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Kompaktlexikon der Biologie: Isolationsmechanismen

Isolationsmechanismen, die Gesamtheit der Faktoren, die dazu führen, dass eine genetische Durchmischung verschiedener Arten unterbleibt. Die verschiedenen Fortpflanzungsbarrieren, welche die Genpools von Arten isolieren, können in präzygotische I., die eine Paarung zwischen Arten bzw. die Befruchtung der Eizelle beim Versuch der Paarung verhindern, und postzygotische I. unterschieden werden. Letztere verhindern, dass eine entstandene Bastardzygote sich zu einem lebensfähigen und fruchtbaren adulten Individuum entwickelt.

Präzygotische (progame) I.: 1) Habitatisolation. Selbst wenn zwei Arten in demselben Gebiet leben, so können sie unterschiedliche Habitate bewohnen; eine Art lebt z.B. vorwiegend im Wasser, die andere überwiegend an Land, oder Parasiten bevorzugen unterschiedliche Wirte und haben so keine Gelegenheit, sich zu paaren. 2) Verhaltensisolation. Vor allem mit dem Paarungsverhalten zusammenhängende Verhaltensweisen können, wenn sie sehr spezifisch für eine bestimmte Art sind, hochwirksame Fortpflanzungsbarrieren sein. Ein Beispiel sind die Leuchtkäfer, deren Männchen durch Leuchtsignale der Weibchen angelockt werden, deren Muster streng artspezifisch ist. 3) Zeitliche Isolation. Paaren sich Arten zu unterschiedlichen Tages- oder Jahreszeiten oder in unterschiedlichen Jahren, so ist keine Vermischung möglich. Z.B. bastardieren drei im gleichen Regenwaldgebiet wachsende Orchideen nicht, da sie an verschiedenen Tagen blühen und die Blüten am Abend jeweils welken, sodass die Bestäubung auf einen Tag beschränkt ist. 4) Mechanische Isolation. Bei Pflanzen ist die Blütenanatomie oft an bestimmte Bestäuber angepasst, die den Pollen dann nur zwischen Pflanzen derselben Art übertragen. Bei Tieren spielt die mechanische Isolation durch Nichtpassen von Geschlechtsorganen hingegen wohl keine Rolle, da Mechanismen der Arterkennung früher wirksam werden. 5) Genetische Isolation. Selbst wenn Gameten verschiedener Arten aufeinander treffen, so gibt es oft artspezifische molekulare Erkennungsmechanismen (bestimmte Oberflächenmoleküle), die nur eine Befruchtung innerhalb der Art zulassen.

Postzygotische (metagame) I.: 1) Bastardsterblichkeit. Eine verringerte Lebensfähigkeit der Bastarde kann dazu führen, dass deren Entwicklung z.B. während der Embryonalentwicklung abgebrochen wird; ein Beispiel sind Bastarde zwischen verschiedenen Arten der Froschgatt. Rana, die i.d.R. ihre Entwicklung nicht beenden (eine Ausnahme ist der Wasserfrosch Rana esculenta). 2) Bastardsterilität. Oft sind die Bastarde zweier Arten völlig oder größtenteils steril, z.B. weil sie keine normalen Gameten bilden können. Das bekannteste Beispiel hierfür sind Maultiere (Pferdestute und Eselhengst) bzw. Maulesel (Pferdehengst und Eselstute), die steril sind. 3) Bastardzusammenbruch. Die Bastarde der ersten Generation können noch fruchtbar sein, jedoch sind die Nachkommen der folgenden Generation schwach oder steril. Ein Beispiel sind Baumwollarten, deren Hybriden in der zweiten Generation zu schwachen, kranken Pflanzen heranwachsen.

Im Pflanzenreich sind I. oft weniger wirksam, und so entstehen im Kontaktbereich nahe verwandter Pflanzen oft Bastardschwärme (Hybridschwärme), die fruchtbar und aufgrund ihrer Mischeigenschaften sehr variabel sind; Beispiele sind Birken, Eichen und Weiden.

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
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Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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