Verwandt oder nicht?-Biologieunterricht?
Woher weiß ich genau, ob die Tiere nun verwandt sind oder ob es sich um Konvergenz handelt?
3 Antworten
Um die Verwandtschaft zu belegen, muss man nach homologen (ursprungsgleichen) Merkmalen suchen. Homologien können anatomische Merkmale, aber auch molekularbiologische Merkmale wie Serumproteine oder DNA-Sequenzen sein. Sie sind aber nicht immer leicht von Konvergenzen zu unterscheiden. Um zu bestimmen, ob ein Merkmal homolog ist (also auf gemeinsamer Verwandtschaft beruht) oder konvergent, hilft es, sich der drei Homologiekriterien zu bedienen:
- Kriterium der Lage: Homologie besteht, wenn die einzelnen Teile eines Lagegefüges (z. B. die einzelnen Knochen des Oberarmdkeletts) zueinander die selbe Position einnehmen (erst kommt ein Oberarmknochen, dann zwei Unterarmknochen, Handwurzelknochen, Mittelhandknochen und die Phalangen der Finger, dieser Grundaufbau ist bei allen Landwirbeltieren gleich, die Vorderextremitäten sind zueinander somit homolog)
- Kriterium der spezifischen Qualität: Homologie kann angenommen werden, wenn zwei Strukturen in ihrem Feinbau übereinstimmen. Konvergente Merkmale sehen auf den ersten Blick gleich aus, sieht man aber genauer hin, fallen deutliche Unterschiede auf. Beispielsweise haben Gottesanbeterinnen und Fanghafte ein zu Fangbeinen umgestaltetes erstes Laufbeinpaar. Sieht man genauer hin, sind die Fangarme in beiden Gruppen aber völlig anders aufgebaut und somit nicht homolog.
- Kriterium der Stetigkeit: Homologie besteht auch, wenn zwei Merkmale durch Fossilien miteinander in Verbindung gebracht werden können. Säuger haben z. B. ihr primäres Kiefergelenk ins Mittelohr verlagert, wo daraus Hammer und Amboss wurden und als Ersatz ein sekundäres Kiefergelenk angelegt. Dass Hammer und Amboss homolog zum primären Kiefergelenk sind, belegen die fossilen Morganucodontidae (frühe Säugervorfahren), die beide Kiefergelenke besitzen.
Das weiß man eben nicht, ohne genaue Analysen. Ob z.B. das Fehlen der Mittelhandknochen beim Strauß für eine entfernte Verwandtschaft spricht, wird erst klar, wenn man sehr viele Vogelgruppen vergleicht. Dazu kommen andere Merkmale.
Mit Fossilien sieht es nicht anders aus, man braucht etliche und gut erhaltene, um klar erkennen zu können, dass die Aufspaltung in verschiedene Zweige früher erfolgte als die parallele Ausbildung "typischer" Merkmale.
Erst serologische Untersuchungen, also der Vergleich der Protein-Ähnlichkeiten, und in letzter Zeit natürlich DNA-Vergleiche zeigen zuverlässig den Grad der Verwandschaft. Allerdings geht daraus nicht hervor, wann Merkmale entstanden sind, vor der Aufspaltung oder erst danach parallel.
Und in letzter Zeit häufen sind Überraschungen. So sind z.B. die Falken keine Greifvögel wie Adler oder Habichte, sondern sind näher mit den Papageien verwandt.
Aufgrund den knappen Angaben auf dem Bild ist jedenfalls keine Aussage möglich.
Man könnte eine Herleitung über die Angaben zu den Fossilienfunden versuchen. Die Lungenfische haben Übereinstimmung in Körperbau und Verhalten. Ihre Fossilien reichen bis ins frühe Trias zurück. Das ist vor ca. 250 Mio. Jahren. Südamerika und Afrika waren vor 250 Mio. Jahren noch nicht voneinander getrennt, sondern Teil eines gemeinsamen südlichen Kontinents, Gondwanaland.
Die Großkontinente Gondwana und Laurasia in der Trias. Bildquelle: wikipedia, credits: Lenny222, Lumu, Lizenz: CC BY 3.0, link: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15716089
Gondwana brach erst vor ca. 150 Mio. Jahren auseinander und driftete auseinander, so dass beide Teile zu eigenen Kontinenten wurden, die heute durch den Atlantik voneinander getrennt sind.
Fossilienfunde, die aus der Zeit stammen, in der beide Tierarten noch gemeinsam auf einem Kontinent lebten, lassen die Vermutung zu, dass die Lungenfische miteinander verwandt sein könnten.
Strauß- und Nandufossilien hingegen sind 75 Mio. Jahre alt, stammen also aus einer Zeit, in der Südamerika und Afrika bereits getrennt waren. Sie haben sich daher unabhängig voneinander zu ähnlichen Tieren entwickelt, so dass man hier eine konvergente Entwicklung, unter ähnlichen ökologischen Bedingungen, annehmen könnte.
Greifstachler- und Stachelschweinfossilien sind noch jünger (50 Mio. Jahre), so dass für sie das gleiche gilt, wie für die Laufvögel. Sie haben sich, in Isolation, auf bereits lange getrennten Kontinenten, als Ergebnis stammensgeschichtlicher Entwicklung unter gleichartigen Umweltbedingungen, zu äußerer Formähnlichkeit (Konvergenz) entwickelt. LG
