Evolution: Biologie

Interessierte: Züchtung

Inhalt

In diesem Artikel werden Züchtungsmethoden, Züchtungsziele und einige Beispiele von Züchtungsergebnissen vorgestellt. Daraus werden Schlussfolgerungen über die Leistungsfähigkeit der Evolutionsmechanismen gezogen.

Klassische Züchtungsmethoden

Rekombination

Züchtungsziele

Ergebnisse

Züchtung – ein Modell für natürliche Vorgänge?

Weitere Fragen zu diesem Thema

In den beiden vorhergehenden Artikeln wurden die Evolutionsfaktoren Mutation und Selektion vorgestellt. Mutationen und Selektionsvorgänge geschehen nachweislich in der Natur. Beides kann man auch experimentell nachvollziehen. In der klassischen Züchtungsforschung werden natürlich ablaufende Vorgänge von Mutation, Rekombination und Selektion nachgeahmt und durch gezielte Eingriffe beschleunigt. Dies gelingt durch eine Erhöhung der Mutationsrate, durch gezieltes Kreuzen sowie durch künstliche Auslese (Abb. 62).

Durch züchterische Maßnahmen können in der Natur meist sehr langsam ab-
laufende Vorgängen stark beschleunigt werden. Daher sind Züchtungsstudien für die Evolutionsforschung von Interesse. Veränderungen können in viel kürzerer Zeit erzielt werden, so dass die Möglichkeiten und Grenzen der Wandelbarkeit der Lebewesen besser eingeschätzt werden können.

Klassische Züchtungsmethoden

Im Artikel über Mutationen wurde bereits erwähnt, dass Mutationen nicht nur spontan im Freiland auftreten, sondern auch künstlich ausgelöst werden können. Auf diese Weise wird in der Züchtungsforschung versucht, das Spektrum der Varianten zu erhöhen (Mutationszüchtung). Dies ist allerdings nur bedingt gelungen (s. u.). Auch Selektion (Auslese) kann künstlich erfolgen. An die Stelle der natürlichen Auslese (hervorgerufen durch Umweltbedingungen) tritt der Mensch als Züchter, der aus der Formenvielfalt innerhalb einer Art bestimmte Varianten auswählt, die für seine Züchtungsvorhaben nützlich sind. Er scheidet also denjenigen  Teil aus der vorhandenen Vielfalt aus, der seinem Züchtungsziel nicht dient. Das ist Selektion: Auslesezüchtung. Der Züchter kreuzt außerdem ausgewählte Individuen mit gewünschten Eigenschaften, um genau diese Eigenschaften zu optimieren. Durch geschicktes Kreuzen von Formen mit verschiedenen wünschenswerten Merkmalen kann es u. U.  gelingen, eine günstige Kombination von Merkmalen zu erreichen: Kombinationszüchtung.

Rekombination

Kombination von Erbfaktoren wird auch als Rekombination bezeichnet. Rekombina-
tion gibt es bei jeder sexuellen Fortpflanzung. Verschiedene Mechanismen bei der Bildung der Geschlechtszellen sowie die Befruchtung führen dazu, dass das Erbgut neu kombiniert wird. Man kann diesen Vorgang mit dem Mischen beim Kartenspiel vergleichen. Die Karten bleiben insgesamt dieselben, doch ihre Kombinationen sind in verschiedensten Weisen möglich. Durch gezieltes Kreuzen kann der Züch-
ter versuchen, bestimmte Kombinationen zu fördern.

Züchtungsziele

Züchtungsziele sind z. B. Steigerung der Korngröße bei Getreide oder allgemein Vergrößerung von Früchten, Verlust der Spindelbrüchigkeit bei Getreide, Erhöhung des Gehalts von Inhaltsstoffen (z. B. von Zucker in der Zuckerrübe), Gleichzeitig-
keit der Fruchtreife bei Nutzpflanzen, Verbesserung des Geschmacks oder der Haltbarkeit u. v. a. (vgl. Abb. 63).

Ergebnisse

Viele Züchtungsziele und -ergebnisse sind zwar wirtschaftlich sinnvoll, aber im Freiland unzweckmäßig, etwa der Verlust von Verbreitungsmitteln (Abb. 63),  die Gleichzeitigkeit der Samenreife, Verlust von Giftstoffen, gefüllte Blüten (geringere Fruchtbarkeit; vgl. Abb. 64). Bei diesen Beispielen treten Verluste ein, die unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft sein können. Aber auch in anderen Fällen er-
folgt keine Neubildung von Strukturen. Die Unterschiede gegenüber den Wildfor-
men sind in der Regel nur quantitativer Natur, z. B. Ausbildung größerer Früchte, einer größeren Kornzahl, von mehr Halmen pro Pflanze, eines größeren Farbstoff-
gehalts (Abb. 64) usw.). Wieder in anderen Fällen mag ein Merkmal eine gewisse Abwandlung erfahren, so dass auch in gewissem Sinne eine neue Qualität auftritt, die aber eine bereits vorhandene komplexe Ausgangssituation benötigt (beispiels-
weise beim Erwerb einer Giftresistenz; vgl. Artikel über Mutation). Manche Änderungen wiederum beruhen darauf, dass die Entwicklung teilweise nur bis zum Jugendstadium verläuft. So weist der Pekinesenschädel eine jugendliche Form auf (Abb. 65).

Die Mutationsforschung hat gezeigt, dass das Mutationsspektrum nicht beliebig erweitert werden kann, sondern nach einer gewissen Zeit ausgereizt ist, so dass immer wieder die gleichen Mutationen auftreten (Regel von der rekurrenten Varia-
tion, vgl. den Artikel über Mutationen). Außerdem sind die künstlich ausgelösten Mutation oft mit den natürlich (spontan) auftretenden iden-
tisch. Daher spielt die Mutationsforschung in der Zucht kaum noch eine Rolle. Das Mutantenspektrum kann offenbar nicht beliebig erweitert werden.

Durch Kreuzungen, die oft auch artübergreifend möglich sind, können neue Merk-
malskombinationen und damit neue Sorten erzeugt werden. Dabei wird vorhan-
denes genetisches Potential ausgenutzt und kombiniert, jedoch kein neues er-
zeugt.

Auch Selektion führt nicht zu immer wieder neuen Sorten, sondern zu Grenzen der Wandelbarkeit. So können die Eierlegezahlen bei Hühnern, die Milchproduktion von Kühen oder der Zuckergehalt von Zuckerrüben nicht endlos gesteigert werden. Und offensichtlich führen solche Steigerungen nicht zu neuen Strukturen im Sinne von Makroevolution. Durch künstliche Auslese können Extremvarianten und einsei-
tige Spezialisierungen ausgeprägt werden. Wenn das Auslesepotential (die an-
fangs vorhandene genetische Vielfalt) ausgereizt ist, sind keine weiteren Verän-
derungen auf diesem Wege mehr möglich. Fortgesetzte künstliche Selektion führt zur Verminderung der Variabilität und Spezialisierungen. Spezialisierungen und einseitige Anpassungen führen schließlich in evolutionäre Sackgassen.

Züchtung – ein Modell für natürliche Vorgänge?

Die Züchtungsforschung liefert nur bedingt ein Modell für Evolution und ist kein Vorbild für makroevolutionäre Vorgänge. Der Züchter liest meist nach ganz ande-
ren Kriterien aus als die Natur; für die allgemeine Überlebens- und Konkurrenzfä-
higkeit sind die Züchtungsziele in der Regel kontraproduktiv. Die Zuchtformen sind daher oft weniger vital als die Wildformen, so dass sie oft nur unter der Obhut des Züchters überleben.

Die Variationsmechanismen sind aber durchaus dieselben wie die im Freiland ab-
laufenden Vorgänge. In diesem Sinne kann Züchtung durchaus als Modell für im Freiland ablaufende Veränderungen betrachtet werden. Für Makroevolution stel-
len Züchtungsvorgänge kein Modell dar, da die Entstehung neuer Strukturen durch Züchtung nicht erreicht werden konnte.

Weitere Fragen zu diesem Thema

Benötigt die Entstehung der heutigen Artenvielfalt nicht Millionen von Jahren?

Ist die moderne Gentechnik ein Modell für Evolution?

Autor: Reinhard Junker, 01.01.2004

 
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