Grundlegende Einführung in die Evolutionsbiologie, ihre Grundlagen, genetische Variation und natürliche Selektion sowie die Evolution des Homo sapiens.
Inhaltsverzeichnis:
Teil 1: Was Evolution ist
Teil 2: Wie Evolution funktioniert
Teil 3: Was Evolution macht
Teil 4: Evolution und Ihre Welt
Teil 5: Der Top-Ten-Teil
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden
Wie es weitergeht
Teil I
Was ist Evolution?
Kapitel 1
Was Evolution ist und utozu Sie das Missen sollten
Die biologische Evolution auf einen Blick
Die Definition eines Gens
Was ist eine (Gen-)Frequenz?
Die Zeitskala der Evolution
Genetische Extreme: Mutation und Extinktion
Darwins geniale Ideen und Konzepte
Natürliche Selektion
Die Bildung einer neuen Art
Wie natürliche Selektion und Fitness zusammenpassen
Adaptive Eigenschaften
Die Evolutionsbiologie in post-darwinistischer Zeit
Evolutionsbiologie und ihre Anwendung heute
Evolution und Naturschutz
Evolution und Landwirtschaft
Evolution und Medizin
Eine letzte Frage - wie steht es mit Ihrer eigenen Evolution?
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Evolution für öummies
Kapitel 2
Etfolutionsufissenschaften gestern und heute 4 5
Evolution: Fakten und Theorien 45
Ein Erklärungsversuch: Evolution ist wie Schwerkraft 46
Denken wie ein Wissenschaftler 46
Ein Beleg für die Evolution 49
Einige Informationen zu DNA und Genetik 49
Der experimentelle Beleg 50
Die Veränderungsrate kann gemessen werden 50
Die wissenschaftliche Basis der natürlichen Selektion 51
Das Gradualismus-Konzept: Veränderungen im Laufe der Zeit 51
Das Alter der Erde 52
Fossilfunde 54
Biogeographische Verteilungsmuster oder der optimale Standort 57
Natürliche Selektion und Artbildung 58
Kapitel 3
Genetik für Einsteiger 61
Was ist Genetik? 61
DNA: Ein Riesenmolekül als Speicher genetischer Informationen 62
Die DNA steckt im Chromosom 63
Das Vier-Buchstaben-Alphabet der DNA 63
Wie DNA über RNA in Proteine übersetzt wird 66
Die Transkription - aus DNA wird RNA 66
Der genetische Code: von der RNA zum Protein 66
RNA, die nicht für Proteine codiert 67
Die Definition von Genen 69
Von Allelen und Genorten 69
Dominant, rezessiv - oder passiv-aggressiv? 70
Die Summe aller Gene - das Genom 71
Nicht die Größe zählt (oder: Wie man ein Genom aufbläht) 71
Die Anzahl der Gene 72
Genomorganisation - Kern, Mitochondrium oder freie DNA? 73
Die Kopienzahl 74
Sexuelle Reproduktion und Weitergabe des Genoms 74
Dominant oder nicht? 75
Genotyp und Phänotyp 75
Was das mit natürlicher Selektion zu tun hat 77
Inhaltsverzeichnis
Teil II
Wie die Ei/otution arbeitet 79
Kapitel 4
Variation: Hie nichtigste Voraussetzung für Ei/otution 81
Was sind Variationen? 81
Das Grundkonzept der Variation 82
Phänotypische und genotypische Variation 83
Variationen, die für die Evolution wichtig sind 83
Populationsstruktur und Genfluss 84
Keine Variation ohne Mutationen 85
Evolution und Mutationen 86
Was kam zuerst - Mutation oder Selektion? 86
Verschiedene Arten von Mutationen 87
Schlechte Mutationen - gute Mutationen 88
Genfrequenzen und das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht 90
Wenn das Gleichgewicht nicht stimmt 90
Das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht in der Praxis 92
Kapitel 5
Natürliche Selektion und Adaptation 93
Natürliche versus künstliche Selektion 93
Gezielte Selektion 95
Stabilisierende Selektion 95
Adaptation: Veränderung durch natürliche Selektion 95
Adaptation - Ja oder Nein? 96
Die Exaptation: Wenn Selektion einen anderen Wege einschlägt 97
Das Chromosom - von Kopplungsgruppen und Beifahrern 98
Nicht immer ist es Adaptation 99
Evolution am Scheideweg - es gibt eben Grenzen 100
Große Sprinter, kleine Sprinter 100
Darwins und Grants Finken 102
Kapitel 6
Evolution per Zufall und genetische Drift: Wer Glück hat, kommt durch 105
Was ist Gendrift? 105
Kein Kopfzerbrechen über den Zufall 106
Auf der Ebene des Individuums 107
Auf der Ebene der Gameten 108
Wann Gendrift wirklich wichtig wird 108
Wenn Populationen klein sind 108
Wenn genetisch unterschiedliche Individuen die gleiche Fitness haben 109
Gendrift oder Selektion? - Mitunter schwer zu sagen... 109
Et/olution für Dummies
Gendrift in Aktion: Auch große Populationen schrumpfen 111
Populationsengpässe als Flaschenhals 112
Der Gründereffekt 113
Die Hypothese des verschobenen Gleichgewichts 114
Die adaptive Landschaft: eine 3D-Fitnesskarte 114
Einfach spitze sein - auf dem eigenen Hügel 116
Wir kommen dann mal rüber... 116
Kapitel 7
Quantitative Genetik: Von Genen, die gemeinsam Wirken 119
Warum quantitative Genetik wichtig ist 119
Interagierende Gene 120
Multigene Eigenschaften in Landwirtschaft und Medizin 121
Quantitative Merkmale 121
Kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Merkmale 122
Die Grenze überschreiten 122
Die QTL-Kartierung multigener Merkmale 123
Die Heritabilität von quantitativen Merkmalen 124
Additiv oder nicht-additiv? 124
Die Vererbbarkeit phänotypischer Variation 125
Heritabilität im weiteren und engeren Sinne 126
Wie lässt sich die Stärke der Selektion messen? 127
Kapitel 8
Arten und Artbildung 131
Art und Artbildung auf einen Blick 131
Das biologische Artkonzept 131
Wenn aus einer Art zwei werden 132
Fast wie »Stille Post « - die Bildung von Ringarten 133
Die Komponenten der Artbildung 135
Kleine Änderungen summieren sich auf: Lokale Anpassung 136
Reproduktive Isolation: Der letzte Schritt zur Artbildung 137
Arten der Artbildung 138
Allopatrische Artbildung: Wenn der Berg zu hoch ist... 138
Allopatrische Artbildung durch Gründereffekte: auf zu neuen Ufern... 138
Parapatrische Artbildung: Nee, das hier geht gar nicht... 139
Sympatrische Artbildung: Ich mag dich schon, aber... 140
Inseln - Refugien der Artbildung 142
Ein Artkonzept für Bakterien 143
Bakterien kategorisch betrachtet 143
Periodische Selektion und gelegentliche Kehrwoche 144
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 9
Phytoqenetik: Die Rekonstruktion des Baums des Lehens 145
Die Bedeutung der phylogenetischen Klassifizierung 145
Der Baum des Lebens: Verzweigungsmuster und Artbildungsprozesse 148
Ein einfacher Baum 148
Komplexere phylogenetische Bäume 148
Die Interpretation phylogenetischer Bäume 149
Die Knoten kennen 149
Die Orientierung behalten: Rauf, runter oder im Kreis 150
Was ist eine Gruppe? 151
Anleitung zur Rekonstruktion phylogenetischer Bäume 154
Merkmale für die Analyse finden 155
Fremdgruppen-Analyse zur Bestimmung einer abgeleiteten
oder ursprünglichen Ausprägung 155
Die Gruppierung von Arten 156
Der phylogenetische Baum im Praxistest 158
Die Konstruktion eines Baumes 159
Die Identifizierung der Merkmale 159
Die Zuordnung von Polaritäten 160
Die Gruppierung von Arten 160
Phylogenetische Bäume in Aktion erleben 162
Beispiel 1: Der Zahnarzt aus Florida 162
Beispiel 2: HIV-Exposition 163
Beispiel 3: Entscheidung im Gerichtssaal 163
Teil III
Was Evolution bewirkt 165
Kapitel 10
Die Evolution des Lebenszyklus 167
Evolution und Diversität der Lebenszyklen 167
Bis dass der Tod uns scheidet... die Evolution der Lebensdauer 168
Warum sterben? Vor- und Nachteile aus der Sicht der Evolution 169
Methusalem-Fliegen: Die Evolution der Lebensdauer im Labor 170
Der Kompromiss zwischen Überleben und Reproduktion 174
Vermehrung ist gut - aber manchmal auch nicht 174
Frühe oder späte Reproduktion: Warum warten? 176
Der Kompromiss zwischen Größe und Zahl der Nachkommen 183
Warum altern? 185
Evolution für Dummies
Kapitel 11
öie Einheiten der Selektion und die Evolution des SozialiJerhaltens 187
Gesamtfitness und Verwandtenselektion 187
Gesamtfitness = Eigene Fitness + die Fitness der Verwandtschaft 187
Verwandtenselektion: Auf Kosten eigener Nachkommen der
Verwandtschaft helfen 188
Die Ebenen der Selektion 189
Die Gruppenselektion 190
Selektion auf der Ebene des Gens 193
Die Evolution altruistischer Sozialsysteme 195
Kooperative Brutpflege 195
Wie du mir, so ich dir: reziproker Altruismus 197
Ein anderes Extrem: Die Eusozialität 199
Einer ist keiner: Der Vorteil der Vielzelligkeit 201
Kapitel 12
Evolution und Sexualität 203
Begriffe, die jeder anders interpretiert 203
Sexuelle Selektion: Die Kunst der Partnerwahl 204
Die Federn des Pfaus: Sexuelle Selektion und weibliches Wahlverhalten 205
Nur das Aussehen zählt: Die Runaway-Selektion 206
Die Hypothese der guten Gene: Ist man(h) so toll, wie man(n) aussieht? 208
Die Handicap-Hypothese 209
Sexuelle Selektion und Konkurrenz unter Männchen 210
Rivalenkämpfe 210
Indirekter Wettbewerb 211
Spermienkonkurrenz 212
Agieren aus dem Hinterhalt: Alternative Strategien der Männchen 212
Der Kampf der Geschlechter: Konflikte zwischen Männchen und Weibchen 213
Der Infantizid 214
Giftiges Sperma 214
Sex ist teuer - also wozu das Ganze? 216
Theorie 1: Sex produziert Parasiten-resistenten Nachwuchs 216
Theorie 2: Sex beschleunigt eine Anpassung durch die Kombination
seltener vorteilhafter Mutationen 218
Theorie 3: Sex ist gut, weil es schädliche Mutationen eliminieren kann 220
Die Evolution getrennter Geschlechter und das 50:50-Geschlechterverhältnis 222
Manchmal ist Alleinsein besser 222
Jedem Jungen sein Mädchen 223
Sex bei Bakterien 224
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 13
Koevolution: bie Evolution interagierender Arten 227
Die Definition der Koevolution 227
Koevolution und die Interaktion von Arten 228
Wettbewerb: Der Kampf der Giganten 229
Koevolution der einen oder anderen Art 231
Die Interaktion zwischen Pflanzen und Tieren 232
Bestäubungskriege 233
Die Evolution der Bestäubung durch Tiere 234
Die Verbreitung von Samen 236
Der Handel von Kost und Logis gegen Schutz 237
Krankheitssysteme: Parasitische Koevolution 238
Die australische Kaninchenplage 238
Erreger-Wirt-Interaktion im Labor 239
Kapitel 14
bie evolutionäre EnWicktunqsbiotoqie 2b 1
Die Entwicklung vom Embryo zum adulten Lebewesen 241
Der Entwicklungsprozess in Aktion - eine Baustelle 242
Der Einfluss der Umwelt 243
Kleine Veränderungen - große Auswirkungen 245
Die Grundidee der evolutionären Entwicklungsbiologie 246
Entwicklungsstufen = Evolutionsstufen 247
Frühe Stadien, späte Stadien 248
Timing ist alles 248
Warum das alles wichtig ist 250
Gene, die die Entwicklung kontrollieren: die Hox-Gene 251
Es bleibt in der Familie 252
Von Mäusen, Menschen und ... Medusen! 252
Kapitel 15
Molekulare Evolution 255
Meins ist aber größer! - Das Genom 255
Genomgrößen auf einen Blick 256
Der C-Wert und das C-Wert-Paradoxon 257
Der Unterschied zwischen Genen und nicht-codierender DNA 257
Nicht-codierende DNA 259
Funktionen der nicht-codierenden DNA 260
Weder Funktion noch Schaden 260
Parasitische DNA 260
Codierende DNA: Wie lässt sich die Anzahl der Gene steigern? 262
Gene kapern: Der laterale Gentransfer 262
Exon shuffling: Das alternative Spleißen von Genen 262
Genduplikation: Wenn neue Gene entstehen 263
Evolution für Dummies
Die Neutraltheorie der molekularen Evolution 264
Altersbestimmungen mit der molekularen Uhr 265
Wenn's nicht funktioniert 265
Wenn's gut funktioniert 266
Teil W
Evolution und Ihre Welt 269
Kapitel 16
Die Evolution des Menschen 271
Der Ursprung des Homo sapiens 271
Unser Platz im Baum des Lebens 272
In Stein gemeißelte Geschichte: Fossilien 274
Rekonstruktion der hominiden Evolution 277
Die Wanderung aus Afrika: Menschliche Migrationsmuster 281
Die Evolution des Homo sapiens 285
Natürliche Selektion wirkt noch immer 285
Sinkender Selektionsdruck 287
Die kulturelle Evolution 287
Kapitel 17
Die Evolution der AntibiotikaResistenz 289
Antibiotika und Antibiotika-Resistenzen unter der Lupe 289
Mikrobielle Haarspalterei: Antibiotika-Definitionen 290
Eine kurze Geschichte der Antibiotika-Resistenz 291
Tipps zur optimalen Resistenzentwicklung 292
Evolution durch Mutationen 293
Evolution durch Gentransfer 294
Resistenz auf zellulärer und biochemischer Ebene 295
Evolution scheibchenweise: Die partielle Resistenz 296
Der Kampf gegen die Antibiotika-Resistenz 297
Verbesserte Rezeptur! Neue Medikamente im Test 297
Lässt sich die Uhr zurückdrehen? 298
Der sinnvolle Einsatz von Antibiotika 301
Kapitel 18
HW: Ursprung und Evolution eines Virus 303
Das Besondere an Viren 303
Sind Viren Lebewesen? Reine Definitionssache! 304
Virale Vermehrung - DNA, RNA oder retro? 305
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Inhaltsverzeichnis
Was ist HIV? 306
Der Feind im Chromosom 306
Ein Angriff auf die T-Zellen 306
Mutieren, mutieren, mutieren 307
Die Geschichte der HIV-Epidemie 307
Der Ursprung des HI-Virus 308
Die Zeitachse der HIV-Entwicklung 309
Ausbreitung und Evolution von HIV im Patienten 310
Wachstum und zunehmende Vielfalt 311
Die Plateau-Phase 312
Eine andere Art der Zerstörung von T-Zellen 312
Weitere interessante Fakten zu HIV 312
Eine Resistenz gegen HIV ist möglich 312
Evolution von HIV in neuen Wirten 313
Die Rekombinationsrate von HIV 313
Evolutionsbiologische Tricks zur Bekämpfung von HIV 314
Kapitel 19
Influenza: Von echter Grippe, Voqetgrippe, Schufeineqrippe & Co. 315
Grippe und Immunsystem 316
Akt 1: Virus-Attacke und Verbreitung 316
Akt 2: Der Körper schlägt zurück 316
Akt 3: Neue Verteidigungslinien schaffen 317
Fortsetzung folgt: Die nächste Grippesaison 317
Die drei Arten von Influenza-Erregern: A, B und C 317
Die Evolution von Influenza A-Viren 318
Mechanismen der Evolution: Mutation, Neusortierung und Rekombination 318
Gene, die Sie kennen sollten 319
Die Nomenklatur von Viren: H und N sind wichtig 320
Wer sich ansteckt - und bei wem 321
Lehren aus der Vergangenheit: Die großen Grippe-Epidemien 324
Die Pandemien von 1889 und 1900 325
Die Spanische Grippe (1918) 325
Die Asiatische Grippe (1957) 325
Die Hongkong Grippe (1968) 326
Die Russische Grippe (1977) 326
Der Mensch schlägt zurück: Die Kunst, einen Impfstoff zu entwickeln 327
Totimpfstoffe ' 328
Lebendimpfstoffe 328
Entwicklung eines universellen Grippe-Impfstoffs 332
Evolution für öummies
Teil V
Der Top-Ten-Teil 335
Kapitel 20
Zehn faszinierende Fossilfunde 337
Dinosaurier 337
Archaeopteryx 339
Die Mammuts der Wrangelinsel 340
Der Flugsaurier (Pterosauria) 341
Die Trilobiten 341
Tiktaalik rosea 342
Hallucigenia und der Burgess-Schiefer 343
Stromatolithen 344
Mikrofossilien 345
Bernstein 346
Kapitel 21
Zehn faszinierende Adaptationen 3k 7
Deine Zähne, meine Zähne 347
Oh je - die Evolution des Auges 348
Höhlenblindheit 349
Zurück ins Meer 350
Vom Land ins Wasser und wieder zurück 351
Die Photosynthese 352
Organismen aus hydrothermalen Schloten der Tiefsee 352
Endosymbiose 353
Das Flugvermögen der Wirbeltiere 354
Bissige Ameisen 354
Kapitel 22
Zehn Argumente gegen die Evolution - und ufarum sie nicht stimmen 357
Es ist nur eine Theorie 357
Ein Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik? 358
Die Evolution wurde (wissenschaftlich!) widerlegt 358
Alles ist nur Zufall 359
Gravierende Veränderungen kann es nicht geben 360
Keine Übergangsform heißt kein Beweis 360
Evolution erklärt nicht alles: Der intelligente Masterplan 361
Komplexe Strukturen sind unmöglich 362
ID sollte in Schule und Universität gelehrt werden 363
Es ist nur ein Randthema 364
Es steht im Widerspruch zur biblischen Schöpfungslehre 364