Evolutionsstufe: Definition, Merkmale & Abgrenzung zur Klade
Evolutionsstufe: Definition, Merkmale & Abgrenzung zur Klade — Klar erklärt: Unterschiede, Beispiele und Bedeutung von Grades vs. Klade für Evolution, Morphologie und Systematik.
Evolutionsstufe bezeichnet in der Biologie eine Gruppe von Arten auf derselben Organisations- oder Komplexitätsstufe. Der Begriff beschreibt nicht notwendigerweise die gemeinsame Abstammung, sondern stellt Arten zusammen, die eine ähnliche morphologische oder physiologische Ausstattung und oft eine ähnliche Lebensweise aufweisen. Eine Evolutionsstufe ist damit ein funktionales oder strukturelles Rangkonzept und keine streng systematisch-phylogenetische Einheit.
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Merkmale einer Evolutionsstufe
- Ähnliche Organisationsebene: Arten teilen vergleichbare Körperbauprinzipien oder physiologische Fähigkeiten (z. B. ein ähnliches Atmungs- oder Kreislaufsystem).
- Ökologische Anpassung: Oft sind die Arten an eine ähnliche Lebensweise oder Ökologie angepasst (z. B. räuberische Lebensweise, bodenbewohnend, fliegend).
- Konvergenz möglich: Ähnliche Merkmale können unabhängig in unterschiedlichen Abstammungslinien entstehen (Homoplasie), sodass die Gruppe nicht monophyletisch sein muss.
- Abstraktes Rangkonzept: Eine Evolutionsstufe ist eher ein beschreibendes Konzept als eine streng definierte systematische Kategorie.
Abgrenzung zur Klade
Wichtig ist die Unterscheidung zur clade (Klade). Eine Klade ist eine streng phylogenetische Einheit: sie umfasst einen Vorfahren und alle seine Nachkommen (monophyletisch). Eine Evolutionsstufe dagegen fasst Arten nach funktionellen oder morphologischen Gemeinsamkeiten zusammen, unabhängig davon, ob diese Gemeinsamkeiten auf gemeinsamer Abstammung beruhen.
Viele traditionelle Gruppen, die als Evolutionsstufen bezeichnet wurden, sind paraphyletisch (sie schließen einige Nachkommen einer gemeinsamen Stammform aus). Klassische Beispiele sind etwa die „Fische“ (wenn man die Landwirbeltiere ausschließt) oder die traditionellen „Reptilien“ (wenn man die Vögel nicht einbezieht).
Beispiele
- Fische: Als Alltagsterminus fasst er aquatische, kiefertragende Wirbeltiere zusammen; phylogenetisch bilden „Fische“ oft eine paraphyletische Gruppe, weil sich aus ihnen die Landwirbeltiere entwickelt haben.
- Reptilien (traditionell): Zusammenfassung von Echsen, Schlangen, Schildkröten und Krokodilen nach äußerlichen Merkmalen; modern betrachtet sind die traditionellen Reptilien paraphyletisch, weil Vögel von den archosaurischen Reptilien abstammen.
- Flügellose Wanzen- oder Käfergruppen: Hier kann eine funktionelle Kategorie („flügellos“) Arten unterschiedlicher Abstammung zusammenfassen.
Bedeutung und Kritik
Der Begriff wurde von Julian Huxley geprägt und von Ernst Mayr als nützlicher Terminus unterstützt; Mayr betonte, dass der Begriff bereits vor der Etablierung des Cladismus verwendet worden sei. Befürworter sehen in Evolutionsstufen ein hilfreiches Instrument, um evolutionäre Innovationen, funktionelle Niveaus oder ökologische Rollen zu beschreiben. Kritiker hingegen verweisen darauf, dass moderne Systematiken auf monophyletischen Einheiten (Kladen) beruhen sollten, um Abstammungsbeziehungen korrekt abzubilden.
Praktische Hinweise
- Verwenden Sie den Begriff Evolutionsstufe bewusst, wenn es um funktionale oder ökologische Vergleiche geht, nicht um strenge Abstammungssverhältnisse.
- Beim wissenschaftlichen Klassifizieren und Benennen ist heute meist die kladistische Sichtweise (Kladen/Monophylie) vorzuziehen.
- Bei der Diskussion historischer oder populärer Gruppennamen (z. B. „Fische“, „Reptilien“) empfiehlt es sich, explizit auf mögliche Paraphylie hinzuweisen.
Zusammenfassend ist eine Evolutionsstufe ein nützliches, beschreibendes Konzept zur Darstellung vergleichbarer Organisations- oder Funktionsniveaus bei Organismen. Für phylogenetische Rekonstruktionen und systematische Einteilungen bleibt jedoch die Klade das präferierte Kriterium.
Hintergrund
Ein evolutionärer Grad ist eine Gruppe von Arten, die durch Ähnlichkeiten vereint sind. Diese Ähnlichkeiten führten dazu, dass ihnen ein Name gegeben wurde. Aber um nun eine Klasse zu sein, muss die ganze Gruppe vom ersten bekannten Mitglied bis zum heutigen Tag einbezogen werden.
Das am häufigsten zitierte Beispiel ist das der Reptilien. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurden die Tetrapoden in die vier bekannten Klassen der Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere eingeteilt. In diesem System werden Reptilien durch Eigenschaften definiert, wie z.B. das Legen von Cleidoeiern, eine mit Schuppen oder Schuppen bedeckte Haut und einen "kaltblütigen" Stoffwechsel.
Heute wissen wir jedoch, dass Amphibien schon früh zu eierlegenden Amniotien geführt haben. Diese führten zu Sauropsiden (den Vorfahren der Reptilien und Vögel) und Synapsen (den Vorfahren der Säugetiere). Reptil" ist nur ein gebräuchlicher Begriff für jene Sauropsiden, die bis heute überlebt haben, ohne die Vögel. Als Alltagswort versteht es jeder. Aber als moderner wissenschaftlicher Begriff ist er nicht mehr gut und wird weniger verwendet.
Paraphyletische und polyphyletische Taxa stellen oft evolutionäre Grade dar. In einigen Fällen sind paraphyletische Taxa einfach dadurch vereint, dass sie zu keiner anderen Gruppe gehören, und bilden so genannte Papierkorb-Taxa.
Beispiele
- Bryophyten galten lange Zeit als eine natürliche Gruppe, definiert als jene Landpflanzen, denen es an Gefäßsystemen mangelte. Molekulare Beweise zeigen, dass die Bryophyten nicht monophyletisch sind, da Moose, Leberblümchen und Hornkraut in der Tat getrennte Linien sind, wobei die Moose den Gefäßpflanzen am nächsten sind. Die drei Claden haben jedoch einen ähnlichen Grad an Komplexität, und der "Bryophytengrad" ist ein nützlicher Maßstab bei der Analyse früher Pflanzen - er gibt Auskunft über den Status von Fossilien, die nicht immer in lebende Gruppen eingeteilt werden können.
- Fische stellen eine Klasse dar, da sie die Land-Wirbeltiere hervorgebracht haben. Tatsächlich stellen die drei traditionellen Fischklassen (Agnatha, Chondrichthyes und Osteichthyes) alle evolutionäre Grade dar. Natürlich wird jeder weiterhin das Wort Fisch verwenden; dies macht nur deutlich, dass es sich nicht um eine monophyletische Klasse handelt.
- Dinosaurier plus Vögel sind eine richtige monophyletische Gruppe. Ansonsten sind sie es nicht.
- Labyrinthodonten sind ein evolutionärer Grad, und die Gruppe ist in der Taxonomie kein Begriff mehr.
- Synapsidien können nur dann eine Klasse sein, wenn die Säugetiere einbezogen werden.
- Nautiloiden. Kladistisch gesprochen sind Nautiloide eine paraphyletische Gruppe mit gemeinsamen primitiven Merkmalen, die man bei abgeleiteten Kopffüßern nicht findet. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine evolutionäre Klasse, von der man annimmt, dass sie sowohl Ammonoideen als auch Coleoide hervorgebracht hat.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Evolutionsgrad?
A: Ein Evolutionsgrad ist eine Gruppe von Arten auf der gleichen Organisationsebene, die keine Klade sind.
F: Wer hat den Begriff "Evolutionsstufe" geprägt?
A: Der Begriff "Evolutionsstufe" wurde von Julian Huxley geprägt.
F: Was ist der Unterschied zwischen einer Klade und einem Evolutionsgrad?
A: Eine Klade ist eine streng phylogenetische Einheit, während sich ein Evolutionsgrad auf eine Gruppe von Tieren oder Pflanzen bezieht, die sich sehr ähnlich sind, aber keine Klade darstellen.
F: Was ist ein Beispiel für ein Merkmal eines evolutionären Grades?
A: Ein Beispiel für ein Merkmal einer Evolutionsstufe ist eine ähnliche morphologische oder physiologische Komplexität.
F: Wer hat sich für die Verwendung des Begriffs "Grad" in der Biologie stark gemacht?
A: Ernst Mayr hat sich für die Verwendung des Begriffs "Grad" in der Biologie stark gemacht.
F: Welchen Zweck verfolgt die Verwendung des Begriffs "evolutionärer Grad"?
A: Der Zweck der Verwendung des Begriffs "Evolutionsstufe" besteht darin, eine Gruppe von Arten zu beschreiben, die sich in Morphologie oder Physiologie ähneln, aber nicht unbedingt von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen.
F: Seit wann wird der Begriff "Grad" in der Biologie verwendet?
A: Der Begriff "Grad" wurde laut Ernst Mayr schon einige Zeit vor dem Kladismus verwendet.
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Autor
AlegsaOnline.com Evolutionsstufe: Definition, Merkmale & Abgrenzung zur Klade Leandro Alegsa
URL: https://de.alegsaonline.com/art/32841
Quellen
- ncbi.nlm.nih.gov : "The deepest divergences in land plants inferred from phylogenomic evidence"
- doi.org : 10.1073/pnas.0603335103
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 17030812
- geology.geoscienceworld.org : "New evidence for land plants from the lower Middle Ordovician of Saudi Arabia"
- doi.org : 10.1130/0091-7613(1996)024<0055:NEFLPF>2.3.CO;2