Spezies -
Species

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Life Domain Kingdom Phylum Class Order Family Genus Species

In der Reproduktion nicht untersucht werden kann.

Die jüngste strenge Schätzung für die Gesamtzahl der Eukaryotenarten liegt zwischen 8 und 8,7 Millionen. Allerdings waren bis 2011 nur etwa 14 % davon beschrieben worden.

Alle Arten (außer Viren ) erhalten einen zweiteiligen Namen , ein „Binominal“. Der erste Teil eines Binoms ist die Gattung , zu der die Art gehört. Der zweite Teil wird Artname oder Artepitheton genannt (in der botanischen Nomenklatur , manchmal auch in der zoologischen Nomenklatur ). Zum Beispiel ist Boa constrictor eine der Arten der Gattung Boa , wobei constrictor der Beiname der Art ist.

Während die vorstehenden Definitionen auf den ersten Blick angemessen erscheinen mögen, stellen sie bei genauerer Betrachtung problematische Artenkonzepte dar . Zum Beispiel werden die Grenzen zwischen eng verwandten Arten durch Hybridisierung unklar , in einem Artenkomplex aus Hunderten ähnlicher Mikroarten und in einer Ringart . Auch unter Organismen, die sich nur ungeschlechtlich vermehren , bricht das Konzept einer reproduktiven Spezies zusammen, und jeder Klon ist möglicherweise eine Mikrospezies . Obwohl keine davon vollkommen zufriedenstellende Definitionen sind und das Artenkonzept vielleicht kein perfektes Modell des Lebens ist, ist es dennoch ein unglaublich nützliches Werkzeug für Wissenschaftler und Naturschützer , um das Leben auf der Erde zu studieren, ungeachtet der theoretischen Schwierigkeiten. Wenn Arten festgelegt und klar voneinander abgegrenzt wären, gäbe es kein Problem, aber evolutionäre Prozesse führen zu Artenveränderungen. Dies zwingt Taxonomen zum Beispiel zu entscheiden, wann genügend Veränderungen eingetreten sind, um zu erklären, dass eine Abstammungslinie in mehrere Chronospezies aufgeteilt werden sollte , oder wann Populationen auseinandergegangen sind, um genügend unterschiedliche Charakterzustände zu haben, um als kladistische Arten beschrieben zu werden.

-Spezies behandelt werden .

Definition

Biologen und Taxonomen haben viele Versuche unternommen, Arten zu definieren, angefangen bei der Morphologie bis hin zur Genetik . Frühe Taxonomen wie Linnaeus hatten keine andere Wahl, als zu beschreiben, was sie sahen: Dies wurde später als typologisches oder morphologisches Artenkonzept formalisiert. Ernst Mayr betonte die reproduktive Isolation, die aber, wie andere Artkonzepte auch, schwer oder gar nicht zu prüfen ist. Spätere Biologen haben versucht, Mayrs Definition unter anderem mit den Begriffen Erkennung und Kohäsion zu verfeinern. Viele der Konzepte sind ziemlich ähnlich oder überschneiden sich, sodass sie nicht leicht zu zählen sind: Der Biologe RL Mayden hat etwa 24 Konzepte aufgezeichnet, und der Wissenschaftsphilosoph John Wilkins zählte 26. Wilkins gruppierte die Artenkonzepte weiter in sieben grundlegende Arten von Konzepten: (1) Agamospezies für asexuelle Organismen (2) Biospezies für reproduktiv isolierte sexuelle Organismen (3) Ökospezies basierend auf ökologischen Nischen (4) evolutionäre Arten basierend auf Abstammung (5) genetische Arten basierend auf Genpool (6) Morphospezies basierend auf Form oder Phänotyp und (7) taxonomische Arten, eine Art, wie sie von einem Taxonomen bestimmt wurde.

Typologische oder morphologische Arten

Alle erwachsenen eurasischen Blaumeisen haben dieselbe Färbung, wodurch die Morphospezies eindeutig identifiziert werden können .

Eine typologische Art ist eine Gruppe von Organismen, in denen Individuen bestimmten festgelegten Eigenschaften (einem Typus) entsprechen, so dass selbst Vorkundige oft dasselbe Taxon erkennen wie moderne Taxonomen. Die Cluster von Variationen oder Phänotypen innerhalb von Exemplaren (wie längere oder kürzere Schwänze) würden die Arten unterscheiden. Diese Methode wurde als "klassische" Methode zur Bestimmung von Arten verwendet, wie z. B. bei Linnaeus früh in der Evolutionstheorie. Unterschiedliche Phänotypen sind jedoch nicht unbedingt unterschiedliche Arten (z. B. ist eine vierflügelige Drosophila , die von einer zweiflügeligen Mutter geboren wird, keine unterschiedliche Art). Auf diese Weise benannte Arten werden Morphospezies genannt .

In den 1970er Jahren schlugen Robert R. Sokal , Theodore J. Crovello und Peter Sneath eine Variation des morphologischen Artenkonzepts vor, eine phenetische Art, definiert als eine Gruppe von Organismen mit einem ähnlichen Phänotyp , aber einem anderen Phänotyp als andere Gruppen von Organismen. Es unterscheidet sich vom morphologischen Artenkonzept dadurch, dass es ein numerisches Maß für die Entfernung oder Ähnlichkeit zu Cluster-Entitäten enthält, das auf multivariaten Vergleichen einer angemessen großen Anzahl phänotypischer Merkmale basiert.

Anerkennung und Kohäsion Arten

Eine Partnererkennungsart ist eine Gruppe von Organismen, die sich sexuell fortpflanzen und sich gegenseitig als potenzielle Partner erkennen. Ausgehend davon, um eine Isolierung nach der Paarung zu ermöglichen, ist eine Kohäsionsart die umfassendste Population von Individuen mit dem Potenzial für phänotypischen Zusammenhalt durch intrinsische Kohäsionsmechanismen. Unabhängig davon, ob Populationen erfolgreich hybridisieren können, sind sie immer noch unterschiedliche Kohäsionsarten, wenn das Ausmaß der Hybridisierung nicht ausreicht, um ihre jeweiligen Genpools vollständig zu mischen . Eine Weiterentwicklung des Erkennungsbegriffs bietet der biosemiotische Artenbegriff.

Genetische Ähnlichkeit und Barcode-Spezies

Eine Region des Gens für das Cytochrom-c-Oxidase- Enzym wird verwendet, um Arten in der Barcode of Life Data Systems- Datenbank zu unterscheiden.

In der Mikrobiologie können sich Gene sogar zwischen entfernt verwandten Bakterien frei bewegen und sich möglicherweise auf die gesamte bakterielle Domäne erstrecken. Als Faustregel haben Mikrobiologen angenommen, dass Arten von Bakterien oder Archaea mit 16S-ribosomalen RNA -Gensequenzen, die einander mehr als 97 % ähneln, durch DNA-DNA-Hybridisierung überprüft werden müssen, um zu entscheiden, ob sie zur selben Art gehören oder nicht. (Siehe Dieses Konzept wurde 2006 auf eine Ähnlichkeit von 98,7 % eingegrenzt.

Die Methode der durchschnittlichen Nukleotididentität quantifiziert den genetischen Abstand zwischen ganzen Genomen, indem Regionen von etwa 10.000 Basenpaaren verwendet werden. Mit genügend Daten aus Genomen einer Gattung können Algorithmen verwendet werden, um Arten zu kategorisieren, wie für Pseudomonas avellanae im Jahr 2013 und für alle sequenzierten Bakterien und Archaea seit 2020.

DNA-Barcoding wurde als Möglichkeit zur Unterscheidung von Arten vorgeschlagen, die auch für Nicht-Spezialisten geeignet sind. Einer der Barcodes ist eine Region der mitochondrialen DNA innerhalb des Gens für die Cytochrom-c-Oxidase . Eine Datenbank, Barcode of Life Data Systems , enthält DNA-Barcode-Sequenzen von über 190.000 Arten. Wissenschaftler wie Rob DeSalle haben jedoch Bedenken geäußert, dass klassische Taxonomie und DNA-Barcoding, die sie für eine Fehlbezeichnung halten, in Einklang gebracht werden müssen, da sie Arten unterschiedlich abgrenzen. Durch Endosymbionten und andere Vektoren vermittelte genetische Introgression kann Strichcodes bei der Identifizierung von Arten weiter unwirksam machen.

Phylogenetische oder kladistische Arten

Das kladistische oder phylogenetische Artenkonzept besagt, dass eine Art die kleinste Abstammungslinie ist, die sich durch einen einzigartigen Satz genetischer oder morphologischer Merkmale auszeichnet. Es wird keine reproduktive Isolation behauptet, was das Konzept auch in der Paläontologie nützlich macht, wo nur fossile Beweise verfügbar sind.
aufgenommen werden können und Schutzgesetze und -mittel erhalten können.

Im Gegensatz zum biologischen Artenkonzept stützt sich eine kladistische Art nicht auf reproduktive Isolation – ihre Kriterien sind unabhängig von Prozessen, die in anderen Konzepten integriert sind. Daher gilt es für asexuelle Abstammungslinien. Es bietet jedoch nicht immer klare und intuitiv zufriedenstellende Grenzen zwischen Taxa und kann mehrere Beweisquellen erfordern, wie z. B. mehr als einen polymorphen Locus, um plausible Ergebnisse zu liefern.

Evolutionäre Arten

Eine evolutionäre Art, die 1951 von George Gaylord Simpson vorgeschlagen wurde, ist "eine Einheit, die aus Organismen besteht, die ihre Identität gegenüber anderen solchen Einheiten über Zeit und Raum hinweg beibehält und die ihr eigenes unabhängiges evolutionäres Schicksal und ihre eigenen historischen Tendenzen hat". Dies unterscheidet sich vom biologischen Artenkonzept durch die Verkörperung der Persistenz über die Zeit. Wiley und Mayden erklärten, dass sie das evolutionäre Artkonzept als „identisch“ mit Willi Hennigs Art-als-Linien-Konzept ansehen, und behaupteten, dass das biologische Artkonzept, „die verschiedenen Versionen“ des phylogenetischen Artkonzepts und die Idee, dass Arten sind von der gleichen Art wie höhere Taxa sind nicht für Biodiversitätsstudien geeignet (mit der Absicht, die Anzahl der Arten genau abzuschätzen). Sie schlugen ferner vor, dass das Konzept sowohl für asexuelle als auch für sich sexuell fortpflanzende Arten funktioniert. Eine Version des Konzepts ist das "General Lineage Concept of Species" von Kevin de Queiroz.

Ökologische Arten

Eine ökologische Art ist eine Gruppe von Organismen, die an eine bestimmte Gruppe von Ressourcen, eine sogenannte Nische, in der Umwelt angepasst sind. Nach diesem Konzept bilden Populationen die diskreten phenetischen Cluster, die wir als Arten erkennen, weil die ökologischen und evolutionären Prozesse, die die Aufteilung der Ressourcen steuern, dazu neigen, diese Cluster hervorzubringen.

Genetische Arten

Eine genetische Art, wie sie von Robert Baker und Robert Bradley definiert wird, ist eine Reihe genetisch isolierter, sich kreuzender Populationen. Dies ähnelt dem biologischen Artenkonzept von Mayr, betont jedoch eher die genetische als die reproduktive Isolation. Im 21. Jahrhundert kann eine genetische Art durch den Vergleich von DNA-Sequenzen bestimmt werden, aber früher waren andere Methoden verfügbar, wie z. B. der Vergleich von Karyotypen ( Chromosomensätzen ) und Allozymen ( Enzymvarianten ).

Evolutionär bedeutsame Einheit

Eine evolutionär signifikante Einheit (ESU) oder „Wildtierart“ ist eine Population von Organismen, die für Erhaltungszwecke als eigenständig angesehen werden.

Chronospezies

Eine Chronospezies ist in einer einzigen Abstammungslinie (durchgezogene Linie) definiert, deren Morphologie sich mit der Zeit ändert. Irgendwann urteilen Paläontologen, dass genug Veränderungen stattgefunden haben, dass zwei Arten (A und B), die zeitlich und anatomisch getrennt waren, einst existierten.

In der Paläontologie , mit nur vergleichender Anatomie (Morphologie) aus Fossilien als Beweis, kann das Konzept einer Chronospezies angewendet werden. Während der Anagenese (Evolution, die nicht unbedingt Verzweigungen beinhaltet) versuchen Paläontologen, eine Abfolge von Arten zu identifizieren, von denen jede durch kontinuierliche, langsame und mehr oder weniger gleichmäßige Veränderung von der phyletisch ausgestorbenen vorangegangenen abstammt. In einer solchen zeitlichen Abfolge beurteilen Paläontologen, wie viel Veränderung erforderlich ist, damit eine morphologisch unterschiedliche Form als eine andere Art als ihre Vorfahren betrachtet werden kann.

Virale Quasispezies

hat seit 1962 ein universelles taxonomisches Schema für Viren entwickelt; dies hat die virale Taxonomie stabilisiert.

Taxonomie und Benennung

Ein Puma, Berglöwe, Panther oder Puma, neben anderen gebräuchlichen Namen: Sein wissenschaftlicher Name ist Puma concolor .

Allgemeine und wissenschaftliche Namen

Die gebräuchlichen Namen für Arten von Organismen sind oft zweideutig: „Katze“ könnte die Hauskatze, Felis catus , oder die Katzenfamilie, Felidae , bedeuten . Ein weiteres Problem mit gebräuchlichen Namen ist, dass sie oft von Ort zu Ort variieren, so dass Puma, Cougar, Catamount, Panther, Maler und Berglöwe in verschiedenen Teilen Amerikas alle Puma concolor bedeuten , während „Panther“ auch den Jaguar ( Panthera onca ) aus Lateinamerika oder der Leopard ( Panthera pardus ) aus Afrika und Asien. Im Gegensatz dazu werden die wissenschaftlichen Artennamen so gewählt, dass sie einzigartig und universell sind; sie werden in zwei Teilen zusammen verwendet : die Gattung wie bei Puma und das Artepitheton wie bei concolor .

Artenbeschreibung

Das Typusexemplar ( Holotypus ) von Lacerta plica , beschrieben von Linnaeus im Jahre 1758

Eine Art erhält einen taxonomischen Namen, wenn ein Typusexemplar formell in einer Veröffentlichung beschrieben wird, die ihm einen eindeutigen wissenschaftlichen Namen zuweist. Die Beschreibung bietet normalerweise Mittel zur Identifizierung der neuen Art, zur Unterscheidung von anderen zuvor beschriebenen und verwandten oder verwechselbaren Arten und liefert einen gültig veröffentlichten Namen (in der Botanik) oder einen verfügbaren Namen (in der Zoologie), wenn das Papier zur Veröffentlichung angenommen wird. Das Typenmaterial wird normalerweise in einem dauerhaften Aufbewahrungsort aufbewahrt, häufig in der Forschungssammlung eines großen Museums oder einer Universität, die eine unabhängige Überprüfung und die Möglichkeit zum Vergleich von Exemplaren ermöglicht. Beschreiber neuer Arten werden gebeten, Namen zu wählen, die nach den Worten des International Code of Zoological Nomenclature "angemessen, kompakt, wohlklingend, einprägsam und nicht beleidigend" sind.

Abkürzungen

Bücher und Artikel identifizieren Arten manchmal absichtlich nicht vollständig, indem sie die Abkürzung „sp.“ verwenden. im Singular oder "spp." (steht für Art Pluralis , das lateinische für mehrere Arten) im Plural anstelle des Artnamens oder Epithetons (z . B. Canis sp.). Dies tritt häufig auf, wenn Autoren sicher sind, dass einige Individuen zu einer bestimmten Gattung gehören, sich aber nicht sicher sind, zu welcher Art sie genau gehören, wie es in der Paläontologie üblich ist .

gedruckt . Abkürzungen wie "sp." sollte nicht kursiv geschrieben werden.

Wenn die Identität einer Art nicht klar ist, kann ein Spezialist "cf" verwenden. vor dem Epitheton, um anzuzeigen, dass eine Bestätigung erforderlich ist. Die Abkürzungen "nr." (nahe) oder "aff." (affin) kann verwendet werden, wenn die Identität unklar ist, die Art aber den nachfolgend genannten Arten ähnlich zu sein scheint.

Identifikationscodes

Mit dem Aufkommen von Online-Datenbanken wurden Codes entwickelt, um Identifikatoren für bereits definierte Arten bereitzustellen, darunter:

Klumpen und Splitten

Die Benennung einer bestimmten Art, einschließlich der Gattung (und höheren Taxa), zu der sie gehört, ist eine Hypothese über die evolutionären Beziehungen und die Unterscheidbarkeit dieser Gruppe von Organismen. Wenn weitere Informationen vorliegen, kann die Hypothese bestätigt oder widerlegt werden. Manchmal, besonders in der Vergangenheit, als die Kommunikation schwieriger war, haben isoliert arbeitende Taxonomen einzelnen Organismen, die später als dieselbe Art identifiziert wurden, zwei unterschiedliche Namen gegeben. Wenn entdeckt wird, dass zwei Artnamen auf dieselbe Art zutreffen, wird dem älteren Artnamen Vorrang eingeräumt und normalerweise beibehalten, und der neuere Name wird als untergeordnetes Synonym betrachtet, ein Prozess, der als Synonymie bezeichnet wird . Die Aufteilung eines Taxons in mehrere, oft neue Taxa wird als Splitting bezeichnet . Taxonomen werden von ihren Kollegen oft als "Lupper" oder "Splitter" bezeichnet, je nach ihrem persönlichen Ansatz, Unterschiede oder Gemeinsamkeiten zwischen Organismen zu erkennen. Die Umschreibung von Taxa, die als taxonomische Entscheidung im Ermessen kundiger Spezialisten angesehen wird, unterliegt nicht den Codes of Zoological oder Botanical Nomenclature.

Weite und enge Sinne

Die Nomenklaturcodes , die die Benennung von Arten leiten, einschließlich des ICZN für Tiere und des ICN für Pflanzen, stellen keine Regeln für die Definition der Grenzen der Arten auf. Die Forschung kann die Grenzen, auch bekannt als Umschreibung, auf der Grundlage neuer Beweise ändern. Arten müssen dann möglicherweise durch die verwendeten Grenzdefinitionen unterschieden werden, und in solchen Fällen können die Namen mit sensu stricto ("im engeren Sinne") qualifiziert werden, um die Verwendung in der genauen Bedeutung zu bezeichnen, die von einem Autor wie der benannten Person angegeben wird die Art, während das Antonyme sensu lato ("im weiteren Sinne") eine breitere Verwendung bezeichnet, beispielsweise einschließlich anderer Unterarten. Andere Abkürzungen wie „auct.“ ("Autor"), und Qualifizierer wie "non" ("not") können verwendet werden, um den Sinn weiter zu verdeutlichen, in dem die angegebenen Autoren die Art abgegrenzt oder beschrieben haben.

Mayrs biologischer Artenbegriff

Ernst Mayr schlug 1942 das weit verbreitete biologische Artenkonzept der reproduktiven Isolation vor.

Die meisten modernen Lehrbücher verwenden Ernst Mayrs Definition von 1942, bekannt als Biologisches Artenkonzept , als Grundlage für die weitere Diskussion über die Definition von Arten. Es wird auch als Fortpflanzungs- oder Isolationskonzept bezeichnet. Dies definiert eine Art als

Gruppen von sich tatsächlich oder potenziell kreuzenden natürlichen Populationen, die reproduktiv von anderen derartigen Gruppen isoliert sind.

Es wurde argumentiert, dass diese Definition eine natürliche Folge der Auswirkung der sexuellen Fortpflanzung auf die Dynamik der natürlichen Selektion ist. Mayrs Verwendung des Adjektivs „potenziell“ war ein Streitpunkt; Einige Interpretationen schließen ungewöhnliche oder künstliche Paarungen aus, die nur in Gefangenschaft stattfinden oder an denen sich paarungsfähige Tiere beteiligen, die dies normalerweise in freier Wildbahn nicht tun.

Das Artenproblem

Es ist schwierig, eine Art so zu definieren, dass sie für alle Organismen gilt. Die Debatte um Artenkonzepte wird als Artenproblem bezeichnet . Das Problem wurde bereits 1859 erkannt, als Darwin in On the Origin of Species schrieb :

Keine Definition hat alle Naturforscher zufrieden gestellt; dennoch weiß jeder Naturforscher ungefähr, was er meint, wenn er von einer Art spricht. Im Allgemeinen umfasst der Begriff das unbekannte Element eines bestimmten Schöpfungsaktes.

Wenn Mayrs Konzept scheitert

Paläontologen beschränken sich auf morphologische Beweise, wenn sie entscheiden, ob fossile Lebensformen wie diese Inoceramus - Muscheln eine eigene Art bildeten.

Eine einfache Lehrbuchdefinition, die Mayrs Konzept folgt, funktioniert gut für die meisten mehrzelligen Organismen , bricht aber in mehreren Situationen zusammen:

  • Wenn sich Organismen ungeschlechtlich vermehren , wie bei einzelligen Organismen wie Bakterien und anderen Prokaryoten und parthenogenetischen oder apomiktischen mehrzelligen Organismen. In diesen Fällen werden häufig Barcodes und Phylogenetik verwendet. Der Begriff Quasi-Spezies wird manchmal für schnell mutierende Einheiten wie Viren verwendet.
  • Wenn Wissenschaftler nicht wissen, ob zwei morphologisch ähnliche Gruppen von Organismen sich kreuzen können; dies ist in der Paläontologie bei allen ausgestorbenen Lebensformen der Fall , da Zuchtversuche nicht möglich sind.
  • Wenn die Hybridisierung einen erheblichen Genfluss zwischen Arten ermöglicht.
  • Bei Ringarten , wenn sich Mitglieder benachbarter Populationen in einem weithin kontinuierlichen Verbreitungsgebiet erfolgreich kreuzen, Mitglieder weiter entfernter Populationen jedoch nicht.
Weidengrasmücke
Zilpzalp

Die Artbestimmung wird durch Diskrepanz zwischen molekularen und morphologischen Untersuchungen erschwert; diese können in zwei Typen eingeteilt werden: (i) eine Morphologie, mehrere Abstammungslinien (z. B. morphologische Konvergenz , kryptische Arten ) und (ii) eine Abstammungslinie, mehrere Morphologien (z. B. phänotypische Plastizität , mehrere Lebenszyklusstadien ). Darüber hinaus erschwert der horizontale Gentransfer (HGT) die Definition einer Art. Alle Artendefinitionen gehen davon aus, dass ein Organismus seine Gene von einem oder zwei Elternteilen erwirbt, ganz ähnlich wie der „Tochter“-Organismus, aber das ist nicht das, was bei HGT passiert. Es gibt starke Hinweise auf HGT zwischen sehr unterschiedlichen Gruppen von Prokaryoten und zumindest gelegentlich zwischen unterschiedlichen Gruppen von Eukaryoten , einschließlich einiger Krustentiere und Stachelhäuter .

Daraus folgert der Evolutionsbiologe

Es ist nicht einfach festzustellen, ob verwandte geografische oder zeitliche Formen derselben oder unterschiedlichen Arten angehören. Artenlücken können nur lokal und zu einem bestimmten Zeitpunkt nachgewiesen werden. Man muss zugeben, dass Darwins Einsicht richtig ist: Jede lokale Realität oder Integrität von Arten wird über große geografische Bereiche und Zeiträume hinweg stark reduziert.

Aggregate von Mikrospezies

Das Artenkonzept wird weiter geschwächt durch die Existenz von Mikroarten , Gruppen von Organismen, darunter viele Pflanzen, mit sehr geringer genetischer Variabilität, die normalerweise Artenaggregate bilden . Zum Beispiel sind der Löwenzahn Taraxacum officinale und die Brombeere Rubus fruticosus Aggregate mit vielen Mikrospezies – vielleicht 400 im Fall der Brombeere und über 200 im Fall des Löwenzahns, kompliziert durch Hybridisierung , Apomixis und Polyploidie , wodurch der Genfluss zwischen Populationen schwer zu bestimmen ist. und ihre Taxonomie umstritten. Artenkomplexe kommen bei Insekten wie Heliconius - Schmetterlingen, Wirbeltieren wie Hypsiboas -Laubfröschen und Pilzen wie dem Fliegenpilz vor .

Hybridisierung

Natürliche Hybridisierung stellt eine Herausforderung für das Konzept einer reproduktiv isolierten Art dar, da fruchtbare Hybriden den Genfluss zwischen zwei Populationen ermöglichen. Zum Beispiel kommen die Rabenkrähe Corvus corone und die Nebelkrähe Corvus cornix vor und werden als getrennte Arten klassifiziert, doch sie hybridisieren frei, wo sich ihre geografischen Verbreitungsgebiete überschneiden.

Ringarten

Eine Ringart ist eine zusammenhängende Reihe benachbarter Populationen, von denen sich jede sexuell mit benachbarten verwandten Populationen kreuzen kann, für die es jedoch mindestens zwei „End“-Populationen in der Reihe gibt, die zu weit entfernt mit der Kreuzung verwandt sind, obwohl es eine gibt potenzieller Genfluss zwischen jeder "verbundenen" Population. Solche nicht brütenden, obwohl genetisch verbundenen "End"-Populationen können in derselben Region koexistieren und so den Ring schließen. Ringarten stellen somit eine Schwierigkeit für jedes Artenkonzept dar, das auf reproduktive Isolation setzt. Ringarten sind jedoch bestenfalls selten. Zu den vorgeschlagenen Beispielen gehören der Silbermöwe - kleiner Schwarzrückenmöwe- Komplex rund um den Nordpol, die Ensatina eschscholtzii -Gruppe von 19 Salamanderpopulationen in Amerika und der Grünlaubsänger in Asien, aber viele sogenannte Ringarten haben sich als solche herausgestellt Ergebnis einer Fehlklassifizierung, die zu Fragen führt, ob es wirklich Ringarten gibt.

Ändern

Arten unterliegen Veränderungen, sei es durch die Entwicklung zu neuen Arten, den Austausch von Genen mit anderen Arten, die Verschmelzung mit anderen Arten oder durch das Aussterben.

Speziation

Der evolutionäre Prozess, durch den sich biologische Populationen entwickeln, um als Arten eigenständig oder reproduktiv isoliert zu werden, wird Speziation genannt . Charles Darwin war der erste, der die Rolle der natürlichen Selektion bei der Artbildung in seinem Buch The Origin of Species von 1859 beschrieb . Die Speziation hängt von einem Maß an reproduktiver Isolation ab , einem reduzierten Genfluss. Dies tritt am leichtesten bei der allopatrischen Speziation auf, bei der die Populationen geografisch getrennt sind und allmählich auseinandergehen können, wenn sich Mutationen ansammeln. Die reproduktive Isolation wird durch Hybridisierung bedroht, aber dagegen kann selektiert werden, sobald ein Populationspaar inkompatible Allele desselben Gens aufweist, wie im Bateson-Dobzhansky-Muller-Modell beschrieben . Ein anderer Mechanismus, die phyletische Artbildung, beinhaltet, dass sich eine Linie im Laufe der Zeit allmählich in eine neue und unterschiedliche Form ändert, ohne die Anzahl der resultierenden Arten zu erhöhen.

Austausch von Genen zwischen Arten

Horizontale Gentransfers zwischen weit voneinander entfernten Arten erschweren die Phylogenie von Bakterien .

Der horizontale Gentransfer zwischen Organismen verschiedener Arten, entweder durch Hybridisierung , antigene Verschiebung oder Neusortierung , ist manchmal eine wichtige Quelle genetischer Variation. Viren können Gene zwischen Arten übertragen. Bakterien können Plasmide mit Bakterien anderer Arten austauschen, einschließlich einiger scheinbar entfernt verwandter in verschiedenen phylogenetischen Domänen , was die Analyse ihrer Beziehungen erschwert und das Konzept einer Bakterienart schwächt.

Louis-Marie Bobay und Howard Ochman schlagen auf der Grundlage der Analyse der Genome vieler Arten von Bakterien vor, dass sie oft "in Gemeinschaften gruppiert werden können, die regelmäßig Gene austauschen", ähnlich wie Pflanzen und Tiere reproduktiv gruppiert werden können isolierte Brutpopulationen. Bakterien können somit analog zu Mayrs biologischem Artenkonzept Arten bilden, die aus sich ungeschlechtlich fortpflanzenden Populationen bestehen, die durch homologe Rekombination Gene austauschen.

Aussterben

Eine Art ist ausgestorben, wenn das letzte Individuum dieser Art stirbt, aber sie kann weit vor diesem Moment funktionell ausgestorben sein. Es wird geschätzt, dass über 99 Prozent aller Arten, die jemals auf der Erde lebten, etwa fünf Milliarden Arten, heute ausgestorben sind. Einige davon ereigneten sich in Massenaussterben , wie zum Beispiel am Ende des Ordoviziums , des Devons , des Perms , der Trias und der Kreidezeit . Massenaussterben hatte eine Vielzahl von Ursachen, darunter vulkanische Aktivität , Klimawandel und Veränderungen in der Chemie der Ozeane und der Atmosphäre, und sie hatten wiederum große Auswirkungen auf die Ökologie, die Atmosphäre, die Landoberfläche und die Gewässer der Erde. Eine andere Form des Aussterbens ist die Assimilation einer Art durch eine andere durch Hybridisierung. Die daraus resultierende Einzelart wurde als „ Compilospecies “ bezeichnet.

Praktische Auswirkungen

Biologen und Naturschützer müssen im Laufe ihrer Arbeit Organismen kategorisieren und identifizieren. Die Schwierigkeit, Organismen zuverlässig einer Art zuzuordnen, stellt eine Bedrohung für die Gültigkeit von Forschungsergebnissen dar, beispielsweise um zu messen, wie häufig eine Art in einem Ökosystem strittig ist. Erhebungen, die ein phylogenetisches Artenkonzept verwendeten, ergaben 48 % mehr Arten und dementsprechend kleinere Populationen und Verbreitungsgebiete als solche, die nichtphylogenetische Konzepte verwendeten; Dies wurde als "taxonomische Inflation" bezeichnet, die einen falschen Anschein einer Änderung der Anzahl gefährdeter Arten und daraus resultierende politische und praktische Schwierigkeiten verursachen könnte. Einige Beobachter behaupten, dass es einen inhärenten Konflikt gibt zwischen dem Wunsch, die Artbildungsprozesse zu verstehen, und der Notwendigkeit, sie zu identifizieren und zu kategorisieren.

Naturschutzgesetze in vielen Ländern sehen besondere Bestimmungen vor, um das Aussterben von Arten zu verhindern. Hybridisierungszonen zwischen zwei Arten, einer geschützten und einer nicht geschützten, haben manchmal zu Konflikten zwischen Gesetzgebern, Landbesitzern und Naturschützern geführt. Einer der klassischen Fälle in Nordamerika ist der geschützte nördliche Fleckenkauz , der mit dem ungeschützten kalifornischen Fleckenkauz und dem Streifenkauz hybridisiert ; dies hat zu rechtlichen Debatten geführt. Es wurde argumentiert, dass das Artenproblem durch die unterschiedliche Verwendung des Artenkonzepts entsteht und dass die Lösung darin besteht, es und alle anderen taxonomischen Ränge aufzugeben und stattdessen nicht geordnete monophyletische Gruppen zu verwenden. Es wurde auch argumentiert, dass, da Arten nicht vergleichbar sind, ihre Zählung kein gültiges Maß für die Biodiversität ist ; alternative Maßnahmen der phylogenetischen Biodiversität wurden vorgeschlagen.

Geschichte

Klassische Formen

In seiner Biologie verwendete Aristoteles den Begriff γένος (génos), um eine Art zu bezeichnen, wie etwa einen Vogel oder Fisch , und εἶδος (eidos), um eine bestimmte Form innerhalb einer Art zu bezeichnen, wie etwa (innerhalb der Vögel) den Kranich , Adler , Krähe oder Spatz . Diese Begriffe wurden als "Gattung" und "Art" ins Lateinische übersetzt, obwohl sie nicht den so genannten linnischen Begriffen entsprechen; Heute sind die Vögel eine Klasse , die Kraniche eine Familie und die Krähen eine Gattung . Eine Art wurde durch ihre Eigenschaften unterschieden ; zum Beispiel hat ein Vogel Federn, einen Schnabel, Flügel, ein hartschaliges Ei und warmes Blut. Eine Form zeichnete sich dadurch aus, dass sie von allen ihren Mitgliedern geteilt wurde, wobei die Jungen alle möglichen Variationen von ihren Eltern erbten. Aristoteles glaubte, dass alle Arten und Formen verschieden und unveränderlich seien. Sein Ansatz blieb bis in die Renaissance einflussreich .

Feste Arten

John Ray glaubte, dass sich Arten echt vermehren und sich nicht ändern, obwohl Variationen existieren.

Als Beobachter in der Frühen Neuzeit damit begannen, Ordnungssysteme für Lebewesen zu entwickeln, stellten sie jede Tier- oder Pflanzenart in einen Kontext. Viele dieser frühen Abgrenzungsschemata würden heute als skurril angesehen: Schemata beinhalteten Blutsverwandtschaft basierend auf Farbe (alle Pflanzen mit gelben Blüten) oder Verhalten (Schlangen, Skorpione und bestimmte beißende Ameisen). John Ray , ein englischer Naturforscher, war der erste, der 1686 eine biologische Definition von Arten wie folgt versuchte:

Kein sichereres Kriterium zur Artbestimmung ist mir eingefallen als die Unterscheidungsmerkmale, die sich bei der Fortpflanzung aus Samen verewigen. Unabhängig davon, welche Variationen bei den Individuen oder der Art auftreten, sind sie, wenn sie aus dem Samen ein und derselben Pflanze stammen, zufällige Variationen und nicht dazu geeignet, eine Art zu unterscheiden ... Tiere, die sich ebenfalls spezifisch unterscheiden, bewahren ihre Unterscheidung Arten dauerhaft; Eine Art entspringt niemals dem Samen einer anderen noch umgekehrt.

Carl von Linné schuf das Binomialsystem zur Benennung von Arten.

Im 18. Jahrhundert klassifizierte der schwedische Wissenschaftler Carl von Linné Organismen nach gemeinsamen physikalischen Eigenschaften und nicht einfach nach Unterschieden. Er begründete die Idee einer taxonomischen Klassifizierungshierarchie , die auf beobachtbaren Merkmalen basiert und natürliche Beziehungen widerspiegeln soll. Zu dieser Zeit wurde jedoch noch allgemein angenommen, dass es keine organische Verbindung zwischen Arten gibt, egal wie ähnlich sie waren. Diese Ansicht wurde von der europäischen wissenschaftlichen und religiösen Bildung beeinflusst, die vertrat, dass die Kategorien des Lebens von Gott diktiert werden und eine aristotelische Hierarchie bilden, die scala naturae oder große Kette des Seins . Unabhängig davon, ob sie repariert werden sollte oder nicht, implizierte die Scala (eine Leiter) von Natur aus die Möglichkeit des Kletterns.

Wandlungsfähigkeit

und schlug vor, dass sich eine Art im Laufe der Zeit verändern könnte, in einer radikalen Abkehr vom aristotelischen Denken.

1859 lieferten Charles Darwin und Alfred Russel Wallace eine überzeugende Darstellung der Evolution und der Entstehung neuer Arten. Darwin argumentierte, dass es Populationen waren, die sich durch natürliche Selektion aus natürlich vorkommenden Variationen zwischen Individuen entwickelt haben, nicht Individuen. Dies erforderte eine neue Artendefinition. Darwin kam zu dem Schluss, dass Arten das sind, was sie zu sein scheinen: Ideen, die vorläufig nützlich sind, um Gruppen interagierender Individuen zu benennen, und schrieb:

Ich betrachte den Begriff Art als einen, der willkürlich aus Gründen der Bequemlichkeit einer Gruppe von Individuen gegeben wird, die einander sehr ähnlich sind ... Er unterscheidet sich nicht wesentlich von dem Wort Sorte, das weniger ausgeprägten und stärker schwankenden Formen gegeben wird. Auch der Begriff Vielfalt wird im Vergleich zu bloßen individuellen Unterschieden willkürlich und der Einfachheit halber verwendet.

Siehe auch

Verweise

Quellen