Variabilität
Die Tatsache, dass sich Lebewesen voneinander unterscheiden, bezeichnest du in der Biologie als Variabilität. Was die Ursachen dafür sind, erklären wir dir hier. Klicke hier , um direkt zum Video zu gelangen!
Inhaltsübersicht
Variabilität einfach erklärt
Wenn du eine Gruppe von Menschen beobachtest, stellst du fest, dass jeder Mensch einzigartig aussieht. Auch in der Natur kannst du erkennen, dass sich fast alle Lebewesen, auch wenn sie der selben Art angehören, unterscheiden.
Die Vielfältigkeit/Verschiedenheit eines Merkmals bezeichnest du als Variabilität (lat. für „veränderlich“). Die unterschiedlichen Merkmale können sichtbar sein wie zum Beispiel die Fellfarbe von Katzen. Oder aber unsichtbar wie die verschiedenen Blutgruppen (A, B, AB und 0).
Variabilität hat Einfluss auf die Evolution. Sie ist nämlich die Grundlage für die Entstehung und Veränderung von Arten.
Als Variabilität wird in der Biologie die Verschiedenheit der Ausprägung von Merkmalen (Phänotyp) bei Individuen einer Art oder Population bezeichnet. Die Gesamtvariabilität eines Merkmals setzt sich aus der genetischen und der modifikatorischen Variabilität zusammen.
Variabilität Biologie
Tiere und Pflanzen in einer Population sehen also unterschiedlich aus beziehungsweise haben verschiedene Eigenschaften. Sie variieren zum Beispiel in ihrer Fell-, Haar- oder Augenfarbe. Einige Individuen sind durch ihre Merkmale oder Eigenschaften jetzt gut an ihre vorliegenden Umweltbedingungen angepasst. Umweltfaktoren können Temperatur, aber auch Nahrung oder Konkurrenz sein.
Nur die am besten an ihre Umwelt angepassten Individuen können sich „durchsetzen“. Sie überleben häufiger und können sich auch öfter fortpflanzen. Dabei geben sie ihre Gene also an die Nachkommen weiter. Die Variabilität einer Population oder Art ermöglicht also erst eine Selektion (natürliche Auslese) und damit eine Evolution. Beispiel: Im Wald und Feld sind braune Hasen am braunen Boden gut getarnt. Dadurch werden sie von Fressfeinden wie Adlern schwer entdeckt. Helle Hasen haben bei diesen Bedingungen kaum eine Chance, sich vor Fressfeinden zu schützen.
Aber was ist eine Art in der Biologie überhaupt? Hier gibt es verschiedene Definitionen:
Merke:
- Morphologischer Artbegriff: Unter einer Art werden alle Lebewesen zusammengefasst, die untereinander und mit ihren Nachkommen in den wesentlichen Merkmalen übereinstimmen. Die Anwendung dieser Definition bringt allerdings manchmal Schwierigkeiten mit sich. Zum Beispiel beim Sexualdimorphismus von Männchen und Weibchen einer Art wie beim Pfau.
- Biologischer Artbegriff: Eine Art sind alle Lebewesen, die sich miteinander kreuzen und fruchtbare Nachkommen gebären können.
Wie kommt es überhaupt zu den Unterschieden zwischen Individuen einer Art oder Population? Für die Vielfalt gibt es im Wesentlichen zwei Ursachen:
- Die unterschiedliche genetische Ausstattung der Individuen (genetische Variabilität)
- und unterschiedliche Umwelteinflüsse (modifikatrische Variabilität).
Schauen wir uns beide einmal etwas genauer an:
Genetische Variabilität
Unter der genetischen Variabilität verstehst du, dass die Vielfalt von Lebewesen aufgrund von Unterschieden in ihrem genetischen Material zustande kommt. Diese Unterschiede können wir dann meist im äußeren Erscheinungsbild sehen – dem Phänotyp . Nur die genetische Variabilität besitzt einen Einfluss auf die Evolution.
Du unterscheidest zwei Hauptursachen für eine genetische Variabilität:
- Mutation : Veränderung im genetischen Material
- Rekombination : Neukombination der Erbanlagen im Zuge der sexuellen Fortpflanzung.
Wichtig: Mutation und Rekombination erfolgen immer zufällig und ungerichtet! Du kannst also nicht vorhersagen, ob wann und in welche Richtung sie stattfinden.
Mutation
Unter einer Mutation verstehst du die zufällige Veränderung im Erbgut einer Zelle. Das führt zu neuen Varianten eines Gens und dadurch auch zu neuen Phänotypen. Eine Genvariante sorgt zum Beispiel für die Ausprägung einer braunen Fellfarbe bei Feldhasen. Durch eine Mutation bei einem Hasen entsteht jetzt eine Genvariante, die zu einer Ausprägung einer grauen Fellfarbe führt.
Ist die Mutation vorteilhaft, kann das dazu führen, dass sich die betroffenen Individuen besser an die herrschenden Umweltbedingungen anpassen als ihre Artgenossen. Der graue Hase kann sich in unserem Beispiel aber nicht mehr so gut in seiner braunen Umgebung tarnen. Die Mutation ist also nachteilig. Mutation ist aber nicht gleich Mutation. Du unterscheidest verschiedene Mutationsarten. Schau jetzt bei unserem Video vorbei und lerne sie kennen!
Rekombination
Auch die Rekombination erzeugt genetische Variabilität. Sie findet aber nur bei Lebewesen statt, die sich geschlechtlich fortpflanzen. Hier werden die Gene der Eltern sozusagen neu „gemischt“. Diese Neukombination der vorhandenen Erbanlagen bezeichnest du als Rekombination. Dabei entstehen neue Genotypen – also eine neue genetische Ausstattung eines Lebewesens. Das kann dann zu neuen Phänotypen führen. Du und deine Geschwister könnt also völlig unterschiedlich aussehen, obwohl ihr dieselben Eltern habt. Du willst wissen, welche verschiedenen Möglichkeiten der Neukombination an Genen es gibt? Schau doch hier vorbei und finde es heraus!
Modifikatorische Variabilität
Im Gegensatz zur genetischen Variabilität hat die modifikatorische Variabilität keine Bedeutung für die Evolution. Modifikationen sind nämlich nicht vererbbar. Sie kommen durch Umwelteinflüsse zustande, die die Ausbildung von Merkmalen beeinflussen.
Wichtig: Hier findet keine Veränderung der Gene statt!
Schauen wir uns zur modifikatorischen Variabilität ein paar Beispiele an:
- Chinesische Primeln (Blumen): Ihre Blüten haben bei niedrigen Temperaturen eine rote Farbe, bei Temperaturen über 30 Grad hingegen eine weiße. Hier ist also der Umweltfaktor Temperatur für die Ausbildung des Merkmals Blütenfarbe verantwortlich.
- Löwenzahn: Eine Löwenzahnpflanze wird in zwei gleich große Teile zerschnitten. Ein Teil (b) in eine saftige Wiese eingepflanzt; der andere Teil (c) in eine trockenen, nährstoffarmen Standort im Gebirge. Nach einiger Zeit kannst du erkennen, dass sich die beiden Pflanzen vom Aussehen unterscheiden, obwohl sie genetisch identisch sind. Die Pflanze auf dem nährstoffreichen Boden hat zum Beispiel große Blätter und längere Stängel; die andere Pflanze hingegen sehr kleine Blätter und kurze Stängel.
- Melaninproduktion beim Menschen: Unsere Hautfarbe wird durch das Pigment Melanin bestimmt. Je mehr Melanin in unserer Haut vorkommt, desto dunkler erscheint unsere Haut. Wie viel Melanin in unserer Haut eingelagert ist, entscheiden zum einen unsere Gene, aber auch Umweltfaktoren. Sonneneinstrahlung zum Beispiel erhöht unsere Melaninproduktion. Das hast du sicher schon einmal selbst beobachtet, dass beim Sonnen deine Haut dunkler wird.
Variabilität Evolution
Halten wir also fest: Die genetische Vielfalt einer Population durch Mutation und Rekombination ist die Voraussetzung für Selektion und somit für Evolution. Es gibt aber noch weitere Faktoren, die die Evolution beeinflussen können! Welche fünf Prozesse das sind, erklären wir dir jetzt in unserem Video zu den Evolutionsfaktoren!
