Modifikationen

Modifikationen sind Änderungen im Erscheinungsbild durch Umwelteinflüsse. Sie sind eine weitere Ursache der Variabilität (vgl. Evolutionsfaktoren), haben jedoch keinen Einfluss auf die Evolution, da das Erbmaterial gleich bleibt.

Trennt man eine junge Löwenzahnpflanze in der Mitte und lässt beide Hälften in unterschiedlichen Umgebungen aufwachsen und zwar die eine Hälfte im Bergland, die andere Hälfte im Flachland, so sieht man deutliche Unterschiede in der Entwicklung der beiden Pflanzen. Der Berglöwenzahn erscheint verkümmert. Er besitzt nur kurze Blätter und Stiele, dafür hat er jedoch extrem lange Wurzeln. Der Wiesenlöwenzahn hingegen hat lange Blätter und Stiele, besitzt jedoch kurze Wurzeln. Diese erheblichen Unterschiede im Phänotyp treten auf, obwohl beide Pflanzen denselben Genotyp besitzen.

Anhand dieses Beispiels ist zu erkennen, dass Organismen in bestimmten Phasen durch Umwelteinflüsse äußerlich, d. h. im Phänotyp veränderlich sind, und ihr Erscheinungsbild nicht nur durch Erbfaktoren bestimmt wird.

Diese Fähigkeit auf Umweltfaktoren zu reagieren, nennt man Modifikabilität.

Diese Fähigkeit besitzt auch das Pantoffeltierchen (Paramecium) in bezug auf die Größe.

Eine Pantoffeltierchenpopulation lebt in einem Aquarium mit faulender Flüssigkeit. In einem Versuch, in dem man eine Population sich nur aus einem einzigen Pantoffeltierchen  entwickeln lässt, besitzen alle Individuen der Nachkommenschaft das gleiche Erbgut, da Pantoffeltierchen sich durch mitotische Teilungen vermehren. Bestimmt man nun die Länge der einzelnen Individuen dieser Nachkommenschaft, so erhält man trotz des gleichen Genotyps aller Individuen erhebliche Unterschiede in Bezug auf die Zellgröße (Länge).

In diesen Aquarium herrschen verschiedene Umwelteinflüsse, wachstumshemmende und wachstumsfördernde. Die Extremwerte erklären sich dadurch, dass die besonders großen bzw. kleinen Pantoffeltierchen entweder nur wachstumshemmenden (Größe ca. 136um) oder nur wachstumsfördernden Umwelteinflüssen ( Größe ca. 200um ) ausgesetzt sind. Da jedoch die meisten Individuen sowohl günstigen als auch ungünstigen Faktoren unterliegen, sind die Tiere mittlerer Länge am häufigsten. Wachstumsfördernde Faktoren sind unter anderem gedämpftes Licht, eine gleichbleibende Temperatur und ein PH-Wert von 7-8, wachstumshemmende Faktoren sind u.a. grelles Licht und ein dürftiger Sauerstoffgehalt.

Dies zeigt uns auch die Grafik. Beim Mittelwert existieren die meisten Paramecien, zu den Extremwerten hin fällt die Anzahl der Tiere kontinuierlich ab. Die Zellgröße ist normalverteilt.

Dieser Versuch zeigt, dass die Modifikationsbreite genetisch festgelegt ist, d. h., eine Körperlänge von 136 µm bis zu 200 µm. Diesen erblich festgelegten Bereich bezeichnet man als Reaktionsnorm.

Wählt man nun das kleinste (größte) Individuum als Ausgangstierchen für eine neue Population aus, so erhält man  unabhängig von dessen Größe in der Nachkommenschaft wieder dieselbe Verteilung der Zellgrößen wie oben angebildet. 

Modifikationen sind also nicht erblich, sonst würden alle Individuen der Nachkommenschaft besonders klein (groß) werden, nur die Modifikationsbreite ist erblich!