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6. Makroevolution

Abb. 6.1 in Originalgröße Abb. 6.1 Das Insektengasthaus des Aronstabs. Rechts Das tütenförmige Hochblatt mit dem herausragenden Kolben. Links ist der Blick ins Innere des Hochblatts geöffnet. Unten am Blütenstand sitzen Stempelblüten, darüber Staubblattblüten (mit noch geschlossenen Pollenfächern), denen die Reusenhaare an der Engstelle folgen.
Abb. 6.2 in Originalgröße Abb. 6.2 Wie könnte ein erster Mutationsschritt Richtung Aronstab-Blütenstand ausgesehen haben, der einen positiven Selektionswert besaß?
Abb. 6.4 in Originalgröße Abb. 6.4 Ein hypothetisches Schema für die vermutete Evolution verschiedener Augentypen aus einem Prototypen. Eine lichtempfindliche Zelle soll aus unbekannten Vorstufen hervorgegangen sein.Unter der Regie von pax6 entwickelte sich ein einfacher Augen-Prototyp, der dann durch Gen-Rekrutierungen und Veränderungen in den Steuerungsgenen zu komplexeren Augen hinführt.Der hypothetische Charakter dieser Aussagen wird durch Fragezeichen gekennzeichnet. Pecten ist eine Muschel mit einem interessanten Spiegelteleskop-Auge.
Abb. 6.5 in Originalgröße Abb. 6.5 Veranschaulichung einer Fitnesslandschaft nach S. WRIGHT.Der hochdimensionale Sequenzraum ist auf eine Ebene projiziert.Die von WRIGHT gewählte zweidimensionale Darstellung ist also vereinfacht.Die y-Achse gibt als absolute Fitness die Vermehrungsrate der Genotypen pro Zeit für eine bestimmte Umwelt an.Wenn sich Lebewesen gar nicht vermehren (schwarz), dann sind sie praktisch ausgestorben.Vermehrungsraten unter 1 (rot) führen sicher zum Aussterben, da die Propulationsgröße abnimmt. Bei absoluten Fitnesswerten über 1 (grün) ist das Überleben gesichert.
Abb. 6.6 in Originalgröße Abb. 6.6 Evolutionsstrategische Optimierung einer schräg angeströmten Gelenkplatte. (Nach RECHENBERG 1978)
Abb. 6.7 in Originalgröße Abb. 6.7 Kann von Variabilität auf beliebige Transformierbarkeit geschlossen werden?
Abb. 6.8 in Originalgröße Abb. 6.8 Die Zeit als „Evolutionsfaktor“.
Abb. 6.9 in Originalgröße Abb. 6.9 Additive Typogenese. Im Rahmen der Evolutionstheorie stellt man sich die Übergänge zwischen verschiedenen Bauplantypen so vor, dass einzelne neue Strukturen nach und nach auftreten.Die im Beispiel des Übergangs von Reptilien zu Säugetieren gewählte Reihenfolge der Addition neuer Strukturen ist willkürlich.
Abb. 6.10 in Originalgröße Abb. 6.10 Das punktualistische (A) und das gradualistische (B) Modell.
Abb. 6.11 in Originalgröße Abb. 6.11 Das punktualistische (A) und das gradualistische (B) Modell in Stammbaumdarstellungen. (Nach GOULD 1991))
Abb. 6.12 in Originalgröße Abb. 6.12 Beispiele von Proteinen, die die CSP-Domäne (grün) enthalten.Die alleinige CSP-Domäne kommt in Bakterien als Kälteschutzprotein vor, die CSPDomäne zusammen mit anderen Domänen dagegen in Mehrzellern. Die Y-box, Lin28 und Glycinreichen Proteine sind zum großen Teil Regulatoren für andere Gene.Die Funktion des UNR-Proteins ist noch nicht genau bekannt, vermutlich ist es ebenfalls ein Regulator. (Nach GRAUMANN & MARAHIEL 1998)
Abb. 6.13 in Originalgröße Abb. 6.13 Stark schematisierte Darstellung des hypothetischen „gene-tinkerings“ am Beispiel des Auges. Ein Augen-Prototyp wird zunächst als gegeben vorausgesetzt. Die weitere hypothetische evolutive Entwicklung erfolgt durch sukzessive Einfügung weiterer Gene, die unter der Kontrolle des Master-Gens (pax6) stehen. Die verschiedenen Augentypen sollen demnach durch unterschiedlichen Einbau untergeordneter Gene entstanden sein. pax6 kann daher die Entwicklung verschiedener Augentypen induzieren.
Abb. 6.14 in Originalgröße Abb. 6.14 Eine Domäne des Homeobox-Proteins engrailed bindet an die Zielsequenz der DNS.Dieses Genprodukt hat etwas mit der Festlegung der Segmentgrenzen des Fruchtfliegenembryos zu tun, aus denen später einzelne Stukturen der Fruchtfliege entstehen.
Abb. 6.15 in Originalgröße Abb. 6.15 Hox-Gene in der Fruchtfliege. Von unten:Die beiden Hox-Gen-Cluster werden in verschiedenen Regionen im Embryo exprimiert. Ein Hox-Gen (bzw. eine Kombination aus zwei Genen) bestimmt die Ausprägung des fertigen Organs (z.B. Antenne, Bein etc.). (Nach HUGHES 2002)
Abb. 6.17 in Originalgröße Abb. 6.17 Teil der Aminosäuresequenz der „eyeless“-ähnlichen Homeobox-Proteine aus verschiedenen Organismen.Die Sequenzen von Maus und Mensch sind identisch und weisen im gezeigten Ausschnitt nur einen einzigen Unterschied zum Frosch auf.Dagegen ist die Aminosäuresequenz des Insekts an fast der Hälfte der gezeigten Positionen verschieden.
Abb. 6.18 in Originalgröße Abb. 6.18 Die unterschiedlichen ubx-Varianten aus verschiedenen Tierstämmen.Hox: Hox-Domäne, S/T:Domäne, die die Beinunterdrückungsdomäne hemmt,QA: Domäne die zusammen mit der Beinunterdrückungsdomäne Beinanlagen hemmt. (Verändert nach PAVLOPOULOS & AVEROF 2002)
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Letzte Änderung: 30.12.2006
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