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Isolation (Biologie)

Isolation ist ein Mechanismus der Biologischen Evolution, der Evolution der Lebewesen.

Die biologische Definition des Taxons Art besagt, dass die Vertreter einer Art sich untereinander fortpflanzen, mit Vertretern einer anderen Art aber keine fruchtbaren Nachkommen zeugen können. Damit kann ein Vorgang, der zur dauerhaften Unterbrechung des Genflusses zwischen Populationen führt, als artbildend bezeichnet werden. Dieser Vorgang wird als reproduktive Isolation bezeichnet.

Häufig geht einer reproduktiven Isolation eine Separation voraus, sie ist aber nicht zwingend notwendig.

Inhaltsverzeichnis

Reproduktive Isolation

Siehe auch: Isolationsmechanismen
Die reproduktive Isolation entsteht dadurch, dass Mutationen im generativen System eines Organismus eine Unterbrechung des Genflusses zwischen den Organismen einer Art hervorrufen.

Diese Art der Isolation spielt vor allem bei Organismen mit sexueller Fortpflanzung eine Rolle. Dazu gehören viele Tiere, Pflanzen und Protisten, aber auch Bakterien, die durch Konjugation Gene austauschen können.

Als präzygotisch oder progam werden Mechanismen bezeichnet, die eine Paarung oder Befruchtung und damit die Bildung einer Zygote verhindern: Sie können verschiedene Ebenen des generativen Systems betreffen:

Postzygotisch oder metagam sind Mechanismen, die zwar Paarung oder Befruchtung erlauben, diese aber nicht zum Erfolg führen, d.h. die Nachkommen sind entweder nicht lebensfähig oder (stark) benachteiligt.

Ökologische Isolation

Verschiedene Populationen einer Art leben im selben Gebiet, nutzen aber die Ressourcen auf unterschiedliche Weise, haben also unterschiedliche ökologische Nischen besetzt. Dies kann zu einer Aufspaltung der Population und letztendlich zur Bildung von zwei getrennten Arten führen.

Geografische Isolation (Separation)

Hier werden zwei Populationen durch geografische Barrieren voneinander getrennt. Kommt es in den verschiedenen Populationen zu Mutationen, die zur reproduktiven Isolation führen, haben sich neue Arten etabliert. Dies nennt man Allopatrische Artbildung.

Welche Barrieren wirksam sind, hängt von der Art und Weise der Verbreitung der Organismen ab. So stellen die Ozeane für flugunfähige Landtiere eine Barriere dar, nicht aber für die Kokospalme. Weitere Barrieren können Gebirge, Flüsse und Wüsten sein.

Gebirgsentstehung, Kontinentaldrift und Eiszeiten sind Veränderungen, die nur langsam vonstatten gehen. Über lange Zeiträume hinweg ist der Genfluss zwischen benachbarten Population kaum eingeschränkt. Erst wenn die Barriere groß genug ist, kann es zu einer unterschiedlichen Entwicklung der Populationen kommen.

Die heutige geografische Verteilung nah verwandter Arten oder das Auftreten endemischer Arten sowie die Kenntnis der geologischen und klimatologischen Veränderungen und die Möglichkeit ihrer Datierung erlauben die Bestimmung der Zeiträume, in welchen neue Arten aus einer Stammart entstanden sein können.

Beispiel:

Da eine geographische Isolation keine zwingende Voraussetzung für eine reproduktive Isolation ist, muss sie nicht immer mit deutlichen morphologischen Veränderungen einhergehen:

In den USA existieren Schwesterarten von Drosophila, die morphologisch nicht unterscheidbar und nicht kreuzbar sind. Auf Hawaii sind Drosophila-Arten zu finden, die geographisch voneinander getrennt sind, sich morphologisch deutlich unterscheiden und trotzdem miteinander kreuzbar sind.

Dies ist einer der Gründe, warum Stammbäume, die nur auf der Interpretation der morphologischen Befunde beruhen, nicht eindeutig sind und diskutiert werden. Durch ergänzende Untersuchungen der entsprechenden rezenten Arten lassen sich aber die Möglichkeiten an verschiedenen Stammbäumen einschränken.

Siehe auch