Selektion und Fitness

Individuen einer Population unterscheiden sich erblich. Wer unter den herrschenden Bedingungen mehr fortpflanzungsfähige Nachkommen hinterlässt, gibt seine Allele häufiger weiter.

• Selektion:unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg von Individuen mit verschiedenen erblichen Merkmalen; dadurch verschieben sich die Allelfrequenzen im Genpool.
• Selektionsfaktoren:Umweltfaktoren, die den Fortpflanzungserfolg beeinflussen — abiotisch (Temperatur, Trockenheit, Salzgehalt) oder biotisch (Fressfeinde, Parasiten, Konkurrenten, Geschlechtspartner); wie stark sie wirken, beschreibt der Selektionsdruck.
• Reproduktive Fitness:Beitrag eines Individuums zum Genpool der nächsten Generation, gemessen an der Zahl seiner fortpflanzungsfähigen Nachkommen im Vergleich zu anderen Individuen der Population.
• Birkenspanner:In englischen Industriegebieten schwärzte im 19. Jahrhundert Ruß die Baumrinden; dunkle Falter wurden dort von Vögeln seltener gefunden und immer häufiger (Industriemelanismus). KETTLEWELL wies die Auslese durch Vögel in den 1950er-Jahren im Freiland nach; seit der Luftreinhaltung werden helle Falter wieder häufiger.
• Abgrenzung von LAMARCK:LAMARCK nahm an, dass Lebewesen sich durch Gebrauch und Nichtgebrauch von Organen verändern und diese erworbenen Eigenschaften vererben. Nach der synthetischen Evolutionstheorie entstehen erbliche Varianten zufällig, und die Selektion wählt unter ihnen aus.
• Nichtwissenschaftliche Vorstellungen:Kreationismus und Intelligent Design führen die Arten auf einen Schöpfer oder Planer zurück. Diese Annahme lässt sich durch Beobachtung und Experiment nicht überprüfen und ist deshalb keine naturwissenschaftliche Erklärung.

Welche Merkmalsausprägungen die höchste Fitness haben, hängt von der Umwelt ab. Danach richtet sich, wie sich die Häufigkeitsverteilung eines Merkmals in der Population verändert.

• Stabilisierende Selektion:Mittlere Ausprägungen haben die höchste Fitness, beide Extreme werden benachteiligt; die Verteilung wird schmaler, der Mittelwert bleibt — etwa beim Geburtsgewicht des Menschen.
• Gerichtete Selektion:Das Optimum der Umwelt liegt am Rand der bisherigen Verteilung, oft nach einer Umweltänderung; der Mittelwert verschiebt sich — etwa beim Birkenspanner oder bei Bakterien unter Antibiotika; auch transformierende Selektion genannt.
• Disruptive Selektion:auch aufspaltende Selektion: Beide Extreme sind begünstigt, mittlere Ausprägungen benachteiligt; es entstehen zwei Gipfel — etwa beim afrikanischen Purpurastrild, bei dem Vögel mit großen Schnäbeln harte und Vögel mit kleinen Schnäbeln weiche Samen besser nutzen.
• Sexuelle Selektion:Selektion durch Konkurrenz um Geschlechtspartner: intrasexuell durch Wettbewerb innerhalb eines Geschlechts (Geweihkämpfe der Rothirsche), intersexuell durch Partnerwahl des anderen Geschlechts (Pfauenweibchen wählen Männchen mit prächtigem Rad). Solche Merkmale können die Überlebenschance senken und trotzdem die Fitness erhöhen.

Wähle eine Selektionsform und den Selektionsdruck und starte mit ▶ (oder „+1 Generation“). Oben siehst du, wie die reproduktive Fitness von der Fellfarbe abhängt, unten die Häufigkeiten in der Population — gestrichelt die Ausgangsgeneration. Bei gerichteter Selektion kannst du das Optimum der Umwelt verschieben, etwa auf dunklen Untergrund.

Halte fest: Selektion verändert die Verteilung eines erblichen Merkmals je nach Lage der Fitness: Liegt das Optimum in der Mitte, wird die Verteilung schmaler; liegt es am Rand, wandert der Mittelwert; sind beide Ränder begünstigt, entstehen zwei Gipfel. Je größer der Selektionsdruck, desto schneller geht es. Das Modell setzt voraus, dass Nachkommen ihren Eltern in der Fellfarbe ähneln.