Wie funktioniert Evolution, und woher wissen die Gene, was sie verändern sollen?
Und woher wissen die Gene, was sie "upgraden" sollen?
8 Antworten
Gene wissen nichts. Durch Mutation entstehen rein zufällig neue Varianten eines Gens, so genannte Allele.
Mutationen entstehen z. B , wenn beim Vervielfältigen der DNA (Replikation) Kopierfehler gemacht werden. Das ist in etwa als wenn man einen Text abschreibt und sich verschreibt und den Fehler nicht bemerkt. So kann etwa aus "Hase" "Hose" werden. Geschieht so ein DNA-Kopierfehler in der Keimbahn und wird er nicht von den Reparaturmechanismen entdeckt und korrigiert, kann er vererbt werden. Andere Ursachen für Mutationen sind äußere Einwirkungen durch Mutagene (Mutationen hervorrufene Substanzen). Das können verschiedene Gifte sein, aber auch Strahlung, z. B. Röntgen- oder UV-Strahlung.
Gene verändern sich also nicht bewusst, sondern zufällig. Aber durch Mutationen entstehen neue Genvarianten, die neue Phänotypvarianten hervorrufen. Mutationen sind deshalb der Hauptgrund dafür, dass die Individuen einer Art nicht uniform sind, sondern variabel.
Beispielsweise haben nicht alle Vögel einer Population identische Schnäbel. Manche haben mittellange Schnäbel, bei anderen ist er etwas kürzer, bei wieder anderen länger. Nicht alle Schnabellängen sind zum Verarbeiten einer bestimmten Nahrung gleich gut geeignet. Abhängig von den Umweltbedingungen sind einige der Vögel im Vorteil. Besteht die Nahrung in einer Umgebung z. B. vorwiegend aus großen, harten Samen, ist ein großer Schnabel viel besser zum Knacken geeignet.
Ein kleiner Schnabel hingegen ist zum Knacken großer Samen ungeeignet. Individuen mit kleinem Schnabel wären in so einer Umwelt im Nachteil, im schlimmsten Fall verhungern sie, während die Vögel mit großem Schnabel einen Überlebensvorteil besitzen, daher in besserer Kondition sind und mehr Nachkommen haben. An ihre Nachkommen vererben sie schließlich ihre Gene und damit auch den Phänotyp. In der Nachfolgegeneration wird sich deshalb die durchschnittliche Schnabelgröße in Richtung größerer Schnabel verschieben. Diesen Prozess des Aussortierens von weniger gut angepassten und der Bevorzugung der am besten angepassten Arten nennt man natürliche Selektion. Nichts davon geschieht bewusst. Es ust eben einfach so, dass diejenigen, die zufällig besser angepasst sind, länger leben und mehr Nachkommen hervorbringen können.
Die Auslese hängt dabei immer von den Umweltbedingungen ab. Ändert sie sich, kann sich auch ändern, was vorteilhaft ist. Wären z. B. plötzlich in einer Umwelt anstelle der großen viele kleine Samen verfügbar, wäre ein kleiner Schnabel besser, weil sich damit winzige Samen wie mit einer Pinzette leichter sammeln lassen.
Und: die natürliche Selektion sortiert immer nur nachteilige Phänotypen (und somit negative Mutationen) aus. Neutrale Mutationen (die übrigens den größten Anteil der Mutationen stellen) werden von ihr nicht erfasst und bleiben erhalten. Welche Allele sich dann in einer Population wie erfolgreich durchsetzen, entscheidet allein der Zufall durch die genetische Drift.
Gene mutieren immer zufällig und wenn die Umweltbedingungen stimmen, dann setzt sich die beste Mutation durch. Es gibt also keine gezielte Entwicklung.
Die Gene wissen gar nichts. Es gibt viele Gründe, warum sich Gene zufällig verändern. Was mit spontan so einfällt wären Kopierfehler bei der Zellteilung, Veränderungen durch die natürliche oder künstliche Radioaktivität, durch chemische Stoffe, die wir mit der Nahrung aufnehmen oder durch Bakterien und Viren, die ihre Gene in unser Genom einschleusen.
Fast alle Veränderungen machen entweder gar nichts oder stellen eine Verschlechterung dar. Im schlechtesten Fall führen die Veränderungen zu Krankheiten, Behinderungen, Totgeburten oder sonstigen Überlebenshindernissen.
Nur ganz extrem selten, unter Millionen von Veränderungen ist zufällig auch mal eine dabei, die einen Überlebensvorteil bringt.
Dann setzt der Mechanismus der Auslese ein. Individuen mit einer Verschlechterung der Gene haben weniger Überlebenschancen, die ganz wenigen mit einer positiven Veränderung haben bessere Überlebenschancen.
Deshalb braucht die Evoultion vor allem eines: viel Zeit. Zum einen braucht sie die, damit irgendwann mal eine zufällige Verbesserung auftritt, zum anderen, damit sich diese Verbesserung über viele Generationen hinweg langsam durchsetzen kann.
Evolution funktioniert praktisch auf 2 wichtigen Prinzipien:
Erstens: Versuch
Gene "wissen" nichts über irgendwelche "Upgrades". Sie verändern sich zufällig aufgrund verschiedenster Ursachen. Äußere wie innere. Dabei können verschiedene neue Eigenschaften entstehen.
Zweitens: Irrtum
Oder besser gesagt "Vorteilhaftigkeit". Eine durch zufällige Mutation entstandene Eigenschaft kann für das jeweilige Individuum vorteilhaft, neutral oder nachteilhaft sein.
Ist die Eigenschaft nachteilhaft, sind die Chancen des Individuums zu Überleben und/oder sich fortzupflanzen und damit die Chancen diese Gene weiter zu geben, geringer. Die nachteilhaften Gene verschwinden so mit der Zeit aus der Spezies.
Ist die Eigenschaft neutral, kann sie sich länger halten und vielleicht sogar zu einer anderen "Rasse" der Spezies führen.
Ist die Eigenschaft vorteilhaft, erhöht sie die Chancen zu überleben und/oder sich fortzupflanzen und wird so immer dominanter bis sie sogar dazu führen kann, dass sich die Art gänzlich verändern.
Eine genetische Veränderung steht immer dann an, wenn Umweltbedingungen dies erfordern oder dadurch ein neuer Vorteil für die Art entsteht.