Allopatrische Artbildung – geografische und reproduktive Isolation
BiologieEvolutionAlter 17–18
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Zum Starten anmeldenEine geografische Barriere (ein Fluss, ein Gebirge oder das Meer) teilt eine Mäusepopulation in zwei. Die beiden Seiten haben unterschiedlich gefärbten Boden, daher treibt die natürliche Selektion die Fellfarbe in entgegengesetzte Richtungen, zusammen mit Mutation und genetischer Drift. Verfolgen Sie über die Generationen die mittlere Fellfarbe, die genetische Distanz und den Anteil der Paare, die sich noch kreuzen können; entfernen Sie dann die Barriere und prüfen Sie, ob sich die Populationen noch kreuzen oder bereits zwei Arten sind. Eine Kontrollkurve zeigt, was ohne Barriere geschieht.
Lektion: Allopatrische Artbildung: geografische Isolation, natürliche Selektion, genetische Drift und reproduktive Isolation
Was sie zeigt
Neue Arten entstehen oft, wenn eine geografische Barriere eine Population teilt. Der Genfluss stoppt, und jeder Teil entwickelt sich eigenständig: Die natürliche Selektion passt ihn an die örtlichen Bedingungen an, während Mutation und genetische Drift zufällige Unterschiede hinzufügen. In diesem Modell bekommen Mäuse auf dunklem Boden dunkles Fell und Mäuse auf hellem Sand helles Fell. Die genetische Distanz wächst, und jenseits einer Schwelle können die beiden Gruppen keine Nachkommen mehr zeugen, selbst wenn sie sich wieder begegnen. Das ist reproduktive Isolation, der Punkt, ab dem man von zwei Arten spricht. Eine Kontrollpopulation ohne Barriere zeigt, wie Genfluss eine Art zusammenhält.
So funktioniert es
Wählen Sie Fluss im Barrieren-Menü und klicken Sie auf Start. Beobachten Sie, wie die rote Kurve der genetischen Distanz zur gestrichelten Schwelle steigt, während die grüne Kurve der kreuzbaren Paare fällt. Zeigt der Status zwei Arten, klicken Sie auf Barriere entfernen und zählen Sie die Hybride. Klicken Sie dann auf Zurücksetzen, erhöhen Sie Umweltunterschied oder Selektion oder wählen Sie Keine Barriere, und vergleichen Sie das Tempo der Artbildung. Tippen Sie auf eine Maus, um ihre Gene zu sehen.
Einstellbare Parameter
- Geografische Barriere Keine Barriere, Fluss, Gebirge, Meer (steigendes Wasser bildet eine Insel)
- Individuen je Population 30–150
- Unterschied zwischen den beiden Umwelten 0–100 %
- Selektionsstärke 0–10
- Mutationsrate je Locus und Generation 1–10 ×10⁻⁴
- Schwelle des genetischen Unterschieds für reproduktive Isolation 10–40 %
Fragen zum Erkunden
- Warum spaltet sich die Population ohne Barriere nicht in zwei Arten, obwohl sich die Umwelten unterscheiden?
- Beschleunigt oder verlangsamt ein größerer Umweltunterschied die Artbildung, und warum?
- Was geschieht mit den beiden Populationen, wenn Sie die Barriere zu früh entfernen?
