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Index
Cover
Schummelseite
Titelei
Über die Autoren
Über die Übersetzerin
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Über dieses Buch
Konventionen in diesem Buch
Was Sie nicht unbedingt lesen müssen
Törichte Annahmen über die Leser
Wie dieses Buch aufgebaut ist
Teil 1: Was Evolution ist
Teil 2: Wie Evolution funktioniert
Teil 3: Was Evolution macht
Teil 4: Evolution und Ihre Welt
Teil 5: Der Top-Ten-Teil
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden
Wie es weitergeht
Teil I Was ist Evolution?
1 Was Evolution ist und wozu Sie das wissen sollten
Die biologische Evolution auf einen Blick
Die Definition eines Gens
Was ist eine (Gen-)Frequenz?
Die Zeitskala der Evolution
Genetische Extreme: Mutation und Extinktion
Darwins geniale Ideen und Konzepte
Natürliche Selektion
Die Bildung einer neuen Art
Wie natürliche Selektion und Fitness zusammenpassen
Adaptive Eigenschaften
Die Evolutionsbiologie in post-darwinistischer Zeit
Evolutionsbiologie und ihre Anwendung heute
Evolution und Naturschutz
Evolution und Landwirtschaft
Evolution und Medizin
Eine letzte Frage – wie steht es mit Ihrer eigenen Evolution?
2 Evolutionswissenschaften gestern und heute
Evolution: Fakten und Theorien
Ein Erklärungsversuch: Evolution ist wie Schwerkraft
Denken wie ein Wissenschaftler
Ein Beleg für die Evolution
Einige Informationen zu DNA und Genetik
Der experimentelle Beleg
Die Veränderungsrate kann gemessen werden
Die wissenschaftliche Basis der natürlichen Selektion
Das Gradualismus-Konzept: Veränderungen im Laufe der Zeit
Das Alter der Erde
Fossilfunde
Biogeographische Verteilungsmuster oder der optimale Standort
Natürliche Selektion und Artbildung
3 Genetik für Einsteiger
Was ist Genetik?
DNA: Ein Riesenmolekül als Speicher genetischer Informationen
Die DNA steckt im Chromosom
Das Vier-Buchstaben-Alphabet der DNA
Wie DNA über RNA in Proteine übersetzt wird
Die Transkription – aus DNA wird RNA
Der genetische Code: von der RNA zum Protein
RNA, die nicht für Proteine codiert
Die Definition von Genen
Von Allelen und Genorten
Dominant, rezessiv – oder passiv-aggressiv?
Die Summe aller Gene – das Genom
Nicht die Größe zählt (oder: Wie man ein Genom aufbläht)
Die Anzahl der Gene
Genomorganisation – Kern, Mitochondrium oder freie DNA?
Die Kopienzahl
Sexuelle Reproduktion und Weitergabe des Genoms
Dominant oder nicht?
Genotyp und Phänotyp
Was das mit natürlicher Selektion zu tun hat
Teil II Wie die Evolution arbeitet
4 Variation: Die wichtigste Voraussetzung für Evolution
Was sind Variationen?
Das Grundkonzept der Variation
Phänotypische und genotypische Variation
Variationen, die für die Evolution wichtig sind
Populationsstruktur und Genfluss
Keine Variation ohne Mutationen
Evolution und Mutationen
Was kam zuerst – Mutation oder Selektion?
Verschiedene Arten von Mutationen
Schlechte Mutationen – gute Mutationen
Genfrequenzen und das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht
Wenn das Gleichgewicht nicht stimmt
Das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht in der Praxis
5 Natürliche Selektion und Adaptation
Natürliche versus künstliche Selektion
Gezielte Selektion
Stabilisierende Selektion
Adaptation: Veränderung durch natürliche Selektion
Adaptation – Ja oder Nein?
Die Exaptation: Wenn Selektion einen anderen Wege einschlägt
Das Chromosom – von Kopplungsgruppen und Beifahrern
Nicht immer ist es Adaptation
Evolution am Scheideweg – es gibt eben Grenzen
Große Sprinter, kleine Sprinter
Darwins und Grants Finken
6 Evolution per Zufall und genetische Drift: Wer Glück hat, kommt durch
Was ist Gendrift?
Kein Kopfzerbrechen über den Zufall
Auf der Ebene des Individuums
Auf der Ebene der Gameten
Wann Gendrift wirklich wichtig wird
Wenn Populationen klein sind
Wenn genetisch unterschiedliche Individuen die gleiche Fitness haben
Gendrift oder Selektion? – Mitunter schwer zu sagen…
Gendrift in Aktion: Auch große Populationen schrumpfen
Populationsengpässe als Flaschenhals
Der Gründereffekt
Die Hypothese des verschobenen Gleichgewichts
Die adaptive Landschaft: eine 3D-Fitnesskarte
Einfach spitze sein – auf dem eigenen Hügel
Wir kommen dann mal rüber…
7 Quantitative Genetik: Von Genen, die gemeinsam wirken
Warum quantitative Genetik wichtig ist
Interagierende Gene
Multigene Eigenschaften in Landwirtschaft und Medizin
Quantitative Merkmale
Kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Merkmale
Die Grenze überschreiten
Die QTL-Kartierung multigener Merkmale
Die Heritabilität von quantitativen Merkmalen
Additiv oder nicht-additiv?
Die Vererbbarkeit phänotypischer Variation
Heritabilität im weiteren und engeren Sinne
Wie lässt sich die Stärke der Selektion messen?
8 Arten und Artbildung
Art und Artbildung auf einen Blick
Das biologische Artkonzept
Wenn aus einer Art zwei werden
Fast wie »Stille Post « – die Bildung von Ringarten
Die Komponenten der Artbildung
Kleine Änderungen summieren sich auf: Lokale Anpassung
Reproduktive Isolation: Der letzte Schritt zur Artbildung
Arten der Artbildung
Allopatrische Artbildung: Wenn der Berg zu hoch ist…
Allopatrische Artbildung durch Gründereffekte: auf zu neuen Ufern…
Parapatrische Artbildung: Nee, das hier geht gar nicht…
Sympatrische Artbildung: Ich mag dich schon, aber…
Inseln – Refugien der Artbildung
Ein Artkonzept für Bakterien
Bakterien kategorisch betrachtet
Periodische Selektion und gelegentliche Kehrwoche
9 Phylogenetik: Die Rekonstruktion des Baums des Lebens
Die Bedeutung der phylogenetischen Klassifizierung
Der Baum des Lebens: Verzweigungsmuster und Artbildungsprozesse
Ein einfacher Baum
Komplexere phylogenetische Bäume
Die Interpretation phylogenetischer Bäume
Die Knoten kennen
Die Orientierung behalten: Rauf, runter oder im Kreis
Was ist eine Gruppe?
Anleitung zur Rekonstruktion phylogenetischer Bäume
Merkmale für die Analyse finden
Fremdgruppen-Analyse zur Bestimmung einer abgeleiteten oder ursprünglichen Ausprägung
Die Gruppierung von Arten
Der phylogenetische Baum im Praxistest
Die Konstruktion eines Baumes
Die Identifizierung der Merkmale
Die Zuordnung von Polaritäten
Die Gruppierung von Arten
Phylogenetische Bäume in Aktion erleben
Beispiel 1: Der Zahnarzt aus Florida
Beispiel 2: HIV-Exposition
Beispiel 3: Entscheidung im Gerichtssaal
Teil III Was Evolution bewirkt
10 Die Evolution des Lebenszyklus
Evolution und Diversität der Lebenszyklen
Bis dass der Tod uns scheidet…die Evolution der Lebensdauer
Warum sterben? Vor- und Nachteile aus der Sicht der Evolution
Methusalem-Fliegen: Die Evolution der Lebensdauer im Labor
Der Kompromiss zwischen Überleben und Reproduktion
Vermehrung ist gut – aber manchmal auch nicht
Frühe oder späte Reproduktion: Warum warten?
Der Kompromiss zwischen Größe und Zahl der Nachkommen
Warum altern?
11 Die Einheiten der Selektion und die Evolution des Sozialverhaltens
Gesamtfitness und Verwandtenselektion
Gesamtfitness = Eigene Fitness + die Fitness der Verwandtschaft
Verwandtenselektion: Auf Kosten eigener Nachkommen der Verwandtschaft helfen
Die Ebenen der Selektion
Die Gruppenselektion
Selektion auf der Ebene des Gens
Die Evolution altruistischer Sozialsysteme
Kooperative Brutpflege
Wie du mir, so ich dir: reziproker Altruismus
Ein anderes Extrem: Die Eusozialität
Einer ist keiner: Der Vorteil der Vielzelligkeit
12 Evolution und Sexualität
Begriffe, die jeder anders interpretiert
Sexuelle Selektion: Die Kunst der Partnerwahl
Die Federn des Pfaus: Sexuelle Selektion und weibliches Wahlverhalten
Nur das Aussehen zählt: Die Runaway-Selektion
Die Hypothese der guten Gene: Ist man(n) so toll, wie man(n) aussieht?
Die Handicap-Hypothese
Sexuelle Selektion und Konkurrenz unter Männchen
Rivalenkämpfe
Indirekter Wettbewerb
Spermienkonkurrenz
Agieren aus dem Hinterhalt: Alternative Strategien der Männchen
Der Kampf der Geschlechter: Konflikte zwischen Männchen und Weibchen
Der Infantizid
Giftiges Sperma
Sex ist teuer – also wozu das Ganze?
Theorie 1: Sex produziert Parasiten-resistenten Nachwuchs
Theorie 2: Sex beschleunigt eine Anpassung durch die Kombination seltener vorteilhafter Mutationen
Theorie 3: Sex ist gut, weil es schädliche Mutationen eliminieren kann
Die Evolution getrennter Geschlechter und das 50:50-Geschlechterverhältnis
Manchmal ist Alleinsein besser
Jedem Jungen sein Mädchen
Sex bei Bakterien
13 Koevolution: Die Evolution interagierender Arten
Die Definition der Koevolution
Koevolution und die Interaktion von Arten
Wettbewerb: Der Kampf der Giganten
Koevolution der einen oder anderen Art
Die Interaktion zwischen Pflanzen und Tieren
Bestäubungskriege
Die Evolution der Bestäubung durch Tiere
Die Verbreitung von Samen
Der Handel von Kost und Logis gegen Schutz
Krankheitssysteme: Parasitische Koevolution
Die australische Kaninchenplage
Erreger-Wirt-Interaktion im Labor
14 Die evolutionäre Entwicklungsbiologie
Die Entwicklung vom Embryo zum adulten Lebewesen
Der Entwicklungsprozess in Aktion – eine Baustelle
Der Einfluss der Umwelt
Kleine Veränderungen – große Auswirkungen
Die Grundidee der evolutionären Entwicklungsbiologie
Entwicklungsstufen = Evolutionsstufen
Frühe Stadien, späte Stadien
Timing ist alles
Warum das alles wichtig ist
Gene, die die Entwicklung kontrollieren: die Hox-Gene
Es bleibt in der Familie
Von Mäusen, Menschen und … Medusen!
15 Molekulare Evolution
Meins ist aber größer! – Das Genom
Genomgrößen auf einen Blick
Der C-Wert und das C-Wert-Paradoxon
Der Unterschied zwischen Genen und nicht-codierender DNA
Nicht-codierende DNA
Funktionen der nicht-codierenden DNA
Weder Funktion noch Schaden
Parasitische DNA
Codierende DNA: Wie lässt sich die Anzahl der Gene steigern?
Gene kapern: Der laterale Gentransfer
Exon shuffling: Das alternative Spleißen von Genen
Genduplikation: Wenn neue Gene entstehen
Die Neutraltheorie der molekularen Evolution
Altersbestimmungen mit der molekularen Uhr
Wenn’s nicht funktioniert
Wenn‘s gut funktioniert
Teil IV Evolution und Ihre Welt
16 Die Evolution des Menschen
Der Ursprung des Homo sapiens
Unser Platz im Baum des Lebens
In Stein gemeißelte Geschichte: Fossilien
Rekonstruktion der hominiden Evolution
Die Wanderung aus Afrika: Menschliche Migrationsmuster
Die Evolution des Homo sapiens
Natürliche Selektion wirkt noch immer
Sinkender Selektionsdruck
Die kulturelle Evolution
17 Die Evolution der AntibiotikaResistenz
Antibiotika und Antibiotika-Resistenzen unter der Lupe
Mikrobielle Haarspalterei: Antibiotika-Definitionen
Eine kurze Geschichte der Antibiotika-Resistenz
Tipps zur optimalen Resistenzentwicklung
Evolution durch Mutationen
Evolution durch Gentransfer
Resistenz auf zellulärer und biochemischer Ebene
Evolution scheibchenweise: Die partielle Resistenz
Der Kampf gegen die Antibiotika-Resistenz
Verbesserte Rezeptur! Neue Medikamente im Test
Lässt sich die Uhr zurückdrehen?
Der sinnvolle Einsatz von Antibiotika
18 HIV: Ursprung und Evolution eines Virus
Das Besondere an Viren
Sind Viren Lebewesen? Reine Definitionssache!
Virale Vermehrung – DNA, RNA oder retro?
Was ist HIV?
Der Feind im Chromosom
Ein Angriff auf die T-Zellen
Mutieren, mutieren, mutieren
Die Geschichte der HIV-Epidemie
Der Ursprung des HI-Virus
Die Zeitachse der HIV-Entwicklung
Ausbreitung und Evolution von HIV im Patienten
Wachstum und zunehmende Vielfalt
Die Plateau-Phase
Eine andere Art der Zerstörung von T-Zellen
Weitere interessante Fakten zu HIV
Eine Resistenz gegen HIV ist möglich
Evolution von HIV in neuen Wirten
Die Rekombinationsrate von HIV
Evolutionsbiologische Tricks zur Bekämpfung von HIV
19 Influenza: Von echter Grippe, Vogelgrippe, Schweinegrippe & Co.
Grippe und Immunsystem
Akt 1: Virus-Attacke und Verbreitung
Akt 2: Der Körper schlägt zurück
Akt 3: Neue Verteidigungslinien schaffen
Fortsetzung folgt: Die nächste Grippesaison
Die drei Arten von Influenza-Erregern: A, B und C
Die Evolution von Influenza A-Viren
Mechanismen der Evolution: Mutation, Neusortierung und Rekombination
Gene, die Sie kennen sollten
Die Nomenklatur von Viren: H und N sind wichtig
Wer sich ansteckt – und bei wem
Lehren aus der Vergangenheit: Die großen Grippe-Epidemien
Die Pandemien von 1889 und 1900
Die Spanische Grippe (1918)
Die Asiatische Grippe (1957)
Die Hongkong Grippe (1968)
Die Russische Grippe (1977)
Der Mensch schlägt zurück: Die Kunst, einen Impfstoff zu entwickeln
Totimpfstoffe
Lebendimpfstoffe
Entwicklung eines universellen Grippe-Impfstoffs
Teil V Der Top-Ten-Teil
20 Zehn faszinierende Fossilfunde
Dinosaurier
Archaeopteryx
Die Mammuts der Wrangelinsel
Der Flugsaurier (Pterosauria)
Die Trilobiten
Tiktaalik rosea
Hallucigenia und der Burgess-Schiefer
Stromatolithen
Mikrofossilien
Bernstein
21 Zehn faszinierende Adaptationen
Deine Zähne, meine Zähne
Oh je – die Evolution des Auges
Höhlenblindheit
Zurück ins Meer
Vom Land ins Wasser und wieder zurück
Die Photosynthese
Organismen aus hydrothermalen Schloten der Tiefsee
Endosymbiose
Das Flugvermögen der Wirbeltiere
Bissige Ameisen
22 Zehn Argumente gegen die Evolution – und warum sie nicht stimmen
Es ist nur eine Theorie
Ein Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?
Die Evolution wurde (wissenschaftlich!) widerlegt
Alles ist nur Zufall
Gravierende Veränderungen kann es nicht geben
Keine Übergangsform heißt kein Beweis
Evolution erklärt nicht alles: Der intelligente Masterplan
Komplexe Strukturen sind unmöglich
ID sollte in Schule und Universität gelehrt werden
Es ist nur ein Randthema
Es steht im Widerspruch zur biblischen Schöpfungslehre
Stichwortverzeichnis
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