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Dürre und Schnabelhöhe der Finken – Selektion auf ein quantitatives Merkmal, R = h²S

BiologieEvolutionAlter 17–18

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Eine Population von Grundfinken variiert kontinuierlich in der Schnabelhöhe, und ein Teil dieser Variation ist erblich (Heritabilität h²). In einer Dürre gehen die kleinen, weichen Samen aus und nur große, harte Samen bleiben übrig, sodass Vögel mit hohem Schnabel besser überleben; das Histogramm zeigt die Überlebenden, das Selektionsdifferenzial S und wie weit sich die Nachkommen verschieben, R ≈ h²S. Die Lernenden ändern h² und die Selektionsstärke, lassen den Regen zurückkehren und verfolgen die mittlere Schnabelhöhe über die Generationen.

Lektion: Darwins Evolutionstheorie: Variation, Vererbung und natürliche Selektion; gerichtete Selektion auf ein quantitatives Merkmal (Darwinfinken)

Was sie zeigt

Natürliche Selektion braucht drei Dinge: Variation in einem Merkmal, Vererbung dieser Variation und Unterschiede in Überleben oder Fortpflanzung. Die Simulation folgt Grundfinken, deren Schnabelhöhe kontinuierlich variiert. In einer Dürre bleiben nur große, harte Samen übrig, daher überleben Vögel mit hohem Schnabel besser. Das Histogramm vergleicht alle Vögel mit den Überlebenden und liefert so das Selektionsdifferenzial S; dann zeigt es die Nachkommen, deren Mittelwert sich um die Selektionsantwort R verschiebt. Im Mittel gilt R = h²S, die Züchtergleichung.

So funktioniert es

Verfolgen Sie mit Nächste Generation jeweils eine Saison: Graue Balken sind alle Vögel, orange Balken die Überlebenden, die grüne Linie die Nachkommen. Vergleichen Sie vorhergesagtes und tatsächliches R in der Anzeige. Ändern Sie h² (das erzeugt eine neue Population) und Selektionsstärke, und klicken Sie dann auf Regen kehrt zurück, um zu sehen, was geschieht, wenn kleine Samen wieder reichlich vorhanden sind.

Einstellbare Parameter

  • Heritabilität h² der Schnabelhöhe 0–1
  • Vögel pro Generation N 50–1000 Vögel
  • Anfängliche mittlere Schnabelhöhe 7,5–11 mm
  • Anfängliche Standardabweichung der Schnabelhöhe 0,4–1,5 mm
  • Selektionsstärke (Mangel an kleinen Samen) 0–1
  • Mit einer Dürre-Saison beginnen

Fragen zum Erkunden

  1. Bei h² = 0 haben die Überlebenden trotzdem höhere Schnäbel – warum ändern sich die Nachkommen nicht?
  2. Wie ändert sich die Antwort R bei gleichem Selektionsdifferenzial S, wenn h² verdoppelt wird?
  3. Wie verändert sich die mittlere Schnabelhöhe nach vielen Regenjahren, und warum langsamer als in einer Dürre?

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