Evolution und natürliche Selektion: Lernleitfaden

Kernideen

Evolution ist eine Änderung der Allelfrequenzen über Generationen. Die natürliche Selektion wirkt auf erbliche Unterschiede der Fitness, während Drift, Genfluss und Mutation die Frequenzen ohne Rücksicht auf die Fitness ändern.

• Natürliche Selektion braucht Variation, Vererbung und unterschiedliches Überleben oder unterschiedliche Fortpflanzung. Fitness ist der relative Fortpflanzungserfolg, und der Selektionskoeffizient s ist der Fitnessnachteil.
• Gendrift ist eine zufällige Änderung der Allelfrequenz, die in kleinen Populationen am stärksten ist. Gründereffekt und Flaschenhals sind Sonderfälle.
• Genfluss bewegt Allele zwischen Populationen und verringert die Unterschiede zwischen ihnen. Mutation ist die ursprüngliche Quelle neuer Allele.
• Eine molekulare Uhr schätzt die Divergenzzeit aus der Zahl der Sequenzunterschiede und einer bekannten Substitutionsrate.

Wichtige Gleichungen

• q′ = q(1 − sq) ÷ (1 − sq²)
• w = 1 − s
• divergence time = difference ÷ (2 × rate)
• F = 1 − H_obs ÷ H_exp

Durchgerechnetes Beispiel

Ein Allel hat die Frequenzen p = 0,6 und q = 0,4, und der rezessiv Homozygote hat den Selektionskoeffizienten s = 0,5. Nach einer Generation ist q′ = q(1 − sq) ÷ (1 − sq²) = 0,4 × (1 − 0,2) ÷ (1 − 0,08) = 0,32 ÷ 0,92 = 0,35. Zwei Arten, die sich an 6 % der Positionen unterscheiden, bei einer Divergenzrate von 2 % pro Million Jahre, trennten sich vor etwa 3 Millionen Jahren.

Häufige Fehler

• Sagen, Individuen entwickelten sich. Populationen evolvieren; Individuen ändern ihre Allele nicht.
• Glauben, Selektion erzeuge die nötige Variation. Sie wirkt nur auf bereits vorhandene Variation.
• Drift als Selektion behandeln. Drift ist in Bezug auf die Fitness zufällig.

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