Einstieg (0:00)
Dein großer Cousin geht seit drei Monaten jeden Tag ins Fitnessstudio. Seine Oberarme sind sichtbar dicker. Bekommt er irgendwann ein Kind, kommt das dann mit solchen Muskeln zur Welt? Nein. Was er sich antrainiert hat, bleibt bei ihm.
Aber wenn Muskeln aus dem Fitnessstudio nicht vererbt werden, wie kam die Giraffe dann zu ihrem langen Hals? Keine Giraffe hat ihn sich erarbeitet. Unter vielen Giraffen hatten manche von Geburt an einen etwas längeren Hals, und die hatten im Schnitt mehr Junge. Wie das geht, zeige ich dir in vier Schritten: zwei Erklärungen im Duell, Darwins Gedanken, wie er darauf kam, und zwei Prüfungsaufgaben.
Zwei Erklärungen (0:41)
Die ältere Erklärung zuerst. Dass sich Arten über viele Generationen verändern, nennt man Evolution. Eine Erklärung dafür, wie das abläuft, heißt Evolutionstheorie. Eine frühe stammt von dem Franzosen Jean-Baptiste Lamarck, vor gut zweihundert Jahren. Er gehörte zu den Ersten, die sagten: Arten bleiben nicht für immer gleich.
Funfact: In diesem Hals stecken genauso viele Wirbel wie in deinem, nämlich sieben. Sie sind nur viel länger. Wie wird er so lang? Lamarck meinte: Ein Körperteil, das viel benutzt wird, wird kräftiger, eins, das kaum benutzt wird, verkümmert. Das heißt Gebrauch und Nichtgebrauch. Eine Giraffe, die sich ständig nach oben streckt, bekäme so einen etwas längeren Hals. Und dieses Stück, so Lamarck, erben ihre Jungen. Das nennt man Vererbung erworbener Eigenschaften.
Und jetzt zurück ins Fitnessstudio. Die Muskeln deines Cousins sind echt, aber sie stecken in seinen Armen, nicht in seinem Erbgut. Vererbt wird, was im Erbgut der Keimzellen steht, also in Eizelle und Spermium. Und die Gene darin ändern sich durch Training nicht. Durch Strecken auch nicht.
Merksatz: Eigenschaften, die ein Lebewesen im Laufe seines Lebens erwirbt, werden nicht vererbt. Lamarcks Erklärung für den Hals war also falsch.
Moment. Das teste ich selbst. Ein Arm, eine Hantel, ein paar Wochen Training. So. Jetzt warten wir auf die Kleinen.
Oh. Ganz normale dünne Ärmchen. Bei allen. Tja. Trainiert hat nur mein Arm. Meine Keimzellen haben nicht mittrainiert. Wenn nicht so, wie Lamarck dachte, wie dann?
Darwins Gedanken (2:29)
Der Engländer Charles Darwin hat genauer hingesehen: nicht auf eine Giraffe, sondern auf viele. Tiere einer Art, die zusammen in einem Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen, bilden eine Population. In dieser Herde gleicht kein Tier dem anderen: Eins ist größer, eins heller gefleckt, und auch die Hälse sind verschieden lang. Diese Unterschiede heißen Variabilität oder Variation. Das Fleckenmuster ist übrigens bei jeder Giraffe einmalig. Ein Fingerabdruck, den man von Weitem sieht.
Woher kommen diese Unterschiede? Ein Teil kommt vom Leben selbst, etwa von einer alten Verletzung. Das erbt niemand. Ein anderer Teil steckt im Erbgut, er ist erblich. Seine Quelle sind letztlich Mutationen, zufällige Veränderungen im Erbgut; Darwin kannte sie noch nicht. Dazu mischen sich bei jedem Jungtier die Anlagen der Eltern neu. Merksatz: Die erblichen Unterschiede entstehen zufällig und sind schon da, bevor sie nützlich werden.
Und wie viele Junge werden groß? Längst nicht alle. Eine Giraffenkuh kann im Leben deutlich mehr als zwei Kälber bekommen, und zwei würden die Eltern schon ersetzen. Wenn alle groß würden und selbst wieder so viele bekämen, würde die Herde mit jeder Generation wachsen, bis die Savanne sie nicht mehr ernähren kann. Merksatz: Es kommen mehr Junge zur Welt, als überleben können. Das heißt Überproduktion.
Und dann kommt die Trockenzeit. Die unteren Zweige der Akazien sind bald abgefressen. Alle Tiere brauchen dasselbe knappe Futter. Das ist Konkurrenz.
Wer kommt jetzt besser durch? Die Giraffen mit dem etwas längeren Hals. Sie erreichen noch Blätter, die für die anderen zu hoch hängen, bleiben eher gesund und bekommen im Schnitt mehr Junge. Das ist natürliche Selektion, auf Deutsch Auslese. Es zählt nicht Stärke, sondern Nachwuchs: der Fortpflanzungserfolg. Merksatz: Wer besser zur Umwelt passt, hat im Schnitt mehr Nachkommen.
Und jetzt kommt die Vererbung dazu. Die Jungen erben die Anlagen ihrer Eltern, auch die für einen etwas längeren Hals. In der nächsten Generation ist der Anteil der Tiere mit langem Hals also etwas größer als vorher. In der übernächsten wieder etwas größer. So verschiebt sich über viele Generationen die Halslänge in der ganzen Population.
Keine einzige Giraffe hat ihren Hals durch Strecken verlängert. Aber Generation für Generation hatten die mit den längeren Hälsen mehr Junge.
Das Ergebnis heißt Angepasstheit: Die Giraffen sind an ihre Umwelt angepasst. Sie haben sich nicht angepasst, das klänge nach Absicht, und keine Giraffe wollte etwas. Merksatz: Nicht das einzelne Tier verändert sich, sondern die Population über Generationen.
Vorsicht, Klausurfalle. „Giraffen bekamen lange Hälse, damit sie an die hohen Blätter kommen.“ Der Satz nennt einen Zweck: eine finale Begründung. Richtig ist eine kausale Begründung, sie nennt die Ursache: weil Vorfahren mit erblich längerem Hals mehr Nachkommen hatten.
Darwins Gedanken in vier Schritten. Variation: Die Tiere sind verschieden, zum Teil erblich. Überproduktion: mehr Junge, als überleben können. Selektion: Wer besser passt, hat mehr Nachkommen. Vererbung: Die Jungen erben die Anlagen. Bleibt die Frage: Wie kam Darwin darauf?
Wie Darwin darauf kam (6:03)
Angefangen hat es mit einer Reise. Achtzehnhunderteinunddreißig geht der zweiundzwanzigjährige Darwin an Bord der Beagle und segelt fast fünf Jahre um die Welt. Auf den Galapagosinseln fallen ihm Spottdrosseln auf, die von Insel zu Insel ein wenig verschieden sind. Dazu kleine Vögel mit ganz unterschiedlichen Schnäbeln: nah verwandte Arten, heute heißen sie Darwinfinken.
Zurück in England beschäftigt er sich mit Tierzüchtern. Züchter wählen aus, welche Tiere sich paaren dürfen. So entstanden aus der wilden Felsentaube über viele Generationen ganz verschiedene Rassen. Das nennt man künstliche Auslese oder Züchtung. Und Darwin fragt sich: Wer wählt eigentlich in der Natur aus?
Die Antwort findet er achtzehnhundertachtunddreißig bei Thomas Malthus. Der schreibt, dass eine Bevölkerung schneller wachsen kann als ihre Nahrung. Darwin überträgt das auf alle Lebewesen. Wenn nicht alle überleben, entscheiden die kleinen Unterschiede mit, wer durchkommt. Die Natur wählt aus, ganz ohne Absicht.
Dann sammelt er zwanzig Jahre lang Belege. Achtzehnhundertachtundfünfzig kommt ein Brief von Alfred Russel Wallace, der unabhängig auf dieselbe Idee gekommen ist. Ihm kam sie übrigens mit Fieber im Bett. Andere haben da Albträume. Beide Ideen werden noch im selben Jahr gemeinsam vorgestellt, ein Jahr später erscheint Darwins Buch „Über die Entstehung der Arten“.
Und warum heißt das bis heute Theorie? Weil Theorie in der Naturwissenschaft nicht Vermutung heißt. Eine Theorie ist eine gut geprüfte Erklärung, die viele Beobachtungen zusammenführt. Sie sagt voraus, was man finden müsste, und sie könnte an einer Beobachtung scheitern. Ein versteinertes Kaninchen in einer Gesteinsschicht, die älter ist als alle Säugetiere, wäre so ein Fall. Gefunden hat man so etwas nie.
Eine Erklärung, die man durch keine Beobachtung prüfen kann, etwa „Die Giraffe wollte es so“, gehört nicht zur Naturwissenschaft. Merksatz: Theorie heißt hier gut geprüft, nicht vermutet. Fehlt nur noch eine Prüfung: deine.
Prüfung (8:12)
Aufgabe eins, Klasse neun und zehn. Erkläre nach Darwin, wie die Giraffen zu ihrem langen Hals gekommen sind. Drück Pause. Ich trainiere solange meinen Arm weiter. Den Kleinen bringt das zwar nichts. Aber er sieht super aus.
Die Lösung in drei Punkten. Erstens, Variation: Bei den Vorfahren der Giraffen war die Halslänge verschieden, zufällig entstanden und zum Teil erblich. Zweitens, Selektion: Es kamen mehr Junge zur Welt, als überleben konnten. Tiere mit längerem Hals erreichten mehr Blätter, hatten einen Selektionsvorteil und mehr Nachkommen. Drittens, Vererbung: Sie gaben die Anlage weiter, so stieg über viele Generationen der Anteil der Tiere mit langem Hals.
Aufgabe zwei, für die Oberstufe. Auf einem Klausurzettel steht: „Die Giraffen haben lange Hälse bekommen, damit sie an die hohen Blätter kommen.“ Vergleiche die Erklärungen von Lamarck und Darwin, und beurteile diesen Satz. Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausarbeiten. Beurteilen heißt: mit Fachwissen begründet ein Urteil fällen. Drück Pause und formuliere.
Volle Punkte gibt es für drei Teile. Erstens, Lamarck: Das einzelne Tier verlängert seinen Hals durch Gebrauch, und das Erworbene wird vererbt. Das ist in dieser Form widerlegt. Zweitens, Darwin: Zufällige erbliche Unterschiede sind vorher da, die Selektion bestimmt, welche häufiger werden; es verändert sich die Population. Gemeinsam ist beiden: Arten verändern sich. Drittens: Der Satz nennt mit „damit“ einen Zweck, eine finale Begründung, und ist so fachlich nicht haltbar. Richtig ist die kausale: Vorfahren mit erblich längerem Hals hatten mehr Nachkommen, deshalb verbreitete sich die Anlage.
Merk dir drei Dinge (10:09)
Das war die Evolutionstheorie. Merk dir drei Dinge. Erstens: Lebewesen einer Art sind verschieden, zum Teil erblich. Zweitens: Wer besser zur Umwelt passt, hat im Schnitt mehr Nachkommen. Drittens: Nicht das einzelne Tier verändert sich, sondern die Population. Das Quiz und den Lernzettel zu diesem Video findest du kostenlos auf achtmalklug punkt de. Und dein Cousin? Sein Kind erbt von ihm Gene, keine Muskeln. Höchstens noch die Hantel. Bleib neugierig.
