Die Morphologie besch\u00e4ftigt sich mit der Struktur und Form von Organismen und ihren Organen. Durch Vergleich der Morphologie von Organismen k\u00f6nnen viele Informationen zur Abstammung und Verlauf der Evolution von Organismen und Organen gewonnen werden. Folgende Themen werden in diesem Absachnitt behandelt:<\/p>\n
Im Zuge der Anpassung an die jeweiligen Umweltbedingungen k\u00f6nnen sich Organe bzw. Merkmale teilweise sehr stark ver\u00e4ndern. Obwohl diese Ver\u00e4nderungen bzw. das Aussehen der Organe sehr unterschiedlich sein k\u00f6nnen, weisen sie dennoch \u00c4hnlichkeiten auf. Solche Organe werden homologe Organe genannt. Homologe Merkmale gehen auf Merkmale des gemeinsamen Vorfahren zur\u00fcck. Homologe Merkmale spielen bei der Erstellung von Stammb\u00e4umen eine wichtige Rolle.<\/p>\n
Um eine Homologie zwischen anatomischen Merkmalen festzustellen, wurden drei Hauptkriterien \u201eLage\u201c, \u201eStruktur\u201c und \u201eKontinuit\u00e4t\u201c vorgeschlagen, von denen mindestens eines zutreffen muss, damit man von einer „Homologie“ sprechen kann. Es k\u00f6nnen aber auch mehrere dieser Kriterien gleichzeitig auf homologe Strukturen zutreffen!<\/p>\n
Strukturen sind dann homolog, wenn sie trotz unterschiedlicher Auspr\u00e4gung in Gestalt und Anzahl in einem vergleichbaren Lageplan stets die gleiche Lagebeziehung aufweisen. Nachfolgend einige Beispiele:<\/p>\n
\u00c4hnliche Strukturen k\u00f6nnen auch ohne R\u00fccksicht auf die gleiche Lage homologisiert werden, wenn sie in zahlreichen Sondermerkmalen \u00fcbereinstimmen. Die Sicherheit w\u00e4chst mit dem Grad der Komplexit\u00e4t der verglichenen Struktur. Ma\u00dfgeblich f\u00fcr das Homologiekriterium der spezifischen Qualit\u00e4t ist also der \u201einnere Aufbau\u201c eines Organs oder einer Struktur. Ein gutes Beispiel hierf\u00fcr sind der menschliche Zahn und die Hautschuppe eines Hais. Der menschliche Zahn und die Hautschuppe eines Hais sind nach dem Homologiekriterium der spezifischen Qualit\u00e4t homolog, da die \u00e4u\u00dferste Schicht aus Zahnschmelz und die darunterliegende Schicht aus Dentin besteht.<\/p>\n
Organe sind dann homolog, wenn sie trotz unterschiedlicher Lage durch Zwischenformen, die sich homologisieren lassen, in Verbindung gebracht werden k\u00f6nnen. Beispiele hierf\u00fcr sind:<\/p>\n
W\u00e4hrend der Embryonalentwicklung werden Homologien zu spezifischen Arten sichtbar, die allerdings nur von vor\u00fcbergehender Dauer und beim endg\u00fcltig entwickelten Lebewesen nicht mehr feststellbar sind (da in jedem Stadium der Ontogenese tiefgreifend umgestaltende Ver\u00e4nderungen von evolution\u00e4rer Bedeutung auftreten k\u00f6nnen). Der menschliche Embryo weist in einem bestimmten Entwicklungsstadium eine Kiemenspalte (Kiemenanlage) und damit eine unverkennbare \u00c4hnlichkeit mit den Fischen auf, die sp\u00e4ter wieder verschwindet. Der Vogelfl\u00fcgel ist mit der Hand des Menschen homologisierbar, da der Vogelembryo noch eine Hand mit f\u00fcnf Fingern aufweist, die im Laufe seiner Entwicklung durch Verschmelzung und Reduktion umgebaut werden.<\/p>\n
Auch Verhaltensweisen k\u00f6nnen homolog sein. Beispiele: das (angeborene) Balzverhalten innerhalb verwandter Vogelgruppen, etwa von verschiedenen Entenarten oder H\u00fchnerartigen.<\/p>\n
Es gibt viele Beispiele f\u00fcr Homologien. Ich empfehle dir m\u00f6glichst viele von ihnen kennenzulernen. Dadurch wird dich nichts mehr in der Klausur \u00fcberraschen k\u00f6nnen. Eine gute \u00dcbung w\u00e4re es, zu versuchen im Nachgang einige Homologiebeispiele mit eigenen Worten wiederzugeben.<\/p>\n
\u00c4hnlichkeit der Struktur von Organen, Merkmalen oder Verhaltensweisen unterschiedlicher Lebewesen, deren gemeinsame Vorfahren diese Auspr\u00e4gung nicht aufwiesen, werden als Analogien bezeichnet. Analogien zeigen, dass allein die \u00c4hnlichkeit eines Merkmals noch keinen R\u00fcckschluss auf Verwandtschaft erlaubt. \u00c4hnliche Merkmale deuten i. d. R. auf dieselbe oder eine \u00e4hnliche Funktion hin.<\/p>\n
Bei nicht n\u00e4her verwandten Arten wird die Entwicklung von analogen Merkmalen als konvergente Evolution (kurz: Konvergenz) bezeichnet. Zus\u00e4tzlich zu den \u00c4hnlichkeiten in ihrer Funktion k\u00f6nnen sich analoge Organe auch \u00e4u\u00dferlich und teilweise sogar anatomisch \u00e4hneln. Sie sind aber w\u00e4hrend der Evolution unterschiedlich und unabh\u00e4ngig voneinander entstanden, so dass sie KEINE Verwandtschaftsbeziehungen abbilden.<\/p>\n
Entsprechend den vielen Funktionen, die Organe \u00fcbernehmen k\u00f6nnen, gibt es viele Beispiele f\u00fcr analoge Merkmale: die Grabbeine von Maulwurfsgrillen (Insekten) und Maulw\u00fcrfen (S\u00e4ugetiere), das Innenskelett von Kopff\u00fc\u00dfern und Wirbeltieren, die Fl\u00fcgel von V\u00f6geln, Flederm\u00e4use und Flugsauriern, die Fl\u00fcgel eines Vogels und die Fl\u00fcgel eines Schmetterlings, die papageienartigen Schn\u00e4bel bei Kopff\u00fc\u00dfern, Papageien und Alligatorschildkr\u00f6ten, die entenartigen Schn\u00e4bel bei Enten, Schnabeltieren und Hadrosauriern, der schlangenf\u00f6rmige K\u00f6rperbau bei Aalen, Blindschleichen, Schleichenlurchen und Schlangen, die Stromlinienform bei schnell schwimmenden Wirbeltieren wie Haien, Delphinen, Ichthyosauriern und Pinguinen, Linsenauge bei Kopff\u00fc\u00dfern und Wirbeltieren.<\/p>\n
Das Gegenteil zur Analogie, n\u00e4mlich gemeinsame Merkmale, die von einem gemeinsamen Vorfahren ererbt und dadurch einander \u00e4hnlich sind, wird als Homologie bezeichnet. Obwohl homologe Organe den gleichen Ursprung haben, weisen sie unterschiedliche Funktionen auf. Sie k\u00f6nnen sich \u00fcber lange Zeitr\u00e4ume auseinanderentwickeln (Divergenz) und dann beim Vergleich der Arten sehr unterschiedlich aussehen. Klausurtipp: meistens sind \u00e4hnliche Organe analog, und v\u00f6llig unterschiedlich aussehende Organe homolog.<\/p>\n
Ich habe Probleme bei der Unterscheidung von Homologien und Analogien!<\/p>\n
Das ist normal, da die Unterscheidung zwischen „analog“ und „homolog“ teilweise standpunktabh\u00e4ngig ist. Flossen von Delphinen und Pinguinen stellen homologe Extremit\u00e4ten dar. Die Flossenstrukturen gehen aber nicht auf gemeinsame Vorfahren zur\u00fcck. Sie stellen analoge Merkmale dar. Ein anderes Beispiel sind die Fl\u00fcgel von Flederm\u00e4usen und V\u00f6geln. Obwohl sie als Folge von analogen Entwicklungen entstanden sind (Fliegen), basieren sie dennoch auf homologe Extremit\u00e4ten, n\u00e4mlich die Vorderextremit\u00e4ten von Sauropsida vor etwa 310 Millionen Jahren (gemeinsame Vorfahren).<\/p>\n
Merkmale, die im Laufe der Evolution teilweise oder ganz ihre Funktion verloren haben, aber noch vorhanden sind, werden als Rudimente bezeichnet. Achtung: Rudimente k\u00f6nnen immernoch Aufgaben erledigen und m\u00fcssen nicht zwangsl\u00e4ufig komplett funktionslos sein!!! Im Gegensatz zu Atavismen, die nur bei einzelnen Individuen auftreten, kommen Rudimente bei vielen oder allen Individuen einer Art vor. Rudimente k\u00f6nnen grunds\u00e4tzlich bei allen Organismen auftreten und gelten als klassische Evolutionsbelege.<\/p>\n
Der R\u00fcckbildungsvorgang, die von einem funktionsf\u00e4higen Merkmal ausgeht, wird als Rudimentation bezeichnet. W\u00e4hrend der Rudimentation sammeln sich in der DNA Mutationen ohne die Fitness des Organismus negativ zu beeinflussen. Dies kann \u00fcber lange Zeitr\u00e4ume zur Verk\u00fcmmerung des entsprechenden Merkmals in einer Population f\u00fchren (regressive Evolution).<\/p>\n
Beispiele f\u00fcr Rudimente beim Menschen sind: verk\u00fcmmerte Weisheitsz\u00e4hne, spitzer Eckzahn, Ohrh\u00f6cker am Au\u00dfenrand der Ohrmuschel, Rest der Nickhaut, Blinddarm mit Wurmfortsatz, Stei\u00dfbein, funktionslose Muskeln der Ohrmuscheln und Segmentierte, parzellierte Bauchmuskeln.
\nRudimente bei Tieren<\/p>\n
Beispiele f\u00fcr Rudimente im Tierreich sind: winzige Reste des Beckeng\u00fcrtels bei Walen, Reste des Ober- und Unterschenkels beim Gr\u00f6nlandwal, Reste von Hinterextremit\u00e4ten bei Riesenschlangen, Geh\u00e4usereste bei Nacktschnecken, Augen beim Maulwurf, Schulter- und Beckeng\u00fcrtelreste bei Blindschleichen, Stummelf\u00f6rmige Fl\u00fcgelreste beim Kiwi, N\u00e4gel an den Flossen bei Seel\u00f6wen und Walrossen, Griffelbeine beim Pferd, Wolfskralle beim Hund, reduzierte Eckz\u00e4hne bei Hirschen.<\/p>\n
Ein gutes Beispiel f\u00fcr rudiment\u00e4res Verhalten ist der Greifreflex von menschlichen S\u00e4uglingen. Bei Affen krallen sich die S\u00e4uglinge im Fell ihrer Mutter fest, w\u00e4hrend diese sich von Ast zu Ast hangelt oder sich auf allen vieren auf dem Boden bewegt. Beim Menschen hingegen, ist der K\u00f6rper der Mutter weitestgehend haarlos und die Bewegung findet auf zwei Beinen statt, wobei die Arme zum Tragen und Festhalten der S\u00e4ugling frei sind. Bei menschlichen Babys ist der Greifreflex also ein rudiment\u00e4res Verhalten, da er nicht mehr \u00dcberlebenswichtig ist.<\/p>\n
Das Wiederauftreten von anatomischen Merkmalen, die bei entfernteren Vorfahren ausgebildet waren, bei den direkten Vorfahren jedoch reduziert wurden, wird als Atavismus bezeichnet. Die wieder aufgetretenen Merkmale haben f\u00fcr den gegenw\u00e4rtigen Organismus keinerlei Funktion, was dazu f\u00fchrt, dass Atavismen h\u00e4ufig als Missbildung wahrgenommen werden. Atavismen sind Belege f\u00fcr die Evolutionstheorie und k\u00f6nnen bei allen Lebewesen gleicherma\u00dfen auftreten.<\/p>\n
Die Bildung von Atavismen kann unterschiedliche Ursachen haben. In der Regel f\u00fchrt eine Mutation zur Deaktivierung bzw. Aktivierung eines Gens, das die Bildung des Merkmals im Normalzustand unterdr\u00fcckt h\u00e4tte. Auch \u00c4nderungen der Genregulation k\u00f6nnen zur Ausbildung von Atavismen f\u00fchren.<\/p>\n
Es existieren viele Beispiel f\u00fcr Atavismus. Es ist immer Hilfreich einige Beispiel f\u00fcr die Klausur parat zu haben. Bei Menschen sind es u. a. Halsrippen, Halsfisteln, Ausbildung eines Schwanzes, zus\u00e4tzliche Brustwarzenpaare, mit Fell bedeckter K\u00f6rper (und nein, obwohl ich so behaart bin, handelt es sich nicht um einen Atavismus! Die K\u00f6rperbehaarung ist eher ein rudiment\u00e4res Merkmal.)<\/p>\n
Bei Tieren k\u00f6nnen z. B. \u00fcberz\u00e4hligen Klauen (z. B. bei Rindern, Kamelen und Pferden) auftreten. Bei Meeress\u00e4ugetieren wie Walen und Delphinen oder auch bei Schlangen werden ab und zu die Hinterextremit\u00e4ten ausgebildet. Und wenn fl\u00fcgellose Fluginsekten ganz spontan Fl\u00fcgel ausbilden, dann ist das definitiv ein Atavismus. Bei Pflanzen z. B. existieren Kakteen mit auftretenden Bl\u00e4ttern.
\nWenn angeborene Verhaltensweisen, die im Verlauf der Evolution abgelegt wurden, wieder auftreten, dann spricht man vom Verhaltensatavismus. Beispielsweise kann das Fight-or-flight-Syndrom des Menschen als Verhaltensatavismus interpretiert werden, denn dabei treten die kognitiven und kommunikativen F\u00e4higkeiten in den Hintergrund zugunsten instinktgesteuerter h\u00e4ufig irrationaler Reaktionen (man sieht rot und ist unzurechnungsf\u00e4hig vor Wut).<\/p>\n
Bei Haussperlingen (eine Vogelart) kann es ab und an vorkommen, dass einzelne Tiere gelegentlich ihre Nester nicht wie \u00fcblich bauen, sondern stattdessen Kugelnester errichten, wie sie f\u00fcr urspr\u00fcngliche Weberv\u00f6gel charakteristisch sind. Die Formgebung des Nestplatzes ist angeboren und nicht erlernt, sodass der Vogel v\u00f6llig instinktgesteuert handelt<\/p>\n\n\n