3.0 Evolution
   

3.1

Entwicklung des Evolutionsgedankens

3.2

Paläontologie

3.2.1

Erdgeschichte, Altersbestimmungen,

3.2 2

Belege für die Evolution: Plattentektonik, geologischer Kohlenstoffkreislauf, Kontinentalverschiebung, Leitfossilien , Bestimmung eines Fossils

3.2.3

Phylogenie, Brückentiere, vergleichende Anatomie, Homologie, Analogie, Cladistik, molekulare Phylogenie

3.2.4

Ablauf der Evolution, Zeitmaschine: Präkambrium, chemische Evolution, Miller-Experiment, Hypothesen zur Entstehung des Lebens, Endosymbiontentheorie, Paläozoikum, Besiedlung des Landes, Entstehung der Wirbeltiere, Kambrium, Ordovizium, Silur, Devon, Karbon, Perm, Trias, Jura, Kreide, Tertiär, Quartär

3.3

Evolutionsfaktoren

3.3.1
Natürliche Selektion, Gendrift, Genfluß, Mutation, Speziation

3.4

Evolution des Menschen

3.4.1
Biologische Klassifizierung und Besonderheiten des Menschen; Übergang Tier - Mensch; Australopithecines; Homo erectus, Kulturelle Evolution, Homo sapiens

3.5

Glossar Evolution

 

3.1 Definition und Entwicklung des Evolutionsgedanke
n

   

Die Evolutionslehre ist der Eckpfeiler der modernen Biologie. Sie vereint alle Naturwissenschaften zu einem theoretischen Konzept und wird im Gegensatz zu vielen anderen wissenschaftlichen Aussagen seit Jahrzehnten intensiv und kritisch diskutiert.

Von allen Theorien der Wissenschaft, ist die Evolutionstherorie die am besten begründetste, da alle Naturwissenschaften Argumente liefern: die Physik, Astronomie, Chemie, Biologie oder die Geologie. Alle Ergebnisse werden heute zur synthetischen Evolutionstheorie (Neodarwinismus) zusammenfaßt.

Falls jemand meint: "Ach, eine Theorie, das ist ja nur ein unbewiesenes Hirngespinst! "; dem muß klar werden, daß unsere ganze Naturwissenschaft auf Theorien basiert. Naturwissenschaftliche Theorien sind nicht zu verwechseln mit dem Begriff Theorie der Umgangssprache, sondern sind in der Realität bewährte Beschreibungen der Naturgesetze.

Nehmen wir z. B. die Gravitationstheorie oder die Theorien der Mechanik von Newton. Kein Mensch würde heute mehr die Tatsache als Hirngespinst bezeichnen, daß ein Körper, wenn er fallengelassen wird, dem Boden mit einer definierten Bewegung zustrebt und man dies exakt berechnen kann. Ohne diese Erkenntnisse hätte man wohl kaum Raumfahrzeuge gezielt zu den Planeten schicken können!

Was ist Evolution?

Evolution ist die Änderung des Genpools mit der Zeit!

Unter einem Genpool versteht man die Genome aller Individuen einer Population. Gene sind Bestandteile von Lebewesen.

Was ist Leben?

  1. Leben ist ein aktives chemisches System, von der Umgebung abgetrennt und nicht im chemischen Gleichgewicht mit Umgebung. Chemisches Gleichgewicht = Tod!
  2. Leben reproduziert sich durch Vererbung.
  3. Vererbung variiert die Lebewesen.
  4. Lebewesen wachsen und entwickeln sich.
  5. In Populationen findet Evolution, Adaptation und Innovation statt.
  6. Es gibt Organismen, die durch Ihre Fortpflanzung von anderen Arten isoliert sind.
  7. Arten bilden Gesellschaften von Verwandten und Gemeinschaften als Parasiten oder Symbionten mit anderen Arten.

Weitere Folgerungen und Postulate der modernen Evolutionstheorie:

Folgerungen der Paläontologie (Lehre von den Lebewesen der Vorzeit):

  1. Die Evolution der Organismen verlief vom Wasser zum Land.
  2. Zunächst traten einfache, dann komplizierte Lebewesen auf.
  3. Die Entwicklung verlief von Wirbellosen über Fische, Amphibien, Reptilien zu den Säugern und Vögeln. Man kennt sehr viele Zwischenstufen der Entwicklung.
  4. Fossilien lassen sich zwanglos ins natürliche System einordnen.

Postulate:

  1. Jedes Individuum kann als isolierter Genpool betrachtet werden, die der Änderung unterworfen ist.
  2. Jedes Individuum hat eine unterschiedliche Ausfertigung des Genpools der Art.
  3. Die sich sexuell fortpflanzenden Individuen erhalten ihre Gene durch Rekombination der Gene ihrer Eltern und durch Mutation.
  4. Die Individuen mit günstigeren Phänotypen zeigen größere Verbreitung
  5. Die Abwanderung verhindert eine Teilung der Population in neue Spezies, wenn keine Isolation stattfindet
  6. Die Genfrequenzen ändern sich durch natürliche Selektion, Abwanderung, Mutation. Die Selektion ist die wichtigste Ursache der Änderung der Genfrequenzen.
  7. Die Evolution kann eine zeitliche Abfolge von Spezies hervorbringen ohne ihre Anzahl zu ändern. Weiterhin kann auch eine neue Gruppe von Spezies entstehen.
  8. Eine Population wird zu einer neuen Art, wenn genügende genetische Änderungen vorhanden sind, um eine Abwanderung zu Schwesterpopulationen zu verhindern.
  9. Mutation ist die Quelle neuer Gene.

Diese Aussagen sollen durch Fakten im Folgenden belegt werden.

 

Die moderne Evolutionstheorie und andere Aussagen über die Herkunft des Lebens

Evolution erklärt im weitesten Sinn, daß das was wir heute sehen, von allem was früher war verschieden ist. Die Galaxien, die Sterne, das Sonnensystem und die Erde mit ihren Lebensformen haben sich alle während der Zeit geändert. Demnach gab es eine physikalische, chemische und biologische Evolution. Ob der Ursprung der Organismen der Erde auf der Erde oder im Weltall lag ist heute noch nicht zu beantworten.

Der Mensch hat sich seit Jahrtausenden Gedanken über seine und der anderen Lebewesen Herkunft gemacht. Dazu ist von allen Organismen nur der Mensch selbst in der Lage, da er durch sein speziell differenziertes Gehirn sein Verhalten moralisch bewerten kann. Hunde, Mäuse, Vögel oder Insekten können sich diese Frage nicht stellen und sind deshalb nur ihrer Genetik und den Naturgesetzen unterworfen.

Viele kluge Menschen haben sich mit Hilfe der Möglichkeiten ihrer Zeit damit auseinandergesetzt. Dabei hat der Nebel der Religion im Laufe der letzten Jahrhunderte vieles verschleiert. Erst seit der Aufklärung und Entwicklung der modernen Naturwissenschaft in den letzten 200 Jahren wurde Klarheit zur Herkunft der Organismen geschaffen.

Die Veränderung ist eine grundsätzliche Eigenschaft aller Materie und Energie.

Beide unterliegen den Einflüssen der Umgebung. Jedes Atom oder Molekül bewegt sich je nach Umgebungseinflüssen und reagiert mit anderen Atomen oder Molekülen. Kommen z.B. Na und Cl zusammen, bilden sie unter Energieabgabe einen neuen Stoff mit neuen Eigenschaften. Größere Moleküle wie Kohlenhydrate werden am Luftsauerstoff oxidiert, DNA mutiert, Viren infizieren Zellen und werden neugebildet, Zellen entstehen und sterben, Organismen werden geboren und sterben. Die Strahlung der Sonne bewegt sich durch den Raum und wird von Materie absorbiert und in andere Formen der Energie umgewandelt. Planeten bewegen sich um die Sonne, während diese sich in der Galaxis bewegt und verändert. Selbst die Galaxien bewegen sich im Raum.
Dies kann überall und zu jeder Zeit beobachtet werden.
Diese Erkenntnisse sind für den Mensch oft nur schwer zu gewinnen, da viele Veränderungen nicht seiner Zeitvorstellung gehorchen, sondern der natürlichen oder vom Standpunkt der Erde ausgesehen der geologischen Zeit.

Außerdem ist er wie alle Organismen ein soziales Wesen, was auf Fixpunkte also Konstanz ausgerichtet ist. Deshalb gab er sich auch mit den Religionen eine Werteordnung, die ihm diesen Fixpunkt bietet. Dieses Konstanzbedürfnis innerhalb seiner geistigen Evolution verhindert oft die Erkenntnis der Veränderung inklusive seiner eigenen Evolution. Wie das Leben ab einem bestimmten Punkt begonnen hat und mit dem Tod endet, überträgt er diese Vorstellung auf seine und der Organismen Herkunft und hat nun das Problem, daß es ebenfalls einen Anfang und ein Ende der Materie und Energie geben muß.

All diese Faktoren veranlaßten die Menschen immer wieder im Lauf ihrer Geschichte zur Entwicklung von konstanten, personifizierten Göttern, die den Anfang und das Ende und die Erklärung all des Unverstandenen repräsentierten.

Für die Erklärung der Welt und deren Herkunft sind heute jedoch keine Götter mehr notwendig!

Diese Vorstellungen des Menschen sind ein Produkt der geistigen Evolution, diese Bestandteil der kulturellen Entwicklung und diese wiederum Folge der Entwicklung der Intelligenz. Intelligenz ist eine Eigenschaft der Gehirne, Gehirne sind ein mehr oder weniger großes Netzwerk von Neuronen und somit eine natürliche Entwicklung.

Da das hier vorgetragene materialistische Weltbild für jeden gebildeten Menschen klar nachvollziehbar ist, wollen wir uns auf dieser Basis mit der Evolution beschäftigen. Alle anderen Weltbilder sind eine Sache des Glaubens, der Spekulation oder des Irrtums und entziehen sich derzeit der logischen Konsequenz. Deshalb bleiben sie hier unberücksichtigt.

Im Laufe der Menschheitsgeschichte, die ein winziger Teil der Erdgeschichte darstellt, haben viele gebildete Persönlichkeiten einen Beitrag zur modernen Evolutionslehre geleistet. Nachfolgend eine kleine Auswahl:

 

345
 v. Chr.
Plato
Die Theorie der Formen besagt, daß alle Lebensformen eine unvollkommene Nachbildung des perfekten Himmelsmodells sind
1543
Nikolaus Kopernikus

Kopernikus
begründete das heliozentrische Weltbild. Die Sonne ist das Zentrum des Sonnensystems und nicht die Erde, wie Ptolemäus und Aristoteles behaupteten. Deren weitere Annahmen,daß alle Himmelskörper sich uniform kreisförmig bewegen und die Himmelskörper aus einem perfekten nichtirdischen Material bestünden wurde in den kommenden Jahrhunderten widerlegt.
um 1600
Galileo Galilei
Begründer der modernen Astronomie, bestätigte z. B. durch Beobachtungen mit dem Teleskop, daß die Planeten um die Sonne kreisen; er entdeckte die Mond- und Venusphasen und neue Planeten
um 1600
Tycho Brahe
Planetenbewegung
um 1600
Johannes Kepler
Gesetze der Planetenbewegung
um 1640
Blaise Pascal
Mathematiker; Geometrie, Wahrscheinlichkeitsrechnung
ca. 1680
Isaac Newton
Gesetze der Mechanik und Gravitation. Seine Lehre baute auf dem heliozentrischen Bild des Kopernikus auf.
ca. 1700
G. W. von Leibniz
Mathematiker, entwickelte Infinitesimalrechnung (Differentiation und Integration); Anwendungen in der Gravitationstheorie im Planetensystem und natürlich auch in irdischen Anwendungen (z.B. in Pendeluhren).
um 1740
Leonhard Euler
Mathematiker; entdeckte viele mathematische Rechenweisen und berechnete die Mondbahn
um 1745
Carl von Linné
Begründer der Pflanzen und Tiersystematik
Er klassifizierte alle lebenden Organismen in ein hierarchisches System, das aufgrund der Ähnlichkeiten in Arten, Ordnungen usw. gegliedert war. Er begründete auch die binominale, lateinische Nomenklatur der Organismen also z.B. Equus caballus (Pferd) oder Apis mellifera (Honigbiene) und Amanita muscaria (Fliegenpilz). Linné glaubte jedoch, daß die Organismen Gottes Schöpfung seien, allerdings befand er die Arche Noah zu klein für all die Spezies.
1749
G. L. Buffon
Naturgeschichte; setzt organische Evolution voraus.
1798
T. R. Malthus
Georges Cuvier
Ein Aufsatz über die Prinzipien der Population in seiner Wirkung auf die Zukunft; Nachkommen der Tiere besitzen bestimmte veränderte Eigenschaften der Eltern.
Cuvier ist der Begründer der Paläontologie
veröffentlicht verschiedene paläontologische Studien. Er demonstrierte, daß die Tiere aus verschiedenen Grundbauplänen bestehen und begründete die vergleichende Anatomie. Außerdem vertrat er die Katastrophentheorie, die besagt, daß durch mehrere lokale Katastrophen frühere Arten ausgestorben seien.
1800
Erasmus Darwin
Zoonomia; Versuch das organische Leben aufgrund von Evolution zu erklären
1809
Jean-Baptiste Lamarck
Er entwickelte in Philosophie Zoologique eine umfassende Theorie des Wandels der Lebensformen und die erste ausführliche Evolutionstheorie aufgrund der Annahme, daß sich alle Organismen angeborenerweise im Laufe der Zeit zu komplexeren Lebensformen entwickeln. Die komplexesten Organismen (Mensch) hätten sich am längsten entwickelt, einfachere Lebewesen seien erst kürzlich aus anorganischem Material spontan entstanden. Er behauptete, daß die Organismen sich an ihre Umgebung anpassten und diese Eigenschaft vererbten z. B. vererbten die Giraffen die erworbene Eigenschaft der längeren Hälse an die Nachkommen, die sie dadurch erhalten hätten, daß sie sich zur Nahrungsaufnahme hätten strecken müssen. Er widersprach dem Aussterben bestimmter Arten und meinte fossile Arten hätten sich in heute lebende Arten weiterentwickelt.
http://www.stg.brown.edu/projects/hypertext/landow/victorian/science/lamarck1.html
1830
Charles Lyell
In Principles of Geology legte er dar, daß die Erde viel älter ist als bisher angenommen und sich langsam hauptsächlich durch Erosion verändert hat. Er führte erste Altersbestimmungen mit Fossilien als Marker durch. Er vertrat die Auffassung, daß geologische Prozesse heute wie früher dieselben seien und daß sie immer mit der gleichen Geschwindigkeit ablaufen.
1831
Charles Darwin
Begründer der modernen Evolutionstheorie(siehe unten); Darwin verläßt England zu einer 5-jährigen Forschungsfahrt
ca. 1840
Friedrich Wilhelm Bessel
Berechnung der Sternentfernung durch Parallaxe
1848
Asa Gray
veröffentlichte ein Handbuch der Botanik von Nord Amerika und begründete die systematische Botanik in den USA
1858
Alfred R. Wallace
schlug in einem Brief an C. Darwin die Evolutionstheorie aufgrund natürlicher Selektion vor. Beide stimmten zu und veröffentlichten Ihre Arbeiten.
1859
Charles Darwin
veröffentlichte sein Buch: Vom Ursprung der Arten und legte den Grundstein für die moderne Evolutionstheorie.
Darin verband er die Ideen Malthus über die menschliche Population mit den Beobachtungen über Tierpopulationen, der Tiergeographie,-Anpassung, Fossilien und künstlicher Zuchtauswahl zur Evolutionstheorie durch natürliche Selektion.
um 1860
James Clerk Maxwell
revolutionierte die Anwendung der Mathematik in der Physik
1863
Thomas Henry Huxley
Aufsatz: Des Menschen Platz in der Natur machte die Darwinsche Theorie bekannt
1863
Charles Lyell
Sein Buch: Die Vorzeit des Menschen machte den Glauben, daß die menschliche Rasse viel älter als die biblische Zeitskala ist, publik
1866
Ernst Haeckel

Gregor Mendel
Allgemeine Morphologie; stellte einen radikale materialistische Interpretation der fortschreitenden Evolution auf.
Gregor Mendel veröffentlichte die Ergebnisse seiner Untersuchungen der Vererbung bei Pflanzen.
um 1870
Gustav. R. Kirchhoff
Kirchhoffsche Gesetze, entwickelte die Spektralanalyse mit R. Bunsen
1871
Charles Darwin
 veröffentlichte The Descent of Man and Selection in Relation to Sex.
1896
Henri Becquerel
entdeckte die Radioaktivität. Radioaktive Zerfallsreihen dienen zur Altersbestimmung bei Fossilien.
1900
Correns, Tschermak und De Vries
entdeckten die Mendelschen Gesetze wieder. Hugo De Vries postulierte Evolution aufgrund von plötzlichen Mutationen
1902
 
W. Sutton

Ernest Rutherford
Sutton zeigte den Zusammenhang zwischen Cytologie und den mendelschen Gesetzen.


Rutherford entwickelte eine einfaches Atommodell und die Theorie des radioaktiven Zerfalls; schlug den radioaktiven Zerfall als Möglichkeit der Altersbestimmung vor
1908
T. H. Morgan,
G. H. Hardy and W. Weinberg
Morgan, der Vater der Drosophila Genetik entdeckte die geschlechtsgebundene Vererbung. Hardy und Weinberg erkannten, daß Evolution nur dann auftritt, wenn etwas das Gleichgewicht der Gene stört
1912
Alfred Wegener
schlägt die Theorie der Kontinentalverschiebung vor und stellte die These eines früheren Superkontinenten genannt Pangaea auf, der sich in die heutigen Kontinente gespalten hat
1915
 
Albert Einstein
Photoeffekt; Relativitätstheorie; Zusammenhang Licht und Materie, gekrümmter Raum
um 1920
Edwin Powell Hubble
es gibt noch andere Galaxien im Weltraum; entdeckte Rotverschiebung; Berechnung der Geschwindigkeit von Sternen und Galaxien möglich
1927
H. J. Müller
entdeckte, daß Röntgenstrahlen die Mutationsrate drastisch erhöhen
1928
Fred Griffith
entdeckte die Transformation, harmlose Bakterien erhielten andere Erbeigenschaften
1930
Ronald Aylmer Fisher
veröffentlichte seine Allgemeine Theorie der Natürlichen Selektion.
1932
J. B. S. Haldane
Die Ursachen der Evolution
1937
T. Dobzhansky
Architekt der synthetischen Evolutionstheorie; veröffentlichte Genetics and Origin of Species, in der er die besten Elemente der Genetik und Systematik verband
1942
Ernst Mayr
Ein weiterer Wegbereiter der modernen Evolutionstheorie; veröffentlichte eine Systematik und der Ursprung der Arten, beschäftigte sich mit Evolutionsfaktoren
1944
O. Avery, M. McCarty, und C. MacLeod
entdeckten, daß DNA der Trager der Erbinformation ist
1951
Barbara McClintock
veröffentlichte ihre Hypothese der Transposone
1953
J. D. Watson und F. H. C. Crick
klärten die Struktur der DNA auf
1966
Jacob, Lwoff, und Monod
erhielten den Nobel Preis für die Entdeckung der Genregulation bei Bakterien
1968
NASA USA
Neil Armstrong
Landung auf dem Mond; letzter Beweis, daß die Naturgesetze auf anderen Himmelskörpern gelten
1977
Stephen J. Gould
In Ontogenie und Phylogenie, wurden die Lücken der Evolution erklärt
1980
Frederic Sanger
erzeugte die erste komplette Genomsequenz eines Phagen
1988
hunderte von Laboratorien der Welt
das Human Genome Project begann
1997
NASA USA
Mars Pathfinder Mission, ein weiterer Beweis für die Gültigkeit der Naturgesetze auf anderen Planeten
2001 Craig Venter (USA) und Human Genome Project Das öffentlich finanzierte Human Genome Project und die Firma Craig Venters publizieren eine rohe Genomsequenz des Menschen bestehend aus 3.2 Milliarden Buchstaben mit ca. 30,000 bis 40,000 Genen.
2002 hunderte von Laboratorien der Welt Die Genome vieler andere Organismen ( Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien ) sind inzwischen entschlüsselt
2004
NASA - ESA
Die Cassini-Huygens Mission zum Saturn und Landung auf dem Mond Titan betsätigt aufs Neue: die Naturgesetze sind universell.
2005
NASA
Der Beschuß des Kometen Tempel 1 liefert den Beweis, daß organische und andere irdische Substanzen ( HCN, CO2, H2O u.a. ) auch im Weltall vorhanden sind.

Weiterführende Quellen:

Geschichte des Evolutionsgedankens

http://www.ucmp.berkeley.edu/history/evotmline.html

Evolution

http://www.nap.edu/readingroom/books/evolution98/contents.html

Universum, Galaxien, Sterne, Planeten

http://www.windows.umich.edu/

Lebende Fossilien

http://www.palaeo.de/edu/lebfoss/ausstellung/index.html

Radiokarbonmethode

http://www.radiocarbon.org/index.html
http://id-archserve.ucsb.edu/Anth3/Courseware/Chronology/
08_Radiocarbon_Dating.html

Entwicklung der modernen Astronomie

http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/development.html

Geologische Zeit

http://www.rlcst.qc.ca/en/302.html

Evolution des Menschen

http://www.indiana.edu/~origins/