Evolution als Teilgebiet der Biologie: Darwin im Unterricht

Neben Aufgaben zur Stammbaumanalyse und zur Evolution des Menschen und seinen Verwandten stehen im Biologieunterricht auch Übungen zum Darwinismus auf dem Lehrplan. Für ein besseres Verständnis bietet es sich an, die Evolution nach Darwin mit dem Lamarckismus zu vergleichen und Übereinstimmungen und Unterschiede festzustellen.
Fünfzig Jahre vor Charles Darwin stellte der Franzose Jean-Baptiste de Lamarck seine Evolutionstheorie auf. Diese besagt, dass häufig verwendete Organe über Generationen hinweg stärker ausgeprägt werden. Diese Veränderungen geben die Individuen wiederum über Generationen hinweg an ihre Nachkommen weiter. Kaum genutzte Organe hingegen bildeten sich mit der Zeit zurück.
So ging Lamarck davon aus, dass sich Giraffen aktiv durch das Strecken der Beine und der Hälse an die Lebensbedingungen anpassten. Die Säugetiere haben die Eigenschaften an ihre Nachkommen vererbt, die sie im Laufe ihres Lebens erworben haben.

Welche Gemeinsamkeiten weist die Evolutionstheorie von Charles Darwin mit der Evolutionstheorie von Lamarck auf?

Lösung: Beide Wissenschaftler glaubten nicht mehr an die Unveränderlichkeit der Arten. Zudem waren sich sowohl Lamarck als auch Darwin sicher, dass Veränderungen über sehr kleine Schritte erfolgen. 

Evolutionstheorie nach Darwin am Beispiel der Giraffen

Lösung: Darwins Evolutionstheorie begründet dies wie folgt: Zuerst gab es vorwiegend kurzhalsige Giraffen und nur wenige, die zufällig durch eine Mutation längere Hälse hatten. Diese „Langhalsgiraffen“ hatten im Vergleich zu den „Kurzhalsgiraffen“ einen entscheidenden Vorteil. Sie kamen an die Blätter der Bäume und konnten sich somit eine zusätzliche Nahrungsquelle sichern. Die langhalsigen Giraffen hatten bessere Überlebungschancen und sorgten für mehr Nachkommen. Mit der Zeit starben die kurzhalsigen Giraffen aus.

Was ist eine Evolutionstheorie?

Eine Evolutionstheorie umfasst eine Annahme, die auf wissenschaftlicher Grundlage die Veränderung und die Entstehung von Arten erklärt. Der Begriff geht aus dem lateinischen Wort „evolvere“ hervor, welches sich u. a. mit dem deutschen Wort „entwickeln“ und „ablaufen“ übersetzen lässt.

Charles Darwin: Vom Hobby-Naturforscher zum Begründer der Evolutionstheorie

Charles Robert Darwin wurde am 12.02.1809 im englischen Shrewsbury geboren. Als 22-jähriger Mann aus wohlhabenden Verhältnissen ging er an Bord der HMS Beagle – einem Vermessungsschiff der Royal Navy. Das Schiff zielte Destinationen an, die südlich des Äquators lagen. Darunter Salvador de Bahia, die Galapagosinseln, Sydney und Kapstadt. Darwin nahm das Angebot wahr, die Schiffsbesatzung als freier Wissenschaftler zu begleiten.
Der junge Naturforscher entdeckte an Land eine reiche Artenvielfalt. Auch fand er Knochen von Lebewesen, die offensichtlich nicht mehr existierten. Als Wissenschaftler hielt er seine Beobachtungen in zahlreichen Notizbüchern fest und sammelte tierische und pflanzliche Exemplare sowie Gesteinsproben. Fünf Jahre später kehrte die Beagle von der Weltreise zurück und lief in Falmouth (England) ein.
Bis sein Hauptwerk „Über die Entstehung der Arten“ 1859 erschien, führte Darwin zahlreiche detaillierte Studien zur Evolution durch. Die erste Auflage war auf 1250 Exemplare limitiert und bereits am ersten Tag ausverkauft.

Darwins Reise zur Evolution: Die Galapagosinseln und ihre Finken

Für die Darwin’sche Evolutionstheorie bedeutend war vor allem der Aufenthalt des Forschers auf den verschiedenen Galapagosinseln. Etwa 100 Kilometer von der ecuadorianischen Küste entfernt beobachtete Darwin über zehn unterschiedliche Vögel. Diese hatten zwar große Übereinstimmungen, jedoch gab es auch sichtbare Unterschiede was ihre Schnäbel (kurz und dick oder lang und schmal) und ihre Futterquellen (Nüsse, Samen oder Insekten) betraf.
Diese zunächst wenig spektakuläre Beobachtung führte Darwin später zu seiner revolutionären Evolutionstheorie. In England machte ihn ein Kollege machte darauf aufmerksam, dass es sich bei den mitgebrachten Singvögeln um Finkenarten handelt, die alle eng miteinander verwandt sind. Ist es also denkbar, dass die Individuen Schritt für Schritt an die Gegebenheiten ihrer Umwelt angepasst wurden, sodass gänzlich neue Arten entstanden? Daraus ergibt sich folgender Ansatz: Alles Leben (auch das menschliche) lässt sich auf einen einzigen Ursprung zurückführen – die reiche Artenvielfalt beruht lediglich auf Anpassung.

Thematisch passende Beiträge und Unterrichtsideen zur Darwin’sche Evolutionstheorie finden sie hier:

Wirksame Konkurrenz

Anpassung oder Angepasstheit 

Paradigmenwechsel und Erkenntnisgewinnung 

Was besagt die Evolutionstheorie nach Darwin?

Die Evolutionstheorie von Charles Darwin beruft sich auf die Annahme „survival of the fittest“. Dies lässt sich mit „der Tüchtigste überlebt“ oder auch im übertragenen Sinne mit „der Anpassungsfähigste überlebt“ übersetzen.

Weitere wesentliche Aussage aus Darwins Evolutionstheorie sind:

• Evolution erfolgt in kleinen Schritten über viele Generationen hinweg.
• Durch erbliche oder räumliche Isolation entstehen neue Arten.
• Bei den Nachkommen von Pflanzen- und Tierarten liegt eine genetische Variabilität vor.
• Alle Individuen erzeugen mehr Nachkommen als für den Fortbestand ihrer Spezies notwendig wäre.
• Alle Lebewesen – auch der Mensch – sind das Ergebnis der natürlichen Auslese.
• Individuen werden passiv durch die Selektion angepasst.
• Mutationen entstehen zufällig und die natürliche Selektion legt fest, welche Gene sich entweder langsamer oder schneller verändern.

Diese Aussagen werden in folgenden Beiträgen unterrichtspraktisch umgesetzt:

Veränderlichkeit von Arten 

Evolution verstehen 

Neue Wege in die Biologie: Naturgeschichte der Wirbeltiere 

Mit den englischen Fachbegriffen, die im Biologieunterricht gelehrt werden, lässt sich das Prinzip der natürlichen Selektion nach Darwin wie folgt zusammenfassen: Eine natürliche Selektion (natural selection) tritt ein, da im Kampf um das Überleben (struggle for life) nur die qualifiziertesten Individuen eine Chance haben (survival of the fittest) und von der Natur zur Weiterzucht ausgewählt werden.

Was ist die natürliche, künstliche und sexuelle Selektion?

Darwin beschrieb zunächst in seinem Hauptwerk „Über die Entstehung der Arten“ die natürliche und künstliche Selektion. Die natürliche Selektion bezieht sich auf den Überlebenserfolg unterschiedlicher Phänotypen, die zu einer Population gehören.

Die künstliche Selektion hingegen ist vom Menschen gesteuert. Gewünschte Merkmale werden beispielsweise bei Haustieren weitergezüchtet – unerwünschte hingegen weggezüchtet.

In seinem 1871 erschienenen Buch „Die Abstammung des Menschen und die geschlechtliche Zuchtwahl“ geht er auf die dritte Selektionsart ein. Die sexuelle Selektion gibt Rückschlüsse auf Konkurrenzkämpfe um potenzielle Fortpflanzungspartner. Weiter lassen sich in dem Beitrag „Auf die Größe kommt es an“ durch die sexuelle Selektion die Unterschiede zwischen weiblichen und männlichen Individuen erklären.

Die Evolution nach Darwin und das damalige vorherrschende Weltbild

Charles Darwin selbst wuchs mit dem Glauben auf, dass der Schöpfer jede Spezies allein geschaffen hat und der Mensch die Krone der Schöpfung bildet.
Seine Theorie jedoch schien mit einer monotheistischen Religion unvereinbar zu sein. Da er negative Konsequenzen fürchtete, zögerte Darwin zunächst mit der Bekanntmachung seiner Evolutionstheorie. Als der Naturforscher Alfred Russell Wallace zu ähnlichen Ergebnissen kam und diese veröffentlichen wollte, sah sich Darwin gezwungen, sein Hauptwerk zu publizieren.
Seine revolutionären Theorien sorgten – wie erwartet – bei Zeitgenossen und vor allem beim Klerus für Entsetzen. Die Evolutionstheorie nach Charles Darwin wurde entschieden abgelehnt und die Annahme, dass der Mensch vom Affen abstammt als beleidigend empfunden. Selbst als Person erfuhr Darwin Herabwürdigungen in Form von Karikaturen.
Später, als auch weitere Naturforschende den Darwinismus anerkannten, lenkte die Kirche ein und erklärte die Schöpfungslehre aus der Bibel als eine Metapher.

Evolution: Darwin und die Erkenntnisse der heutigen Wissenschaft

Als Charles Darwin seine Evolutionstheorie 1859 publizierte, war ihm die Vererbungslehre noch nicht bekannt. Schließlich veröffentlichte Gregor Mendel erst in den 1860er-Jahren seine berühmten Mendelschen Regeln. Seine Erkenntnisse über die Vererbung von Merkmalen trugen maßgebend zum Verständnis der Genetik bei. Auch die Entdeckung der DNA und die Entschlüsselung des genetischen Codes lieferten neue Erkenntnisse für die moderne Evolutionstheorie. Trotz der neuen wissenschaftlichen Errungenschaften ist Darwins Ansatz heute noch von Bedeutung. Gegenwärtig bildet die sogenannte synthetische Evolutionstheorie die am besten begründete wissenschaftliche Theorie. Dabei handelt es sich um eine Erweiterung der Evolutionstheorie von Darwin.Die synthetische Evolutionstheorie besagt: Für die Entstehung und den Wandel der Arten sind die fünf zufälligen und nicht zufälligen Faktoren:

• Mutationen,
• Rekombination,
• Gendrift,
• Migration,
• Isolation
• und Selektion (survival of the fittest)

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