Evolutionsbiologie: mit 24 Tabellen
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Berlin [u.a.]
Springer
2007
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Inhaltsverzeichnis
1 Evolutionsbiologie: Geschichte und Fundament. 1
1.1 Geschichte der Naturerkenntnis und der Evolutionstheorie. 2
1.1.1 Die Antike: Griechenland und Rom. 2
1.1.2 Das Mittelalter. 5
1.1.3 Die Renaissance . 5
1.1.4 Systematische Biologie . 8
1.1.5 Die Evolutionsvorstellung entsteht. 9
1.1.6 Das Zeitalter der Aufklärung. 11
1.1.7 Ein Kapitel für sich: Charles Darwin. 15
1.1.8 Ernst Haeckel und die Auseinandersetzungen in Deutschland . 27
1.1.9 Die Bedeutung der Genetik. 30
1.1.10 Denkansätze im 20. Jahrhundert. 31
1.2 Wissenschaften, die zum Fundament der Evolutionsbiologie
beigetragen haben . 33
1.2.1 Biogeographie. 33
1.2.1.1 Adventivorganismen
(invasive
Arten) . 34
1.2.1.2 Inseln - Endemiten. 37
1.2.1.3 Plattentektonik - Relikte. 37
1.2.2 Paläontologie. 41
.£·,'. EXKURS: Fossilien in -der Menschheitsgeschichte
„¿,ж.,
.*
.«s*,,
- ·
j
41
1.2.2.1 Methoden der Altersbestimmung . 44
1.2.2.2 Kontinuierliche Veränderungen in der Erdgeschichte . 47
1.2.2.3 Umwandlungsreihen . 48
1.2.2.4 Fossile Übergangsformen . 49
1.2.3 Vergleichende Anatomie und Systematik, Artkonzepte . 51
1.2.3.1 Homologie-Kriterien. 55
1.2.3.2 Analogie, Konvergenz, Homoplasie. 57
1.2.3.3 Artkonzepte. 58
1.2.4 Entwicklungsbiologie . 61
1.2.5 Biochemie/Zellbiologie . 65
1.2.5.1 Aufbau der Makromoleküle und der Biomembran. 65
1.2.5.2 Organisation der Grundstoffwechselwege . 66
1.2.5.3 Sekundärstoffe. 67
1.2.5.4 Aufbau der Zellen. 68
1.2.6 Verhaltensbiologie. 70
Inhaltsverzeichnis
EXKURS: Kreationisnwts^:.
'í'. .^'l.^.^y^ièaK.vvVH^
Лл^Уч.і
. 74
1.2.7 Literatur . 74
2 Entfaltung der Organismen in der Erdgeschichte . 77
2.1 Präkambrium . 79
2.1.1 Ediacara-Fauna: präkambrische Vielzeller. 79
2.2 Paläozoikum (Erdaltertum) . 83
2.2.1 Kambrium. 83
2.2.1.1
Burgess Shale, Chengjiang, Orsten-Fossilien,
Kambrische Explosion. 85
!;¿J*ИäИÄa*«ř^e/-ь1*ftcώ»^ì^■altť^nЯ ■
:.:.ťí -v
■·;, :
•';.vh*v'.''^.>
//.
,ν'Γ^
-85
2.2.1.2
Trilobita:
dominierende Fossilien im Kambrium. 89
2.2.1.3 Brachiopoda: Nr. 2 der kambrischen Fossilien . 90
2.2.1.4 Archaeocyatha: Nr. 3 der kambrischen Fossilien - Riffbildner . 91
2.2.1.5 Weitere Wirbellose der kambrischen Meere. 92
2.2.1.6 Conodonta . 95
2.2.1.7 Ursprung der Wirbeltiere . 96
2.2.2 Ordovizium. 97
2.2.2.1 Riffbildner im Paläozoikum . 98
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.
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,
. ^ _. . _. ._ .
m
2.2.2.2 Weitere Meeresorganismen im Ordovizium. 101
'■?■■■■'"■""■'■'·■ '
JÉÉJKt
2.2.3 Silur . 109
2.2.3.1 Agnatha. 112
2.2.3.2 Pflanzen ragen in die Luft. 113
2.2.4 Devon. 117
с
Devonische
Riffe
«
Д20
Inhaltsverzeichnis
XI
2.2.4.1 Ammonoida .
2.2.4.2 Gnathostomata und Landgang der Wirbeltiere
2.2.4.3 Pflanzen erobern das Land .
2.2.5 Karbon .
2.2.5.1 Die Tierwelt im Karbon .
2.2.5.2 Der Steinkohlenwald.
2.2.6 Perm.
Mio,
Jatea:
Haie und
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*
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«
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»'»".».'.Í-
Л.--* ш-"Ш
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ш
џ
m
» »
2.2.6.1 Die Tierwelt im Perm . . .
2.2.6.2 Die Pflanzenwelt im Perm
121
124
126
129
130
134
137
Ш
140
140
141
2.2.6.3 Massenaussterben im Perm. 143
2.3
2.3.1
Mesozoikum (Erdmittelalter)
Trias
.
144
145
2.3.1.1
Theropsida
(Säugetierähnliche Reptilien),
Mammalia
(Säugetiere)
2.3.1.2
Pterosauria
(Flugsaurier).
2.3.1.3
Dinosauria
.
2.3.1.4
Ichthyosauria
(Fischsaurier) .
2.3.1.5
Die
Pflanzenwelt der
Trias
.
2.3.1.6
Massenaussterben
Ende der
Trias
.
2.3.2
Jura
.
152
153
154
164
165
166
167
2.3.2.1
Die Fauna
des Jura
;
Evolutíöií
áeir
172
2.3.3 Kreide. 176
XII Inhaltsverzeichnis
2.3.3.1 Organismenwelt der Kreide. 179
2.3.3.2 Massenaussterben an der Kreide-Tertiär-Grenze. 183
2.4 Känozoikum (Erdneuzeit). 183
2.4.1 Tertiär. 184
fflKUÄS; Messel: Von
Γ
del
gepiatítefí
ШШ^ше
zum
иШЅСО-
- ein Blick
'mém
Welter
nahezu 50
Mio.
Jahren . 187
2.4.1.1 Die Säugetiere entfalten sich. 190
tiare-
Ifc.wjd
ЩаТійШти-ШШ
? - -
unseres:
Planeten:
2.4.2 Quartär. 197
2.4.2.1 Lebende Fossilien . 204
Literatur . 208
3 Mechanismen und molekulare Ursachen der Evolution. 211
3.1 Einführung. 212
3.2 Grundlagen der Molekularbiologie und Genetik . 214
3.2.1 Aufbau der DNA. 214
3.2.2 Replikation . 217
3.2.3 Vom Gen zum Protein. 218
3.2.4 Transcription und Mosaikstruktur der Eukaryotengene. 219
3.2.5 Genetischer Code . 220
3.2.6 Proteinbiosynthese (Translation). 222
3.2.7 Kerngenom, Mitochondrien-DNA und Chloroplasten-DNA. 225
3.2.7.1 Genomgröße. 225
3.2.7.2 Mitochondrien und Chloroplasten enthalten DNA. 226
^
.
¿%,
■ ¿,227
3.3 Veränderlichkeit und Vererbung der genetischen Information . 241
3.3.1 Mutationen . 241
3.3.2 Mitose und
Méiose
. 249
Inhaltsverzeichnis XIII
3.3.3 Rekombination . 250
,
Méiose
und
Çytokinese
,:.
.-л.
. ■.■-. ;^wl*^
ΐ
252
3.4 Veränderung des Genoms während der Evolution . 256
3.4.1 Eukaryotengene mit regulatorischen Sequenzabschnitten
und Intron/Exon-Struktur. 257
3.4.1.1 Bedeutung der Exon/Intron-Struktur der Eukaryotengene. 257
3.4.1.2 Bedeutung regulierbarer Genaktivitäten . 259
3.4.2 Genomduplikationen und Evolution von Multigenfamilien . 268
3.4.3 Nicht-codierende
repetitive
DNA. 272
3.4.3.1
Pseudogene
. 272
3.4.3.2
Repetitive
DNA. 272
3.4.4 Horizontaler Gentransfer und Symbiosen . 275
3.5 Vererbung, Populationsgenetik und Artbildung. 276
3.5.1
Allei-
und Genotypenfrequenz und Vererbungsregeln. 276
3.5.2 Mendelsche Vererbungsregeln. 278
3.5.3 Grundlagen der Populationsgenetik. 279
3.5.4 Selektion. 283
3.5.5 Genfluss und genetische Drift. 286
3.5.6 Artbildung (Speziation). 287
Literatur . 293
4 Molekulare Evolutionsforschung . 295
4.1 Methoden der molekularen Evolutionsforschung. 296
4.1.1 Ein kurzer historischer Rückblick. 296
4.1.2 Wichtige Methoden der molekularen Evolutionsforschung . 298
4.1.2.1 Allozymanalyse. 298
4.1.2.2 Analyse der DNA-Variabilität . 301
XIV Inhaltsverzeichnis
4.2 Molekulare Systematik und Phylogenie . 333
4.2.1 Hilfe der DNA-Daten bei der Erkennung von Arten und monophy-
letischen Gruppen. 333
4.2.2 Molekulare Phylogenie ausgewählter Organismengruppen. 334
.
-Äåattts
v'ľľi-
.
Жї".
".,·,.».,.> 335
■ ■-■· · -
ШСШ&
KtadistiJc
ν-;
.,„
.ν
w.-.-.-
.
Я'
^
^,.
.-.'. 338
4.2.2.1 Evolution der Organismenreiche. 341
4.2.2.2 Evolution der Prokaryoten. 342
izontalen
GêRtr«fôfers
. ·
:·
τ
Bakterien
¿v,.^,
♦ ♦:.,*,.,·.
.^Vş
-иЈЛ^.
-."V
345
4.2.2.3 Evolution der Eukaryoten . 349
4.2.2.4 Evolution der Pflanzen . 353
4.2.2.5 Evolution der Tiere. 355
4.3 Merkmalsevolution: Erkennung konvergenter Evolutionsprozesse 364
4.3.1 Blütenmorphologie und Systematik. 365
4.3.2 Morphologie, Verhalten und Systematik . 365
4.3.2.1 Konvergenzen bei Geiern und Adlern. 365
4.3.2.2 Evolution der Brutbiologie bei Baum-, Eleonoren-
und Rotfußfalken . 368
4.3.2.3 Genetik von Paarungssystemen. 370
4.3.2.4 Geschlechterverhältnis. 373
4.3.3 Sekundärstoffe und Systematik. 373
4.3.3.1 Funktion der Sekundärstoffe. 373
4.3.3.2 Evolution von Sekundärstoffen mit biologischer Wirkung. 377
4.3.3.3 Sekundärstoffe als taxonomische Marker. 379
4.3.3.4 Koevolution zwischen Insekten und Pflanzen . 383
von
SekundlfrstoflFen
in
JLegujaiaoseh
.
Л'.
383
4.4 Molekulare Phylogeographie. 394
4.4.1 Grundlagen der Phylogeographie . 394
4.4.2 Disjunktion zwischen Alter und Neuer Welt. 395
4.4.2.1 Evolution der Lupinen. 396
4.4.2.2 Evolution der Ratiten (Strauße, Nandus und Verwandte) . 396
4.4.2.3 Einfluss der Eiszeiten in Europa . 398
Literatur . 400
Inhaltsverzeichnis
XV
5 Evolution des Menschen und seiner nächsten Verwandten,
der nicht-humanen Primaten. 403
5.1 Allgemeine Einführung. 404
5.2 Primaten. 406
5.2.1 Strukturelle und funktioneile Kennzeichen der Primaten . 406
>: Intelligenz.',.,.
.:Щ^
,:, ,i ¥ 408
5.2.2 Sozialsysteme der Primaten. 410
5.2.3 Fortpflanzungsstrategien männlicher Primaten. 412
5.2.4 Fortpflanzungsstrategien weiblicher Primaten. 413
5.2.5 Systematische Gliederung der Primaten . 413
5.2.6 Verwandtschaftsforschung in der Ordnung der Primaten
mit Hilfe von Biochemie und Molekularbiologie. 419
5.3 Menschenaffen und Mensch (Hominoidea). 420
5.3.1 Gibbons. 420
5.3.2 Höhere Menschenaffen . 423
5.3.2.1 Orang-Utan. 423
5.3.2.2 Gorilla. 424
5.3.2.3 Schimpanse. 425
5.3.2.4 Bonobo. 426
5.3.3 Mensch. 426
5.3.3.1 Bewegungsapparat, Reproduktion. 427
5.3.3.2 Gehirn. 427
>:- A^mmetrie des
Oètórns
^ ». 431
5.3.3.3 Sprache und Sprechapparat. 433
"■■""■"T^iAiŞr;.
-
5.3.3.4 Zähne und Gebiss. 438
5.4 Fossilgeschichte der Tierprimaten . 439
5.5 Fossilgeschichte des Menschen. 447
fossiler Menschen? ,,.'. ,.
^^'"^SlTíiW
XVI Inhaltsverzeichnis
ЕХКЖЅ:"
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ywfööfc
._._. . .
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Ansehen ».#?>.
!.
.·.
-.l'ľ.
.
.v;
._ 451
5.6 Fossile Menschenformen. 451
5.6.1 Ardipithecus . 452
5.6.2
Australopithecus .
452
5.6.2.1
Australopithecus anamensis
. 453
5.6.2.2
Australopithecus afarensis
. 453
5.6.2.3
Australopithecus garhi
. 455
5.6.2.4
Australopithecus africanus
. 455
5.6.2.5
Australopithecus robustus
. 456
5.6.2.6
Australopithecus aethiopicus
. 456
5.6.2.7
Australopithecus boisei
. 456
5.6.3
Kenyanthropus platyops
. 456
5.6.4 Erste Angehörige der Gattung
Homo
. 457
5.6.4.1
Homo habilis
. 458
5.6.4.2
Homo rudolfensis
. 458
5.6.4.3
Homo ergaster
und
Homo erectus
. 459
5.6.4.4
Homo floresiensis
. 465
. ;
'fi,
,., 466
5.6.4.5
Homo
antecessor
. 467
5.6.4.6
Homo heidelbergensis
. 468
5.6.4.7
Homo neanderthalensis
. 471
5.6.4.8
Homo
sapiens . 476
Anatomische Besonderheiten des heutigen Menschen .>
'
5.7 Die Menschheit heute. 481
5.8 Die Entwicklung der Werkzeugkultur und der Zivilisation
des Menschen. 484
5.8.1 Paläolithicum . 484
5.8.2 Mesolithicum . 487
5.8.3 Neolithicum . 487
5.8.3.1 Haustiere und Nutzpflanzen . 487
5.8.3.2 Neolithicum im Nahen und Mittleren Osten sowie in Europa . 488
5.8.3.3 Neolithicum in Ost-, Südost- und Südasien. 491
5.8.3.4 Neolithicum in Lateinamerika. 491
5.8.3.5 Neolithicum in Afrika. 492
5.8.4 Kupferzeit. 493
5.8.5 Bronzezeit. 493
5.8.6 Eisenzeit . 496
5.8.7 Klassische Antike bis Neuzeit. 496
Inhaltsverzeichnis XVII
5.9 Die biologisch-ökologische Sonderstellung des Menschen. 497
5.10 Die geistig-kulturelle Sonderstellung des Menschen. 499
5.10.1 Lernen, Intellekt, Erinnerung . 500
5.10.2 Evolutionäre Erkenntnistheorie. 500
5.10.3 Moral . 502
Literatur . 505
Sachverzeichnis. 509 |
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| author | Storch, Volker 1943- Welsch, Ulrich 1940- Wink, Michael 1951- |
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