Artbildung (Speziation)

Eine Art (Spezies) ist nach dem biologischen Artbegriff (Ernst Mayr, 1942) eine Gruppe sich tatsächlich oder potenziell miteinander fortpflanzender, fruchtbarer Nachkommen erzeugender Individuen, die gegenüber anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind. Speziation bezeichnet die Entstehung neuer Arten aus einer Stammart.

Die allopatrische Speziation (griech. allos = anders, patris = Heimat) ist die häufigste Form. Sie beginnt mit einer geographischen Separation: Eine Population wird durch ein Hindernis (Gebirge, Meer, Eiszeit, Flussumlenkung) in zwei Teil­populationen getrennt. In den getrennten Habitaten wirken unterschiedliche Selektionsdrücke; Mutationen, Gendrift und Selektion lassen sich Allel­frequenzen unabhängig entwickeln (Divergenz). Trifft man wieder aufeinander, ist die reproduktive Isolation oft schon so stark, dass Hybride fehlen oder unfruchtbar sind – zwei Arten sind entstanden.

Die Galapagos-Inseln bieten ein klassisches Lehrbuchbeispiel: Aus einer einzigen Stammart entstanden 14 Finkenarten mit unterschiedlichen Schnabelformen, die jeweils auf verschiedene Nahrungsquellen spezialisiert sind (Samenfresser, Insektenfresser, Werkzeug­benutzer). Dies ist zugleich ein Beispiel für adaptive Radiation – die rasche Aufspaltung in zahlreiche ökologische Nischen.

Bei der sympatrischen Speziation entstehen neue Arten innerhalb desselben geografischen Gebiets ohne räumliche Trennung. Mechanismen sind unter anderem:

• Ökologische Einnischung: Spezialisierung auf unterschiedliche Wirts­pflanzen oder Habitate (z. B. Apfel- und Weißdornrasse der Apfelfruchtfliege).
• Polyploidie bei Pflanzen: Verdopplung des Chromosomensatzes erzeugt eine sofort reproduktiv isolierte neue Art (z. B. Kulturweizen, Triticum aestivum, hexaploid).
• Sexuelle Selektion: Präferenz für bestimmte Merkmale spaltet die Population genetisch.

• Präzygotische Barrieren verhindern eine Befruchtung: zeitliche Isolation (unterschiedliche Blütezeiten), ökologische Isolation (verschiedene Habitate), ethologische Isolation (Balzverhalten), mechanische Isolation (Blütenbau, Genitalapparat), gametische Isolation (Pollen- oder Spermienun­verträglichkeit).
• Postzygotische Barrieren verhindern lebensfähige oder fruchtbare Nachkommen: Hybrid­sterilität (z. B. Maultier aus Esel und Pferd), Hybrid­letalität.

Wird eine bislang unbesetzte Nischenvielfalt frei (z. B. nach Massensterben oder bei Besiedlung neuer Inseln), kann eine einzige Art rasch in viele Tochterarten zerfallen. Beispiele: Buntbarsche im Viktoriasee, Honigschnepfen auf Hawaii, Beuteltiere Australiens.

Sympatrische Artbildung ist seltener als allopatrische, aber bei Pflanzen durch Polyploidie wichtig. Hybride zwischen unterschiedlichen Arten können gelegentlich lebensfähig sein, sind aber meist unfruchtbar.

Zusammenfassung: Speziation = Entstehung neuer Arten durch geografische (allopatrisch) oder genetische/ökologische (sympatrisch) Trennung. Reproduktive Isolations­mechanismen festigen die Aufspaltung.

Abitur-Tipp: Lerne die Schritte allopatrischer Speziation: Separation → Mutation/Gendrift/Selektion → Divergenz → reproduktive Isolation. Beispiele Darwinfinken oder Galapagos-Schildkröten parat haben.