Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Ansätze in der Evolutionstheorie

12.02.2010
Was zählt? Die Gruppe, die Verwandtschaft oder nur das Individuum? Evolutionsbiologen wollen herausfinden, warum sich Verhalten in genetischen Änderungen festschreibt

Evolutionäre Anpassungen - sogenannte Adaptionen - zeigen sich nicht nur im äußeren Erscheinungsbild oder den Instinkten, sie offenbaren sich auch im Sozialverhalten. Evolutionsbiologen stellen sich daher schon lange die Frage, warum sich spezielles Verhalten in einer genetischen Veränderung manifestiert und durch Vererbung weitergegeben wird.

Um diese Frage zu beantworten, betrachten sich Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön das Verhalten von Individuen in einer Gruppe näher. (Evolution, Volume 64 Issue 2, Januar 2010)

Bis in die 1960er-Jahre haben Evolutionsbiologen viele Adaptationen dadurch erklärt, dass Einzelne im Sinne einer Gruppe gehandelt haben. Dies kann dadurch geschehen, dass einzelne Individuen die Anzahl ihrer Nachkommen begrenzen, um das Überleben der Gruppe nicht zu gefährden. Dadurch wären bestimmte Gruppen gegenüber anderen im Vorteil: Altruistisches Verhalten könnte sich durchsetzen.

Diese Sichtweise ist aber seit den 1960er-Jahren in Verruf geraten. Demnach ziehen in einer Gruppe stets diejenigen den größten Nutzen, die den eigenen Vorteil im Auge haben und nicht den Nutzen für die ganze Gruppe. Individualselektion, nicht Gruppenselektion, ist meistens die entscheidende Grundlage für Anpassungen.

Warum handeln jedoch in einer Gruppe immer wieder einzelne scheinbar selbstlos für andere? Als Erklärung wurde die Verwandtenselektion entwickelt, die Wissenschaftler mit den Worten des Genetikers John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964) erklären: "Ich würde in den Fluss springen, um zwei Brüder oder acht Cousins zu retten". Man riskiert also sein eigenes Leben, um Verwandte zu schützen - oder, um es wissenschaftlicher auszudrücken, um 100 Prozent des eigenen Erbguts zu retten. Ein bestimmtes Verhalten kann sich also auch dann durchsetzen, wenn man nicht selber daraus einen Vorteil zieht, sondern genetische Verwandte. Individual- und Verwandtenselektion bestimmten lange Zeit die gängigen Erklärungsmuster.

"Mittlerweile hat sich aber durch evolutionsbiologische Analysen und Experimente herausgestellt, dass es viele Populationsstrukturen gibt, die mit Individual- und Verwandtenselektion nicht zufriedenstellend zu erklären sind", sagt Arne Traulsen vom Plöner Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie. "In diesen Populationsstrukturen kommt es überraschenderweise doch zu einer Art Gruppenselektion". Somit ist in den letzen Jahren die Diskussion, ob es nun Gruppenselektion gibt oder nicht, neu entbrannt. Ehemals starke Verfechter der Verwandtenselektion haben ihren Standpunkt radikal geändert und propagieren nun die Gruppenselektion. Viele Evolutionsbiologen, die sich dem Problem mathematisch nähern, behaupten dass mathematisch gesprochen beide Ansätze gleich sind und man somit getrost alles mit Verwandtenselektion erklären kann. Aber ist diese mathematische Äquivalenz genauso stark wie zum Beispiel das zwischen den verschiedenen Betrachtungsweisen in der Quantenmechanik?

Eine genaue Betrachtung der Details beider Ansätze zeigt, dass es subtile, aber wichtige Unterschiede in der Art gibt, mit der Evolutionstheoretiker beider Lager sich dem Problem nähern. Beide Ansätze führen oftmals dazu, dass man formal gleiche Bedingungen dafür bekommt, wie und wann sich bestimmtes Verhalten durchsetzt. Aber die Definition des Begriffs "Verhalten setzt sich durch" ist sehr unterschiedlich. Dies kann zum Beispiel bedeuten, dass die Wahrscheinlichkeit ein Verhalten zu zeigen die Chance einer Anpassung erhöht. Es kann sich aber auch im populationsgenetischen Sinne um die Wahrscheinlichkeit halten, dass die Selektion ein Gen, das dieses Verhalten sofort zu 100 Prozent hervorruft, gegenüber neutralen, nicht durch Selektion betroffenen Mutationen bevorzugt.

Genau an diesem Punkt setzen die Evolutionstheoretiker im Team von Arne Traulsen vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön an. "Es sind diese Unterschiede, die zeigen, dass die Debatte, ob Gruppenselektion nun ein sinnvolles Konzept ist oder nicht, keineswegs kurz vor ihrem Ende steht. Im Gegenteil, wir müssen uns erst über die genauen Definitionen der Bedingungen klar werden, die wir diskutieren", sagt Traulsen. Sind die Bedingungen definiert, ist es möglich, Verhalten mit den Mitteln der Mathematik zu beschreiben und die Diskussion um Gruppen-, Verwandtschafts- und Individualselektion in entscheidend neue Bahnen zu lenken.

Originalveröffentlichung:

Arne Traulsen
MATHEMATICS OF KIN- AND GROUP-SELECTION: FORMALLY EQUIVALENT?
Evolution, Volume 64 Issue 2, Pages 316 - 323, Online-Publikation 19. November 2009; DOI: 10.1111/j.1558-5646.2009.00899.x

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Arne Traulsen, Emmy-Noether-Gruppe für Evolutionäre Dynamik
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön
Tel.: +49 4522 763-255
E-Mail: traulsen@evolbio.mpg.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de
http://www.evolbio.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen
23.05.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Mikro-Lieferservice für Dünger
23.05.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie