Potentilla leucopolitana + Opuntia - Genetik

[Manfrid]

Ach, natürlich ist das Erbgut "genetischer" als die morphologische Ausprägung eines konkreten Organismus. Dieser ist zahllosen inneren und äußeren Einflüssen unterworfen.

Nochmal: Ich bin wirklich kein so "reliktärer Traditionalist", dass ich den Nutzen von Chromosomenzählungen u. ä. für manche Fragestellungen bestreiten würde. Aber die Kontrolle der Schlussfolgerungen aus den Ergebnissen, die im weiteren Sinne morphologische Arbeit, bleibt einem bei dergleichen doch nicht erspart. Insofern sind Beobachtungen am "Erbgut" kein Bisschen genetischer als Beobachtungen an der Form, am Verhalten, Vorkommen etc. Haben wir doch gerade an den hexaploiden Opuntien demonstriert bekommen! Die "inneren und äußeren Einflüsse" sind beim Erbgut nicht minder vorhanden.

[Anagallis]

Die "inneren und äußeren Einflüsse" sind beim Erbgut nicht minder vorhanden.

Eine Pflanze ändert nicht ihr Erbgut durch Wetter, Schädlingsfraß, Nährstoffverfügbarkeit, Außentemperatur, Lichtverfügbarkeit, Epigenetik. Anpassungen an die Umwelt sind bereits in der Pflanze genetisch oder epigenetisch angelegt. Darüber hinaus gehende Mutationen sind zufälliger Art und können nicht als Anpassung einer konkreten Pflanze betrachtet werden. (Obwohl aus solchen Mutationen gewiß mit der Zeit erbliche Anpassungen werden können.)

[Manfrid]

Ich weiß schon auch so ungefähr, was im Lehrbuch steht...
Ob Du nun die Entstehung einer besonderen Ploidiestufe, die wiederum Kreuzbarkeit mit Anderem gleicher Stufe erleichtert, oder sonstige Änderungen (Mutationen) dem Meister Zufall zuschreibst oder sonst was, das ist doch ohne Belang bei der Frage der Aussagekraft "genetischer" Beobachtungen bezüglich des Stammbaums bzw. des Homologie-Analogie-Problems.

[Anagallis]

Du behauptest aber, daß die Struktur des Erbgutes vom Wetter abhängt. Zitat: "die ... äußeren Einflüsse sind beim Erbgut nicht minder vorhanden". Das klingt als ob Du die Funktion des Erbgutes abstrittest.

[Manfrid]

Du behauptest aber, daß die Struktur des Erbgutes vom Wetter abhängt.

Interessante These, aber behauptet habe ich sie nicht, weil ich lieber die Konsequenzen aus dem ziehe, was Du selber zu akzeptieren beliebst. Du sagtest in Bezug auf den Wert "genetischer" Befunde bei der Bestimmung von Pulmonaria:

Da macht die Tatsache, daß die Arten bis auf mollis/collina verschiedene Chromosomenzahlen haben, das Leben sehr viel einfacher, d. h. man kann im Zweifelsfall mit Frischmaterial bestimmte Arten beweisen oder wenigstens ausschließen.

Man kann natürlich Arten "beweisen oder zumindest ausschließen", wenn man sie entsprechend nach ihrer Chromosomenzahl definiert. Aber über die Genese der so definierten Arten sagt die Chromosomenzahl nicht direkt etwas aus. Sie muss nicht vererbt, sondern kann neu entstanden sein - z. B. unter dem Einfluss von Hybridisierung. Von Peter gebrachtes Beispiel:

Opuntia tortispina besitzt hexaploide Individuen, vermutlich aus der Vereinigung reduzierter und unreduzierter Gameten.

Wenn man weiß, wie sich z. B. die Chromosomenzahl ändern kann, dann geht man halt nicht mehr stur nach Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung "genetischer" Befunde unter Annahme von gleicher oder verschiedener Abstammung, sondern ist frei genug, hexaploide O. tortispina mit diploider in näherer Beziehung stehend zu sehen und unter einem Namen zu nennen, auch wenn in anderer Hinsicht (Kreuzbarkeit) vielleicht mehr Affinität zur ebenfalls hexaploiden O. phaeacantha entstanden ist. Prinzipiell ganz entsprechend gehst Du vor, wenn Du etwa die Landform von Persicaria amphibia mit der Wasserform unter einen systematischen Begriff bringst, weil Du verstanden hast, unter welchen Umständen eins aus dem anderen hervorgeht.

Das klingt als ob Du die Funktion des Erbgutes abstrittest.

Jedenfalls sieht die Natur die Funktion der Chromosomenzahl und anderer Erbgüter offenbar nicht darin, schön konstant zu bleiben im Gegensatz zu den "somatischen" Merkmalen, damit wir unsere jeweiligen systematischen Gesichtspunkte irgendwie handgreiflich objektivieren und als alternativlos allgemeingültig durchdrücken können. Wenn wir nicht wissen, wie wir sonst zu einer für die Verständigung tauglichen Taxonomie kämen, ist das unser Problem.

[Anagallis]

Man kann natürlich Arten "beweisen oder zumindest ausschließen", wenn man sie entsprechend nach ihrer Chromosomenzahl definiert. Aber über die Genese der so definierten Arten sagt die Chromosomenzahl nicht direkt etwas aus. Sie muss nicht vererbt, sondern kann neu entstanden sein - z. B. unter dem Einfluss von Hybridisierung.

Das ist ja alles richtig in einem geologischen Zeitraum betrachtet. Ständig mutiert und hybridisiert irgendwo zufällig irgendwas. Die Veränderungen können schädlich, hilfreich, beides oder nichts davon sein. Mit genug Zeit wird sich zeigen, was lebensfähiger ist, und daraus entstehen allmählich neue Arten. Diese Gemengelage im Zusammenspiel mit sich nur langsam verändernden Umweltbeingungen führt zwangsläufig dazu, daß sich immer stabileres Erbugt bzw. stabilere Arten bilden, die robuster gegen Veränderung sind. D. h. veränderte Nachkommen sind fast nie fitter als die Eltern. Und diese Situation haben wir heute vorliegen: In den meisten Familien hat die Evolution die Hauptarbeit schon verrichtet. Wenn sich spontan Ploidiestufen ändern oder Chromosomen verdoppeln erhöht das höchst selten die Fitneß, weil diese "Optimierungen" längst stattgefunden haben, die veränderten Organismen sich durchgesetzt haben. Und genau deswegen sagen Gene, Chromosomenzahlen und Ploidiestufen eben doch etwas aus über Zugehörigkeit und Herkunft. Im Einzelfall natürlich nie mit völliger Sicherheit, aber mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit. Vor milliarden Jahren mag das anders gewesen sein. Das ist einfache Mathematik, d. h. Stochastik. Das kann man nur abstreiten indem man entweder eine gezielte Lenkung der Evolution behauptet oder Mechanismen postuliert, die einer Evolution nach heutigem Verständnis entgegen wirken.

[Kraichgauer]

Die (schon seit dem 19. Jahrhundert gebräuchlichen) Genitaluntersuchungen bei den Entomologen waren ein Hilfsmittel, um die unzureichende Morphologie zu unterstützen, weil die chitinisierten Genitalorgane überraschend artspezifisch sind (warum auch immer). Mittlerweile sind diese Entomologen, wo möglich, überall auf Barcoding umgestiegen, und bei den Entomologen gibt es nirgendwo mehr Zweifler. Das Einzige, was sie limitiert, ist schlichtweg die Erhältlichkeit von Barcoding, was nicht jedem Entomologen an seinem heimischen Schreibtisch zur Verfügung steht. Dann nimmt man halt notgedrungen die Schniedel.

Gruß Michael

[Kraichgauer]

Das entscheidende Argument, warum Morphologie immer (!) unzureichend bleiben wird und warum selbst bei klonalen, asexuellen Apomikten die Genetik notwendig ist, liefern Kirschner & Stepanek (2025) in einem Artikel über apomiktische Löwenzähne Asiens (https://doi.org/10.11646/phytotaxa.679.1.1):
"Although individual agamospermous species are not very variable genetically, they have a potential to exhibit a wide range of plasticity, as individuals conspicuously respond to the varied environment (this may be important for the characters of outer phyllaries, for instance). Another, equally important source of plasticity is a result of successive changes in the characters during the development of the plants. In particular, leaves develop in a sequence of forms, old leaves disappear and are replaced by new ones of different shapes and colours. The plasticity can be also observed on plants growing in adverse conditions, such as shade, draught, trampling, excessive nutrition or extreme oligotrophy, strong competition stress, etc.”

Das heißt: Die morphologische Variabilität, die durch Umweltfaktoren und Spontanmutationen entsteht, verschleiert zwangsläufig die verwandtschaftlichen Verhältnisse. Der Versuch der Traditionalisten, Morphologie (selbst bei klonalen Apomikten!) als alleinige Verwandtschaftsgrundlage zu verwenden, muss also zum Scheitern verurteilt sein, da man die tatsächlichen monophyletischen Merkmale nicht mit Sicherheit von der individuellen und standortbedingten Variabilität bzw. von paraphyletischen, zufällig mehrfach voneinander entstandenen Merkmalen trennen kann. Zahllose früher als monophyletisch geglaubte und für Stammbäume verwendete Merkmale (Farbe, Behaarung, u. v. a.) stellten sich mittlerweile als paraphyletisch heraus.
Um so schlimmer ist es, wenn es Hybridisierungen zwischen entfernt verwandten Gruppen gibt und damit Introgressionen. So was kann man mit Morphologie überhaupt nicht mehr in den Griff bekommen.

Selbst bei klonalen Apomikten überlappen sehr häufig die morphologischen Merkmale zwischen getrennten Arten, zwischen denen kein Genfluss mehr existiert, und die Trennung der Arten bzw. das Finden von zuverlässigen, tatsächlich spezifischen Trennmerkmalen ist ohne Genetik kaum oder nicht möglich.

Der Ansatz des Ignorierens oder Lächerlichmachens der Genetik würde also die Rückkehr in die dunklen Zeiten der "morphologischen Spekulationen" bedeuten, die wir gerade überwunden haben. Manche, die diese Möglichkeit zur freien Spekulation weidlich ausgenutzt hatten, bedauern das natürlich.

Gruß Michael

[Manfrid]

...Vor milliarden Jahren mag das anders gewesen sein.

Mal ganz davon abgesehen, dass gerade die interessanten, weil schwierigen Differenzierungen sich in viel kürzerer Zeit vollzogen haben: Wenn Du das Problem des Konvergierens zeitlich von Dir wegschiebst, löst es sich doch nicht auf.

Die morphologische Variabilität, die durch Umweltfaktoren und Spontanmutationen entsteht, verschleiert zwangsläufig die verwandtschaftlichen Verhältnisse.

Und? Verrät die "Genetik" (Barcoding), ob etwas durch "Spontanmutation" entstanden oder vererbt ist? Das müsste sie ja tun, wenn man ihr die Entschleierung der verwandtschaftlichen Verhältnisse anvertrauen will.

Die (schon seit dem 19. Jahrhundert gebräuchlichen) Genitaluntersuchungen bei den Entomologen waren ein Hilfsmittel, um die unzureichende Morphologie zu unterstützen, weil die chitinisierten Genitalorgane überraschend artspezifisch sind (warum auch immer).

Warum auch immer? Bei den Insekten hängt die Kreuzbarkeit oder Nicht-Kreuzbarkeit vielfach schon mit dem Bau der harten Genitalorgane zusammen, und wenn man die Nicht-Kreuzbarkeit - verständlicherweise - als Artunterscheidungsgrund ansieht, dann reicht eben oft schon der Blick auf die Genitalien bei der Frage, was zur selben Art gerechnet werden soll und was nicht. Ich schrieb dazu:

Wenn die Entomologen verstehen wollen, warum ähnliche Tiere nicht miteinander kreuzbar und deshalb besser zu verschiedenen Arten zu rechnen sind, schauen sie doch lieber erstmal nach dem Feinbau der Genitalorgane... Denn so wird die Entscheidung für die taxonomische Trennung auch im Falle mutmaßlich naher gemeinsamer Vorfahren plausibel.

Ich habe ja wohl oft genug betont, dass ich die Morphologie im engeren Sinne (reine Formkunde) von einer Morphologie im weiteren Sinne, die die denkerische Auswertung der verschiedensten biologischen Beobachtungen bedeutet, unterscheide. Mit bemerkenswerter Standhaftigkeit ignoriert der Kraichgauer nicht nur das, sondern erklärt sogar die im engeren Sinne morphologischen Untersuchungen an den Insektengenitalien für etwas, was nötig gewesen sei, "um die unzureichende Morphologie zu unterstützen"! Logik hin oder her: Hauptsache, Morphologie ist unzureichend!
Ich sagte weiter:

Falls dann feinchemische Unterschiede mit den im engeren Sinne morphologischen, reproduktionsbiologischen etc. parallel gehen und leichter festzustellen sind, dann "umarmt man begeistert die neuen Möglichkeiten" bei der Zuordnung eines konkreten Exemplars zu einer der aufgestellten Arten. Da ist gar nichts gegen einzuwenden.

Aber das muss unbedingt ignoriert werden, damit man zum "Beweis" der so standhaft behaupteten reliktären Traditionalismen derer, die nicht genügend an den direkten Draht der "Genetik" zur Phylogenese glauben können, belehren kann:

Mittlerweile sind diese Entomologen, wo möglich, überall auf Barcoding umgestiegen

Barcoding ist nun mal Genetik, gerade so selbstverständlich, wie Morphologie ein In-einen-Topf-Schmeißen kleiner, schwarzer, elliptischer Käfer etc. ist... Die Standhaftigkeit in diesem Kampf gegen selbst gemalte Karikaturen unter dem Banner des wissenschaftlichen Fortschritts ist wirklich bemerkenswert.

[Anagallis]

Mal ganz davon abgesehen, dass gerade die interessanten, weil schwierigen Differenzierungen sich in viel kürzerer Zeit vollzogen haben: Wenn Du das Problem des Konvergierens zeitlich von Dir wegschiebst, löst es sich doch nicht auf.

Es ist vollkommen wurscht, ob es um Milliarden oder Millionen Jahre geht. Tatsache ist, daß man aufgrund simpler Wahrscheinlichkeitsrechnung in den allermeisten Gruppen bei der täglichen Arbeit nicht mit versteckten Konvergenzen rechnen muß und schon gar nicht mit welchen, die gerade eben erst entstanden sind. Beispiel: In einer Mischpopulation von Pulmonaria collina und P. montana entstehen häufig Hybriden. Die Hybriden und die beiden Arten voneinander zu unterscheiden, kann morphologisch äußerst schwierig sein. Mit Zytologie ist es trivial (2n=18 vs. 2n=22 vs. 2n=20). Mit "da könnte aber auch etwas anderes drin sein" oder "das ist alles dasselbe" (weil es fast gleich aussieht) kommt man nicht weiter.

Dein "Problem" mit Konvergenzen verstehe ich sowieso nicht. Wenn ich auf meinem Rechner einen genetischen Algorithmus für irgendeine komplexe Aufgabe laufen lasse, kommt wahrscheinlich jedesmal eine anderes Erbgut heraus, das die Aufgabe dennoch auf ähnliche Weise löst. Das liegt daran, daß es für solche Aufgaben meist nur überschaubar viele Näherungslösungen an die optimale Lösung gibt. Das liegt an der Natur der Sache. Einen inneren Zusammenhang oder sogar ein eingebautes Entwicklungsziel braucht man nicht, um das zu erklären. Insofern erscheint mir die Fixierung darauf Ähnliches ungeachtet seiner Entstehungsgeschichte in einen Topf werfen zu wollen als willkürlich.