Von der Evolutionsmorphologie zur Evolutionsökologie

From evolutionary morphology towards evolutionary ecology

  • Entsprechend den Frageweisen nach proximater Ursache bzw. ultimater oder historischer Bedingtheit lassen sich Entwicklungs-, Funktions-, Evolutions- und phylogenetische Morphologie unterscheiden. In der Evolutionsmorphologie wird nach der biologischen Rolle und dem Selektionswert für Strukturen gefragt, was sich aus direkter Beobachtung oder Analogievergleich erschließen kann. Ausgehend von detaillierter vergleichender Strukturuntersuchung eröffnet sich damit das Feld der Evolutionsökologie mit dem Ziel der Rekonstruktion historischer Einnischung und Erschließung ökologischer Zonen. Nach Untersuchung der ökologischen Nischen rezenter Arten soll hierbei die jeweilige Ökonische einer Stammart am Gabelpunkt eines zuvor erstellten Cladogramms (Stammart-Nische) rekonstruiert und ihre jeweilige Transformation durch Abänderung, Neubildung oder Auflösung von Synergs – jedenfalls in wichtigen Dimensionen der Organismus-Umwelt-Beziehung – herausgearbeitet werden (Nischenfolge). Beispiel einer Nischenfolge ist bei pilzzüchtenden Ameisen (Attini) die Pilzzucht anfänglich auf Insektenkot als Substrat über Teile von Blütenblättern schließlich zu herausgeschnittenen Laubblättern. Zur Bildung der Nische wird die Interaktion der Organismen mit der Umwelt und die Gemeinschaftsleistung kooperierender Artgenossen besonders betont. Die Artnische kann sich aus verschiedenen, sich meistens zeitlich ablösenden Teilnischen zusammensetzen, denen in der Regel verschiedene Morphen entsprechen. Dies gilt insbesondere für durch Eigenmerkmale gekennzeichnete Larven, deren Metamorphose zum Adultus mit der Verwirklichung einer anderen Teilnische einhergeht. Gravierende Änderungen der Nische in wenigen Evolutionsschritten sind dann möglich, wenn viele Synergs in einem Block zusammengefasst (geclustert) sind (z.B. Wirtspflanzenwechsel bei Phytophagen) oder wenn Teilnischen (von Ontogenesestadien) aufgegeben werden (z.B. durch Viviparie). Verhaltensänderungen für Nischenerweiterung oder -abänderung gehen einem tiefgreifenden Lebensweisewechsel durch Bildung einer neuen ökologischen Zone voraus. Der Zusammenhang von Zonenbildung und „Makroevolution“ wird am Beispiel der Entstehung der Pterygota unter Berücksichtigung von Umweltlizenzen, Präadaptationen, Verhaltensänderungen und evolutiven Anpassungen diskutiert. Die Folge ökologischer Zonen von einer Landwanze hin zu Gerriden auf der Meeresoberfläche wird dargestellt sowie die Zonenfolge von terrestrischen Sackträger-Schmetterlingen zu Raupen, die selbst in stark strömenden Gewässern als Aufwuchsfresser leben. Sechs Punkte des „evolutionsökologischen Programms“ hin zu einer erklärenden Naturgeschichte werden herausgearbeitet.
  • Based on questions about proximate causes and ultimate and historical conditionality for structural features, we can distinguish developmental morphology, functional morphology, evolutionary morphology, and phylogenetic morphology. Evolutionary morphology focuses on the biological roles and the selective values of structures as inferred from direct observation or by analogy. Based on detailed comparative analyses of structures, the field of evolutionary ecology is opened up. The objective of evolutionary ecology is to reconstruct the historical formation of specific ecological niches and the establishment of ecological zones. In-depth investigations of the ecological niches of extant species allow to reconstruct the ecological niche of any stem species at a point of bifurcation in a cladogram. It is further possible to outline the transformation of the ancestral econiche by change, formation or dissolution of synergs which compose the econiche. Thus, the sequence of econiches can be reconstructed, at least in significant dimensions of the relationship between the organism and its environment (synergs). One example is the sequence of econiches in fungus-growing ants (Attini), which initially used insect feces as fungal substrate, then petals, and finally sections of leaves. To realize an econiche, the interactions of organisms with their environment are essential, as well as collaborative activities of conspecifics. The econiche of a species often consists of different, mostly chronological sub-niches, represented by different morphs. Typical examples are larvae (characterized by larval features) and their sub-niches, separated from the adults and their sub-niches by metamorphosis. Substantial evolutionary changes of a niche can happen in a few steps if many synergs are clustered (for instance during the switch to a novel host), or if sub-niches of ontogenetic stages are abandoned (e.g. by evolution of vivipary). Behavioral alterations which broaden or change the econiche precede the dramatic rearrangement of the mode of life during realization of a new ecological zone. The link between the formation of a new ecozone and “macroevolution” is exemplified by the evolution of Pterygota, taking into consideration ecological licenses, preadaptations, alterations of behavior and evolutionary adaptations. The sequence of ecozones during the evolution of a terrestrial true bug towards Gerridae living on the water surface of open oceans is presented, as well as the sequence of ecozones of terrestrial case-building moths towards aquatic caterpillars which feed on algae even in rapidly flowing streams. Six steps of the evolutionary ecology approach towards an explanatory natural history are compiled.

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Metadaten
Author:Walter Sudhaus
URN:urn:nbn:de:hebis:30-1110791
ISSN:0344-9084
Parent Title (German):Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie
Publisher:Deutsche Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie
Place of publication:Gießen
Document Type:Article
Language:German
Date of Publication (online):2008/10/29
Year of first Publication:2008
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2008/10/29
Tag:Evolutionsmorphologie; Evolutionsökologie
evolutionary ecology; evolutionary morphology
Volume:16
Page Number:16
First Page:451
Last Page:466
HeBIS-PPN:206774575
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 57 Biowissenschaften; Biologie / 570 Biowissenschaften; Biologie
Sammlungen:Sammlung Biologie / Sondersammelgebiets-Volltexte
Zeitschriften / Jahresberichte:Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie / Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie, Band 16 (2008)
:urn:nbn:de:hebis:30:3-300833
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht