheoretischen Schriften wendet er sich gegen sozialdarwinistische, pseudowissenschaftliche und rassistische Überinterpretationen der Evolutionstheorie, wie er sie beispielsweise in der Intelligenzforschung findet.

Mit Richard Dawkins und anderen Evolutionsbiologen besteht eine lang anhaltender Streit Goulds über die Zulässigkeit vieler soziobiologischer Interpretationen. Dieser Streit schlägt auch bei der Deutung Evolutionsmechanismus durch.

Clinton Richard Dawkins (1941-)


Abb.: Richard Dawkins

[Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_Evolutionstheorie. -- Zugriff am 2005-03-07]

Zeittafel der Evolutionsforschung  

Die folgende Darstellung soll einen Überblick über die Geschichte der Evolutionsforschung geben.

  • 1838 Charles Darwin entwickelt die Theorie der natürlichen Auslese von zufällig erzeugten Variationen
  • 1853 Gregor Mendel führt Studien an Erbsenzüchtungen durch und entwickelt die Grundregeln der Vererbung
  • 1859 Darwin veröffentlicht sein bekanntestes Werk: "The Origin of Species"
  • 1880-1882 Eduard Strasburger und Theodor Boveri beschreiben die Konstanz der Chromosomenzahl bei unterschiedlichen Arten (diese ist für die jeweilige Art typisch) und die Individualität der Chromosomen
  • 1885 August Weismann veröffentlicht seine Keimplasmatheorie
  • 1902-1904 Walter Sutton und Theodor Boveri zeigen, dass Chromosomen sich wie die von Mendel postulierten Erbfaktoren verhalten
  • 1907 Thomas Hunt Morgan führt genetische Experimente an der Taufliege Drosophila melanogaster durch
  • 1908 G. H. Hardy (1877–1947) und Wilhelm Weinberg (1862–1937) zeigen, dass genetische Variabilität in Populationen mit zufälligen Paarungen erhalten bleibt. (Hardy-Weinberg-Gesetz)
  • 1928-1930 Ernst Mayr bereist Neuguinea und die Salomon-Inseln und untersucht die Bedeutung der adaptiven geographischen Variation
  • 1930 Populationsgenetiker Ronald Fisher definierte in The genetical theory of natural selection Evolution als die zeitliche Änderung der Zahl bestimmter Gene innerhalb eines Genpools.
  • 1937 Theodosius Dobzhansky stellte mit Genetics und the Origin of Species die evolutionäre Genetik einer breiteren Öffentlichkeit vor
  • 1942 die "moderne Synthese" wird vorgestellt: Ernst Mayrs Systematics and the origin of species und Julian Huxleys Evolution: The Modern Synthesis
  • 1972 Stephen Jay Gould und Niles Eldredge schlagen den Punktualismus punctuated equilibrium vor

[Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Zeittafel_der_Evolutionsforschung. -- Zugriff am 2005-03-07]

2. Evolution


Abb.: Die Evolution der Tiere
[Bildquelle: Für digitalen Download: http://www.morphisto-anwendung.de/digital-poster.html ; Für eine gedruckte Version im Format DIN A0
inkl Begleitheft: http://www.morphisto-webshop.de/index.html?W-002. -- Zugriff am 2005-12-06]
 

Evolution 

From Wikipedia, the free encyclopedia.

 


Abb.: Charles Darwin, the father of evolutionary theory

Evolution generally refers to any process of change over time. In the context of life science, evolution is a change in the genetic makeup of a population of interbreeding individuals within a species. Since the emergence of modern genetics in the 1940s, evolution has been defined more specifically as a change in the frequency of alleles from one generation to the next.

The word "evolution" is often used as a shorthand for the modern theory of evolution of species based upon Charles Darwin's theory of natural selection, which states that all modern species are the products of an extensive process that began over three billion years ago with simple single-celled organisms, and Gregor Mendel's theory of genetics.

As the theory of evolution by natural selection and genetics has become universally accepted in the scientific community, it has replaced other explanations including creationism and Lamarckism. Skeptics, often creationists, sometimes deride evolution as "just a theory" in an attempt to characterize it as an arbitrary choice and degrade its claims to truth. Such criticism overlooks the scientifically-accepted use of the word "theory" to mean a falsifiable and well-supported hypothesis.

Scientific theory

The prevailing formulation of the theory of evolution is the modern synthesis, which brings together Darwin's theory of evolution by natural selection and Gregor Mendel's theory of inherited characteristics, now called genes. In the modern synthesis, "evolution" means a change in the frequency of an allele within a gene pool. This change may be caused by a number of different mechanisms: natural selection, genetic drift or changes in population structure (gene flow).

Modern synthesis theory has three major aspects:

  1. The common descent of all organisms from a single ancestor.
  2. The origin of novel traits in a lineage.
  3. The mechanisms that cause some traits to persist while others perish.
Ancestry of organisms

Abb.: Pre-Cambrian stromatolites in the Siyeh Formation, Glacier National Park. In 2002, William Schopf of UCLA published a controversial paper in the journal Nature arguing that formations such as this possess 3.5 billion year old fossilized algae microbes. [1] (http://www.abc.net.au/science/news/space/SpaceRepublish_497964.htm) If true, they would be the earliest known life on earth.

A group of organisms is said to have common descent if they have a common ancestor. In biology, the theory of universal common descent proposes that all organisms on Earth are descended from a common ancestor or ancestral gene pool.

Evidence for common descent may be found in traits shared between all living organisms. In Darwin's day, the evidence of shared traits was based solely on visible observation of morphologic similarities, such as the fact that all birds, even those which do not fly, have wings. Today, the theory of evolution has been strongly confirmed by the science of DNA genetics. For example, every living thing makes use of nucleic acids as its genetic material, and uses the same twenty amino acids as the building blocks for proteins. All organisms use the same genetic code (with some extremely rare and minor deviations) to translate nucleic acid sequences into proteins. Because the selection of these traits is somewhat arbitrary, their universality strongly suggests common ancestry.

In addition, abiogenesis–the generation of life from non-living matter–has never been observed, indicating that the origin of life from non-life is either extremely rare or only happens under conditions very unlike those of modern Earth. However, 1953's Miller-Urey experiment does suggest that abiogenesis is possible.

Since abiogenesis is rare or impossible under modern conditions and the evolutionary process is exceedingly slow, the diversity and complexity of modern life requires that the Earth be very old, on the order of billions of years. This is compatible with geological evidence that the Earth is approximately 4.6 billion years old. (See Timeline of evolution. [s. unten])

Information about the early development of life includes input from the fields of geology and planetary science. These sciences provide information about the history of the Earth and the changes produced by life. A great deal of information about the early Earth has been destroyed by geological processes over the course of time.

Morphological evidence


Abb.: A phylogenetic tree of all living things, based on rRNA gene data, showing the separation of the three domains bacteria, archaea, and eukaryotes as described initially by Carl Woese. Trees constructed with other genes are generally similar, although they may place some early-branching groups very differently, presumably owing to rapid rRNA evolution. The exact relationships of the three domains are still being debated.

Fossils are important for estimating when various lineages developed. As fossilization is an uncommon occurrence, usually requiring hard parts (like bone) and death near a site where sediments are being deposited, the fossil record only provides sparse and intermittent information about the evolution of life. Fossil evidence of early life is sparse before the evolution of organisms with hard body parts, such as shell, bone, and teeth, but exists in the form of ancient microfossils and the fossilization of ancient burrows and a few soft-bodied organisms.

Nevertheless, fossil evidence of prehistoric organisms has been found all over the Earth. The age of fossils—even their absolute age, determined through radiometric dating of rocks—can often be deduced based upon the geologic context in which they are found. Some fossils bear a resemblance to organisms alive today, while others are radically different. Fossils have been used to determine at what time a lineage developed, and can be used to demonstrate the continuity between two different lineages through transitional fossils. Paleontologists investigate evolution largely through analysis of fossils.

Phylogeny, the study of the ancestry of species, has revealed that structures with similar internal organisation may perform divergent functions. Vertebrate limbs are a favorite example of such homologous structures. Other vestigial structures may exist with little or no purpose in one organism, though they have a clear purpose in others. The human wisdom teeth and appendix are common examples.

Genetic sequence evidence


Abb.: Genetic testing has shown that humans and chimpanzees have most of their DNA in common. In a study of 90,000 base pairs, Wayne State University's Morris Goodman found humans and Chimpanzes share 99.4% of their DNA. [2] (http://www.freep.com/news/nw/chimp20_20030520.htm) [3] (http://www.reasons.org/resources/apologetics/humans_chimps_same_genus.shtml)

Comparison of the genetic sequence of organisms reveals that organisms that are phylogenetically close have a higher degree of sequence similarity than organisms that are phylogenetically distant. For example, neutral human DNA sequences are approximately 1.2% divergent (based on substitutions) from those of their nearest genetic relative, the chimpanzee, 1.6% from gorillas,[4] (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=11170892) and 6.6% from baboons.[5] (http://www.genome.org/cgi/content/full/13/5/813) Sequence comparison is considered such a robust measure that it is sometimes used to correct mistakes in the phylogenetic tree, in instances where other evidence is scarce.

Further evidence for common descent comes from genetic detritus such as pseudogenes, regions of DNA which are orthologous to a gene in a related organism, but are no longer active and appear to be undergoing a steady process of degeneration.[6] (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=10833048)

Since metabolic processes do not leave fossils, research into the evolution of the basic cellular processes is also done largely by comparison of existing organisms. Many lineages diverged at different stages of development, so it is theoretically possible to determine when certain metabolic processes appeared by comparing the traits of the descendants of a common ancestor.

Origin of life

However, not even comparative biology can shed much light on the earliest development of life since all existing organisms share certain traits, including the cellular structure, and the genetic code. Most scientists interpret this to mean all existing organisms share a common ancestor, which had already developed the most fundamental cellular processes, but there is no scientific consensus on the relationship of the three domains of life (Archea, Bacteria, Eukaryota) or the origin of life. Attempts to shed light on the earliest history of life generally focus on the behavior of macromolecules, particularly RNA, and the behavior of complex systems.


Abb.: his is a NASA recreation of the famous Miller-Urey experiment. In 1953, Stanley Miller and Harold Urey sealed the chemical precursors to life in a closed environment, and subjected them to conditions similar to primordial earth. The results of the experiment suggest that the chemicals necessary for life did tend to arise under those circumstances, supporting the theories of Abiogenesis

Though the origins of life are murky, other milestones in the evolutionary history of life are well-known. The emergence of oxygenic photosynthesis (c. 3 billion years ago) and the subsequent emergence of an oxygen-rich, non-reducing atmosphere can be traced through the formation of banded iron deposits, and later red beds of iron oxides. This was a necessary prerequisite for the development of aerobic cellular respiration, believed to have emerged c. 2 billion years ago. In the last billion years, simple multicellular plants and animals began to appear in the oceans. Soon after the emergence of the first animals the Cambrian explosion (a period of unrivaled and remarkable, but brief, organismal diversity documented in the fossils found at the Burgess Shale) saw the creation of all the major body plans (phyla) of modern animals. About 500 million years ago, plants and fungi colonized the land, and were soon followed by arthropods and other animals, leading to the development of land ecosystems with which we are familiar.

The emergence of novel traits

Mechanisms of inheritance

In Darwin's time, there was no widely accepted mechanism for the inheritance of traits. Today most inherited variation is traced to discrete, persistent entities called genes, encoded in linear molecules called DNA. Though by and large faithfully maintained, DNA is subject to a process of change or mutation (described below).

However, other non-DNA based forms of heritable variation exist. The processes that produce these variations leave the genetic information intact and are often reversible. This is called epigenetic inheritance and may include phenomena such as DNA methylation, prions, and structural inheritance. Investigations continue into whether these mechanisms allow for the production of specific beneficial heritable variation in response to environmental signals. If this is shown to be the case, then some instances of evolution would lie outside of the framework that Darwin established, which avoided any connection between environmental signals and the production of heritable variation.

Mutation


Abb.: Different types of mutation

Mutations are permanent, transmissible changes to the genetic material (usually DNA or RNA) of a cell. Mutations can be caused by copying errors in the genetic material during cell division and by exposure to radiation, chemicals, or viruses, or can occur deliberately under cellular control during the processes such as meiosis or hypermutation. In multicellular organisms, mutations can be subdivided into germline mutations, which can be passed on to progeny and somatic mutations, which (when accidental) often lead to the malfunction or death of a cell and can cause cancer.

Mutations are considered the driving force of evolution, since they introduce new genetic variation, without which evolution cannot proceed. Neutral mutations do not affect the organism's chances of survival in its natural environment and can accumulate over time, which might result in what is known as punctuated equilibrium, the modern interpretation of classic evolutionary theory.

Most biologists believe that adaptation occurs through the accumulation of many mutations of small effect. However, macromutation is an alternative process for adaption which involves a single, very large scale mutation.

Differential survival of traits

While mutation can create new alleles, other factors influence the frequency of existing alleles. These factors mean that some characteristics will become more frequent while others diminish or are lost entirely. There are three known processes that affect the survival of a characteristic; or, more specifically, the frequency of an allele:

  • Genetic drift
  • Gene flow
  • Natural selection
Natural selection

Natural selection is based on differential survival and reproduction rates as a result of the environment. Differential mortality is the survival rate of individuals before their reproductive age. If they survive, they are then selected further by differential fertility — that is, their total genetic contribution to the next generation.

Natural selection can be subdivided into two categories:

  • Ecological selection occurs when organisms that survive and reproduce increase the frequency of their genes in the gene pool over those that do not survive.
  • Sexual selection occurs when organisms that are more attractive to the opposite sex because of their features reproduce more and increase the frequency of those features in the gene pool.

Natural selection also operates on mutations in several different ways:

  • Purifying or background selection eliminates deleterious mutations from a population.
  • Positive selection increases the frequency of a beneficial mutation.
  • Balancing selection maintains variation within a population through a number of mechanisms, including:
    • Overdominance or heterozygote advantage, where the heterozygote is more fit than either of the homozygous forms famously exemplified by human sickle cell anemia conferring resistance to malaria)
    • Frequency-dependent selection, where the rare variants have a higher fitness.

The central role of natural selection in evolutionary theory has given rise to a strong connection between that field and the study of ecology.

Mutations that are not affected by natural selection are called neutral mutations. Their frequency in the population is governed entirely by genetic drift and gene flow. It is understood that an organism's DNA sequence, in the absence of selection, undergoes a steady accumulation of neutral mutations. The probable mutation effect is the proposition that a gene that is not under selection will be destroyed by accumulated mutations. This is an aspect of genome degradation.

Selection of organisms for desirable characteristics, when done by humans, e.g. for agriculture or as pets, is called artificial selection.

Genetic drift

Genetic drift describes changes in allele frequency that cannot be ascribed to selective pressures, but are due instead to events that are unrelated to inherited traits. This is especially important in small mating populations, where chance fluctuations from generation to generation can be large. Such fluctuations in allele frequency between successive generations may result in some alleles disappearing from the population. Two separate populations that begin with the same allele frequency might, therefore, "drift" by random fluctuation into two divergent populations with different allele sets (for example, allele that are present in one have been lost in the other). Rare sporadic events (volcanic explosion, meteor impact, etc.) might contribute to genetic drift by altering the allele frequency outside of "normal" selective pressures.

Many aspects of genetic drift depend on the size of the population (generally abbreviated as N). In small populations, genetic drift can cause large changes in allele frequencies from one generation to the next, whereas in large populations, changes in allele frequencies in each generation are usually very small. The relative importance of natural selection and genetic drift in determining the fate of new mutation also depends on the population size and the strength of selection: when N times s (population size times strength of selection) is small, genetic drift predominates. When N times s is large, selection predominates. Thus natural selection is 'more efficient' in large populations, or equivalently, genetic drift is stronger in small populations. Finally, the time for an allele to become fixed in the population by genetic drift (that is, for all individuals in the population to carry that allele) depends on population size, with smaller populations requiring a shorter time to fixation.

Gene flow

Gene flow (or gene admixture) is the only mechanism whereby populations can become closer genetically while building larger gene pools. Migration of one population into another area occupied by a second population can result in gene flow. Gene flow operates when geography and culture are not obstacles.

Micro- and macro- evolution

Microevolution consists of small-scale changes in gene frequencies in a population over the course of a few generations. These changes may be due to a number of processes: mutation, gene flow, genetic drift, as well as natural selection. Population genetics is the branch of biology that provides the mathematical structure for the study of the process of microevolution.

Macroevolution works through large-scale changes in gene-frequencies in a population over a long period of time, and is usually taken to refer to events that result in speciation, the evolution of a new species. An absolute distinction between macroevolution and microevolution isn't normally drawn by biologists for a number of reasons, including no definition of what constitutes a 'macroevolutionary' change. Mutations to existing species resulting in entirely new species have been observed in the field.

Speciation and extinction

Speciation is the creation of two or more species from one. There are various mechanisms by which this may take place. Allopatric speciation begins when subpopulations of a species become isolated geographically, for example by habitat fragmentation or migration. Sympatric speciation occurs when new species emerge in the same geographic area. Ernst Mayr's peripatric speciation is a type of speciation that exists in between the extremes of allopatry and sympatry. Peripatric speciation is a critical underpinning of the theory of punctuated equilibrium.

Extinction is the disappearance of species, (i.e. gene pools). The moment of extinction is generally considered to be the death of the last individual of that species. Extinction is not an unusual event in geological time—species are created by speciation, and disappear through extinction.

Evolutionary biology

Evolutionary biology is a subfield of biology concerned with the origin and descent of species, as well as their change over time. Evolutionary biology is a kind of meta field because it includes scientists from many traditional taxonomically-oriented disciplines. For example, it generally includes scientists who may have a specialist training in particular organisms such as mammalogy, ornithology, or herpetology but use those organisms as systems to answer general questions in evolution.

Evolutionary biology as an academic discipline in its own right emerged as a result of the modern evolutionary synthesis in the 1930s and 1940s. It was not until the 1970s and 1980s, however, that a significant number of universities had departments that specifically included the term evolutionary biology in their titles.

History of evolutionary thought


Abb.: The 1859 edition of On the Origin of Species

The idea of biological evolution has existed since ancient times, but the modern theory wasn't established until the 18th and 19th centuries, with scientists such as Jean-Baptiste Lamarck and Charles Darwin. Darwin greatly emphasized the difference between his two main points: establishing the fact of evolution, and proposing the theory of natural selection to explain the mechanism of evolution.

While transmutation of species was accepted by a sizeable number of scientists before 1859, it was the publication of Charles Darwin's The Origin of Species which provided the first cogent mechanism by which evolutionary change could persist: his theory of natural selection. Darwin was motivated to publish his work on evolution after receiving a letter from Alfred Russel Wallace, in which Wallace revealed his own discovery of natural selection. As such, Wallace is sometimes credited the co-discover of evolution. However, Wallace himself backed away from sharing credit, admitting that Darwin's formulation of the theory and his work on evolution went far beyond Wallace's conjectures in scope and explanatory power.

Darwin's theory, though it succeeded in profoundly shaking scientific opinion regarding the development of life (and indeed resulted in a small social revolution), could not explain several critical components of the evolutionary process. Namely, he was unable to explain the source of variation in traits within a species, and he could not provide a mechanism whereby traits were passed faithfully from one generation to the next.

These questions were not settled until the end of the 19th century, beginning with the work of an Austrian monk named Gregor Mendel, who outlined, through a series of ingeniously devised experiments, a model for inheritance of traits based on the fundamental unit of the gene. Mendel's work was unappreciated at the time and largely ignored by a biological community that was baffled by the mathematical nature of his theories. When it finally gained widespread acknowledgement, it led to a storm of conflict between Mendelians and biometricians (Walter Frank Raphael Weldon and Karl Pearson), who insisted that the great majority of traits important to evolution must show continuous variation that was not explainable by Mendelian analysis.

Eventually, the Mendelians won out, and a series of papers in the 1930s and 1940s led to the development of the modern synthesis, which brought together Darwin's theories of natural selection with Mendel's theories of inheritance via genes.


Abb.: Stephen Jay Gould, who, along with Niles Eldredge proposed the theory of punctuated equilibrium in 1972

In the 1940s, following up on Griffith's experiment, Avery, McCleod and McCarty definitively identified deoxyribonucleic acid (DNA) as the "transforming principle" responsible for transmitting genetic information. In 1953, Francis Crick and James Watson published their famous paper on the structure of DNA, based on the research of Rosalind Franklin. These developments ignited the era of molecular biology and transformed the understanding of evolution into a molecular process: the mutation of segments of DNA.

In the mid-1970s, Motoo Kimura formulated the neutral theory of molecular evolution, firmly establishing the importance of genetic drift as a major mechanism of evolution.

Debates have continued within the field. One of the most prominent outstanding debates is over the theory of punctuated equilibrium, a theory propounded by Niles Eldredge and Stephen Jay Gould to explain the paucity of transitional forms between phyla.

Social effect of evolutionary theory

 

Abb.: The Darwin fish is a parody of the Ichthus, and is used by some to symbolize their acceptance of evolution

.


Abb.: The ichthys or fish symbol represents Christianity [Ichthys (=  griechisch ιχθυς = Fisch) wurde von den frühen Christen als Abkürzung ΙΧΘΥΣ verstanden = Іησου̃ς Χριστὸς Θεου̃ Ύιὸς Σωτήρ" (Iesous Christos Theou Hüios Soter = "Jesus Christus, Sohn Gottes, Erlöser".]


Abb.: Survival of the fittest: Jesus-Fisch frisst Darwin-Fisch
[Quelle: ©http://www.av1611.org/buttons/buttons_orderform.html. -- Zugriff am 2005-03-269]

As the scientific explanation of life's diversity has developed, it has displaced alternative, often very widely held, explanations. Because the theory of evolution includes an explanation of humanity's origins, it has had a profound impact on human societies. Some social conservatives have vigorously opposed acceptance of the scientific explanation due to its perceived religious implications (e.g. its implied rejection of the special creation of humans described in the Bible). This has led to a vigorous conflict between creation and evolution in public education.

The theory of evolution by natural selection has also been adopted as a foundation for various ethical systems, such as social Darwinism, an idea popular in the 19th century, which holds that "the survival of the fittest" explains and justifies differences in wealth and success among societies and people. Stephen Jay Gould and others have argued that social Darwinism is based on misconceptions of evolutionary theory, and many ethicists regard it as a case of the is-ought problem.

The notion that humans share ancestors with other animals has also affected how some people view the relationship between humans and other species. Many proponents of animal rights hold that if animals and humans are of the same nature, then rights cannot be distinct to humans.

The theory has also been incorporated into other fields of knowledge, creating hybrids such as evolutionary psychology and sociobiology.

Evolution and religion

Before Darwin's argument and presentation of the evidence for evolution, religions almost unanimously discounted or condemned any claims that life is the result of an evolutionary process, as did nearly all scientists. Literal, or authoritative, interpretation of most scripture implies that a supreme, presumably supernatural, being directly created humans and other animals as separate species. This view is commonly referred to as creationism, and continues to be defended by some religious groups and a small group of iconoclast scientists. Some of those who reject the scientific theory of evolution have proffered what they believe to be physical proof of the impossibility of macroevolution in particular; this viewpoint does not bar the idea of microevolution.

In countries where the majority of people hold strong religious beliefs, creationism has a much broader appeal than in countries where the majority of people hold secular beliefs. A series of polls in the U.S. in 1999 suggested that over half of American voters supported the teaching of creationism in public schools alongside evolution.[7] (http://1stam.umn.edu/main/pubop/creationism.htm).

However, in response to the wide scientific acceptance of the theory of evolution, some religions have formally or informally synthesized the scientific and religious viewpoints. Sometimes claiming that life shows evidence of intelligent design, some conclude that God has provided a divine spark to ignite the process of evolution, and possibly guided evolution in one way or another; or that Darwinian evolution is essentially God's default method of creation, perhaps with critical reservations, such as stipulating that human souls are created directly by God. These views fall under the umbrella of "evolutionary creationism."

Evolution and the Roman Catholic Church

The Roman Catholic Church, beginning in 1950 with Pope Pius XII's encyclical Humani Generis, took up a neutral position with regard to evolution. "The Church does not forbid that...research and discussions, on the part of men experienced in both fields, take place with regard to the doctrine of evolution, in as far as it inquires into the origin of the human body as coming from pre-existent and living matter." [8] (http://www.vatican.va/holy_father/pius_xii/encyclicals/documents/hf_p-xii_enc_12081950_humani-generis_en.html).

In an October 22, 1996, address to the Pontifical Academy of Science, Pope John Paul II updated the Church's position: "In his encyclical Humani Generis, my predecessor Pius XII has already affirmed that there is no conflict between evolution and the doctrine of the faith regarding man and his vocation... Today, more than a half-century after the appearance of that encyclical, some new findings lead us toward the recognition of evolution as more than an hypothesis. In fact it is remarkable that this theory has had progressively greater influence on the spirit of researchers, following a series of discoveries in different scholarly disciplines." [9] (http://www.ewtn.com/library/PAPALDOC/JP961022.HTM)

External link:

[Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Evolution. -- Zugriff am 2005-03-06]

2.1. Zeittafel der Evolution

Timeline of life on Earth
Date Event
4500 MYA The planet Earth forms from the accretion disk revolving around the young Sun.
4100 MYA The surface of the Earth cools down enough for the crust to solidify.
4000 MYA Life appears, possibly first as self-reproducing RNA molecules. The atmosphere does not contain any free oxygen (See: origin of life).
3900 MYA Cells resembling prokaryotes appear. Central dogma of biology: DNA-> RNA-> Protein. Three bases -> One amino acid. One gene -> One protein. These first organisms are chemoautotrophs: they use carbon dioxide as a carbon source and oxidize inorganic materials to extract energy. Later prokaryotes evolve glycolysis, a set of chemical reactions that free the energy of organic molecules such as glucose. Glycolysis employs ATP molecules as short term energy currency and is used in almost all organisms unchanged to this day. Although mostly inconspicuous, prokaryotes remain the dominant life form on Earth even today. (See: evolution of prokaryotes)
3900 MYA The split between the bacteria and the archaea occurs.
3500 MYA Bacteria develop primitive forms of photosynthesis which at first do not produce oxygen. These organisms generate ATP by exploiting a proton gradient, a mechanism still used in virtually all organisms.
3000 MYA Photosynthesizing cyanobacteria evolve; they use water as reductant, thereby producing oxygen as waste product. The oxygen initially oxidizes dissolved iron in the oceans, creating iron ore. Then the oxygen concentration in the atmosphere rises, acting as a poison for many bacteria.
2500 MYA Some bacteria evolve the ability to utilize oxygen to more efficiently use the energy from organic molecules such as glucose. Virtually all organisms using oxygen employ the same set of reactions, the citric acid cycle and oxidative phosphorylation.
2100 MYA More complex cells appear: the eukaryotes, which contain various organelles. The closest relatives of these are probably the Archaea. Most have organelles which are probably derived from symbiotic bacteria: mitochondria, which use oxygen to extract energy from organic molecules and appear similar to today's Rickettsia, and often chloroplasts, which derive energy from light and synthesize organic molecules and originated from cyanobacteria and similar forms.
1200 MYA Sexual reproduction evolves and leads to an explosion in the rate of evolution. While most life occurs in oceans and lakes, some cyanobacteria may already have lived in moist soil by this time.
1000 MYA Multicellular organisms appear: initially colonial algae and later, seaweeds, living in the oceans.
600 MYA Sponges (Porifera), Jellyfish (Cnidaria), flat worms Platyhelminthes and other multicellular animals appear in the oceans.
565-525 MYA The Cambrian explosion, a rapid set of evolutionary changes, creates all the major body plans (phyla) of modern animals.
475 MYA The first primitive plants move onto land, having evolved from green algae living along the edges of lakes. They are accompanied by fungi, and very likely plants and fungi work symbiotically together.
450 MYA Arthropods, with an exoskeleton that provides support and prevents water loss, are the first animals to invade the land. Among the first are Myriapoda (millipedes and centipedes), later followed by spiders and scorpions.
365 MYA Insects evolve on land and in fresh water from the myriapods. Some fresh water lobe-finned fish (Sarcopterygii) develop legs and give rise to the Tetrapoda. This happens in the water; tetrapods then use their legs to move out onto land, probably to hunt insects. Lungs and swim bladders evolve. Amphibians still retain many characteristics of the early tetrapods.
360 MYA Plants evolve seeds, structures that protect plant embryos and enable plants to spread quickly on land.
300 MYA Evolution of the amniotic egg gives rise to the Amniota, reptiles who can reproduce on land. Insects evolve flight. Dragonflies (Odonata) still resemble these early insects. Vast forests of clubmosses (lycopods), horsetails, and tree ferns cover the land; when these decay they will eventually form coal. Gymnosperms begin to diversify widely.
250 MYA The Permian-Triassic extinction event wipes out about 95% of all animal species, the most severe mass extinction known. The archosaurs split from other reptiles. They will later diversify into crocodiles, dinosaurs, birds and pterosaurs. Teleosts evolve from among the Actinopterygii (ray-finned fish), and eventually become the dominant fish group.
220 MYA The climate is very dry, and dry-adapted organism are favored: the archosaurs and the Gymnosperms. The first mammals appear, which evolved from synapsid reptiles. Initially, they stay small. First mammals are reptile-like. Looks like present day platypus(monotremes). Constant body temperature. All mammals have milk glands for their young. One of a pair of autosomes acquire a SRY gene derived from SOX3 from X chromosome to become the Y chromosome, which has been decreasing in length since. Gymnosperms (mostly conifers) are the dominant land plants. Plant eaters will grow to huge sizes during the dominance of the gymnosperms to have space for large guts to digest the poor food offered by gymnosperms.
200 MYA Birds evolve from theropod dinosaurs. Modern amphibians evolve: the Lissamphibia; including Anura (frogs), Urodela (salamanders), and Caecilia.
180 MYA The supercontinent Pangea begins to break up into several land masses. The largest is Gondwana, made up of the land masses which are now Antarctica, Australia, South America, Africa, and India
130 MYA Angiosperm plants evolve flowers, structures that attract insects and other animals to spread pollen. The evolution of the angiosperms cause a major burst of animal evolution. Half of all known dinosaur species are from the last 30 MY of the Mesozoic, after the rise of the angiosperms.
125 MYA Eomaia scansoria, a eutherian mammal, which leads to the formation of modern placental mammals. Looks like modern dormouse, climbing small shrubs in Liaoning, China.
100 MYA Common genetic ancestor of mice and humans.
65 MYA The Cretaceous-Tertiary extinction event wipes out about half of all animal species including all non-avian dinosaurs, probably because of a cooling of the climate precipitated by the giant impact of a meteor. Mammals increase in diversity and size. Some will later return back to the sea (whales, sirenians and seals) and others will evolve flight (bats). A group of small, nocturnal and arboreal, insect-eating mammals called the Archonta branches into the primates, tree shrews and bats. Primates have binocular vision and grasping digits.
55 MYA The earliest true primates, called euprimates, first appear in North America, Asia, and Europe. One eg is Carpolestes simpsoni at Clarks Fork Basin of Wyoming. It has grasping digits but no forward facing eyes. Another (earliest?) euprimate Teihardina asiatica (Hunan,China) is mouse-sized, diurnal and has small eyes.
45 MYA Cetaceans (whales) evolve from mesonychids, carnivorous ungulates probably most closely related to the artiodactyls.
40 MYA Primates (order) diverge into suborders Prosimians( a primitive monkey) and Anthropoids, the latter is diurnal and herbivorous. Examples of today's prosimians are tarsiers, lemurs, lorises. Lemurs cross the ocean into Madagascar from Africa mainland.
35 MYA Grasses evolve from among the angiosperms.
30 MYA Anthropoid (suborder) splits into infraorders New World Monkeys (Platyrrhini) and Catarrhini.( Old World Primates).New World Monkeys have prehensile tails and migrated to South America. Catarrhines stayed in Africa as the two continents drifted apart. One ancestor of catarrhines might be Aegyptopithecus. New world monkey males are color blind.
25 MYA Catarrhini males gain color vision but loses the pheromone pathway.Catarrhini (infraorder)( Old World Primates) splits into 2 superfamilies Old world monkeys( Cercopithecoidea ) and Hominoids. The Old world monkey does not have a prehensile tail e.g. Baboon. Some do not even have tails. All hominoids have no tails e.g. the lesser apes, great apes and hominids.
15 MYA Human ancestors speciate from the ancestors of the gibbon. Gibbons are lesser apes. Orangutans, gorilla and chimpanzees are great apes. Humans are hominids.
13 MYA Human ancestors speciate from the ancestors of the orangutan. A relative of orangutans:- Lufengpithecus chiangmuanensis (Northern Thailand).
10 MYA The climate begins to dry, savannas and grasslands take over the earlier forests. Monkeys proliferate, and the apes go into decline. Human ancestors speciate from the ancestors of the gorillas. This is the heyday of the horses spread throughout the Northern hemisphere. After 10 MYA they decline in the face of competition with the artiodactyls.
5 MYA Human ancestors speciate from the ancestors of the chimpanzees. The latest common ancestor is Sahelanthropus tchadensis (Chad, Sahara, west of Rift Valley). The earliest in the human branch is Orrorin tugenensis (Millennium Man, Kenya). Chimpanzees and humans share 98% of DNA: biochemical similaritiies are so great that their hemoglobin molecules differ by only one amino acid, but that 2% difference explains why chimps do not contract AIDS and why they also cannot speak. One group of chimps can have more genetic diversity than all of the six billion humans alive today. Both chimpanzees and humans have larynx that repositions during the first two years of life to a spot between the pharynx and the lungs, indicating that the common ancestors have this feature, a precursor of speech. Both humans and chimpanzees make friends, influence peers, get a date, win favors and form alliances and read facial expressions to tell the difference between a friend and an enemy, distinguish between the wimps and the bullies, and determine what's good behavior and what's bad. Each individual has its own personality, some more aggressive, some more social, and its own unique ability to navigate the social complexities of group living. They face the same problem of leaving home, finding a mate and making one's way in the world.
4.4 MYA Ardipithecus ramidus ramidus (hominid? walks upright most of the time? Still spend time on trees?)
3.7 MYA Some Australopithecus afarensis left footprints on volcanic ash in Laetoli, Kenya (Northern Tanzania).
3 MYA The bipedal australopithecines (early hominines) evolve in the savannas of Africa being hunted by Dinofelis. Species include Australopithecus africanus, Australopithecus bosei. Other genus include Kenyanthropus platyops. Gorillas die out on the south bank of the Congo River, and bonobos evolve from the chimpanzees there. North and South America become joined, allowing migration of animals.
2 MYA Homo habilis (handy man) uses primitive stone tools (choppers), Tanzania. Emergence of Broca's area (speech region of modern human brain). Probably lives with Australopithecus robustus (sometimes classified into genus Paranthropus). The Homos are meat-eating while the Australopithecine eat plants and termites
1.75 MYA Dmanisi man/ Homo georgicus (Georgia, Russia), tiny brain came from Africa, with Homo erectus and Homo habilis characteristics.
1800 kYA Homo erectus evolves in Africa and migrates to other continents, primarily south Asia.
500 kYA Homo erectus (Choukoutien, China) uses charcoal to control fire, though they may not know how to create or start it.
355 kYA Three 1.5m tall Homo heidelbergensis scrambled down Roccamonfina volcano in Southern Italy, leaving the earliest Homo footprints, which were made before the powdery volcanic ash solidified.
160 kYA Homo sapiens (Homo sapiens idaltu) in Ethiopia, Awash River, Herto village, practise mortuary rituals and butcher hippos. Their dead bodies are later covered by volcanic rocks.
150 kYA Birth of the mitochondrial Eve in Africa. All humans are her descendents.
130 kYA Homo neanderthalensis evolves from Homo erectus and lives in Europe and the Middle East.Neanderthal man (Homo neanderthalensis) makes magic, bury the dead and care for the sick. Have hyoid bone (60,000 yrs ago, Kebara cave, Israel) used for speech in modern humans. (Today humans use roughly 6000 spoken languages). Use spear probably for stabbing rather than throwing. FOXP2 (gene associated with the development of speech) appears.
100 kYA The first anatomically modern humans (Homo sapiens) appear in Africa some time before this. They also evolved from Homo erectus. Modern humans enter Asia via the Middle East.(See: human evolution). Mutation causes skin color changes in order to absorb optimal UV light for different geographical latitudes . Modern "race" formation begins.
70 kYA The most recent ice age, the Wisconsin glaciation, begins. Humans in Blombos caves in South Africa make tools from bones, show symbolic thinking by using ochre (precursor to linguistic ability)
60 kYA Birth of Y-chromosomal Adam in Africa. All humans are his descendents.
50 kYA Modern humans expand from Asia to Australia and Europe. Expansion along the coasts happens faster than expansion inland.
40 kYA Humans do painting and hunt mammoths in Cro-Magnon, France. They have extraordinary cognitive powers. Extinction of gigantic marsupials in Australia, probably due to humans. The result is the lack of domesticated animals, partially leading to the relatively backward life of the humans there later when compared to the rest of the world.
30 kYA Modern humans enter North America from Siberia in numerous waves, some later waves across the Bering land bridge, but early waves probably by island-hopping across the Aleutians. At least two of the first waves had left few or no genetic descendants among Americans by the time Europeans arrived across the Atlantic Ocean.
27 kYA Neanderthals die out leaving Homo sapiens and Homo floresiensis as the only living species of the genus Homo.
18 kYA Homo floresiensis existed on Flores Is. in Indonesia
15 kYA The last Ice Age ends. One group of humans in the Fertile Crescent of the Middle East develop agriculture and, along with it, permanent settlements and cities. These appear first in what is now Iraq. This process of food production, coupled later with the domestication of available animals caused a massive increase in human population that has continued to the present.
10 kYA Humans reach Tierra del Fuego at the tip of South America, the last continental region to be inhabited by humans (excluding Antarctica).
4 kYA Recorded history begins.

[Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_evolution. -- Zugriff am 2005-03-08]

3. Weiterführende Ressourcen

Eine sehr empfehlenswerte Darstellung der Evolutionstheorie ist:


Abb.: Umschlagtitel

Mayr, Ernst <1904 - 2005>: Das ist Evolution / Ernst Mayr. Mit einem Vorw. von Jared Diamond. Aus dem amerikan. Engl. übers. von Sebastian Vogel. -- München : Bertelsmann, 2003. --  377 S. : Ill. ; 22 cm. .. Originaltitel: What evolution is (2001). -- ISBN 3-570-12013-9. -- {Wenn Sie HIER klicken, können Sie dieses Buch bei amazon.de bestellen}


Abb.: Ernst Mayr

Zu Kapitel 2.3.: Aus dem Informationsmanagement der Kreationisten