Evolution

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Inhaltsangabe:

INHALTSANGABE

Als Evolution bezeichnet man die Entwicklung der Lebewesen zu einer immer besseren Angepasstheit an ihre Umwelt. Dabei passen sich Lebewesen nicht aktiv an die Umwelt an. Besser an ihre Umwelt angepasste Individuen einer Art haben höhere Überlebenschancen und können ihre Eigenschaften an Nachkommen vererben, während schlechter angepasste Individuen geringere Chancen haben, ihr Erbgut weiterzugeben. Man spricht von Selektion, aber mehr dazu später. So verändern sich Lebewesen passiv über viele Generationen hinweg und passen sich immer besser an die bestimmten Gegebenheiten ihres Lebensraums an.

So entstanden im Laufe der Zeit die ca. 1,8 Millionen Arten von Lebewesen, die heute die Erde bevölkern. Zum Verständnis sehen wir uns einmal die Anpassung von Lebewesen an ihre Umwelt anhand von vier verschiedenen Vögeln an: Kolibri, Kondor, Strauß und Pinguin.

Der Kolibri ist extrem leicht und nutzt seinen langen Schnabel, um Nektar aus Blüten zu saugen.
Der Kondor hat eine Flügelspannweite von bis zu drei Metern und kann mehrere Stunden am Stück im Segelflug verbringen.
Der Strauß wiegt bis zu 150 kg, ist flugunfähig, kann aber bis zu 70 km/h schnell laufen.
Der Pinguin nutzt seine Flügel, um sich unter Wasser fortzubewegen.

Abb. 1: Kolibri (a), Kondor (b), Strauß (c), Pinguin (d)

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 2

Diese vier Tiere gehören alle in die Klasse der Vögel und haben Merkmale, die sie als solche kennzeichnen (Federn, Schnabel, Flügel). Jedoch sind sie perfekt an ihre jeweiligen Umweltbedingungen angepasst, weshalb sie so unterschiedlich sind. Dies ist das Ergebnis von Jahrmillionen der Evolution.

Die wichtigsten Konzepte der Evolution

Die Evolution umfasst einige wichtige Thematiken, die du unbedingt kennen solltest. Hier stellen wir sie dir kurz vor und verlinken weiterführende Beiträge. So wird die Biologie Klausur für dich zum Kinderspiel!

Evolutionstheorie

Von der Evolutionstheorie hast du mit Sicherheit schon einmal gehört. Im Laufe der Geschichte gab es viele Evolutionstheorien (Linné, Lamarck). Die bekannteste ist jedoch die Evolutionstheorie nach Charles Darwin.

Als junger Erwachsener nahm Charles Darwin an einer fünfjährigen Forschungsreise an Bord der HMS Beagle teil, beginnend im Jahr 1831. Er untersuchte Lebewesen und Fossilien und sammelte so viel Material, dass er über 20 Jahre für die Auswertung seiner Beobachtungen brauchte. 1859 veröffentlichte er schließlich sein Buch „Über die Entstehung der

Arten durch natürliche Zuchtwahl oder die Erhaltung der bevorzugten Rassen im Kampf ums Dasein“ (engl. “On the Origin of Species by Means of Natural Selection”).

Darwins Erkenntnisse von seiner Reise, insbesondere die Beobachtung einer Gruppe von Finken auf den Galápagos-Inseln (Darwinfinken), führten ihn zur Formulierung seiner Evolutionstheorie, auch Selektionstheorie genannt.

Er nahm an, dass Lebewesen sich über Generationen an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen, indem zufällig besser angepasste Individuen höhere Chancen zur Fortpflanzung haben und ihre Merkmale daher bevorzugt weitergeben können. Darwin formulierte sechs Grundlagen für seine Theorie:

Überproduktion von Nachkommen: Obwohl alle Lebewesen Nachwuchs im Überschuss zeugen, nimmt die Größe von Populationen im Normalfall nicht zu, da die meisten Nachkommen der Selektion zum Opfer fallen.
Variabilität: Nachkommen sind nicht alle gleich, sondern unterscheiden sich in geringem Maße.
Vererbung: Lebewesen geben ihre Merkmale an ihre Nachkommen weiter.
Konkurrenz: Besser angepasste Individuen setzen sich im „Kampf ums Dasein“ durch und können somit ihr Erbgut an nachfolgende Generationen weitergeben.
Selektion: Die natürliche Auslese sorgt dafür, dass Lebewesen den Umweltbedingungen immer besser angepasst sind.
Artwandel: Im Laufe der Zeit führt die schrittweise Anpassung von Lebewesen an die Umwelt zu einem Wandel der Arten.

Evolutionsfaktoren

Die Synthetische Evolutionstheorie ist die heute am besten begründete Evolutionstheorie. Sie verknüpft die Theorie Darwins mit Lehren aus der klassischen und modernen Genetik. Im Zentrum dieser Evolutionstheorie stehen die Population und der Genpool einer Population. Der Genpool ist der Gesamtbestand der Gene einer Population. Die Allelfrequenz ist die Häufigkeit, in der verschiedene Allele eines Gens im Genpool einer Population vorkommen. Ändert sich die Allelfrequenz im Genpool einer Population, tritt Evolution auf. Die Veränderung der Allelfrequenz wird durch fünf Evolutionsfaktoren bewirkt:

Mutation: Tritt zufällig und ungerichtet auf, kann Merkmale eines Lebewesens verändern.
Rekombination: Neukombination des Erbguts bei sexueller Fortpflanzung, tritt ebenfalls zufällig und ungerichtet auf.
Selektion: Die gerichtete Verschiebung der Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population.
Gendrift: Die zufällige und schnelle Anreicherung oder Verminderung von sonst seltenen Genen im Genpool.
Genfluss: Der Austausch des genetischen Materials zwischen den Populationen einer Art.

Selektion

Die Selektion wird unter Berücksichtigung populationsgenetischer Grundlagen als gerichtete Verschiebung von Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population beschrieben. Dabei beschreibt Selektion, dass Individuen, die weniger gut an ihre Umwelt angepasst sind, durch verschiedene Umwelteinflüsse (Fressfeinde, Konkurrenz um Nahrung und Sexualpartner) aussortiert werden.

Merkmale, die im Phänotyp eines Lebewesens vorteilhaft sind, werden also weitervererbt, während nachteilige Merkmale nach und nach aus dem Genpool verschwinden. Der Selektionsdruck führt zu unterschiedlichen Wirkungen auf den Genpool einer Population. Dabei unterscheiden wir zwischen:

Transformierende oder Richtende Selektion
Stabilisierende Selektion
Spaltende oder Disruptive Selektion

Außerdem unterscheiden wir innerhalb der Selektion zwischen abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren.

Evolution des Menschen

Besonders interessant ist für uns natürlich die Evolution des Menschen. Am engsten ist der Mensch mit Menschenaffen (Schimpanse, Gorilla, Orang-Utan) verwandt. Menschen und Menschenaffen stammen von den gleichen Vorfahren ab. Die meisten Unterschiede zwischen uns und den Menschenaffen hängen mit dem aufrechten Gang zusammen. Darüber hinaus zeichnet sich der Mensch vor allem durch sein räumliches Sehen und die Fähigkeit zu sprechen aus. Auch wenn nicht alle Einzelheiten zur Evolution des Menschen abschließend geklärt werden, wissen wir schon sehr viel über unsere Geschichte. Ganz grob: Aus Fossilfunden geht hervor, dass die stammesgeschichtliche Entwicklung, die zur Entstehung des heutigen Menschen führte, vor etwa 5 Mio. Jahren begann. Dabei unterscheiden wir zwischen vier Gruppen von Menschen:

Australopithecus-Gruppe (Vormenschen)
Homo rudolfensis-Gruppe
Homo erectus-Gruppe (Frühmenschen)
Homo sapiens-Gruppe

Du, ich, und alle anderen heute lebenden Menschen gehören zur selben Art und Unterart, nämlich Homo sapiens sapiens. Die anderen Menschenarten sind entweder ausgestorben oder in Homo sapiens sapiens aufgegangen.

Artbildung

Werden einzelne Populationen einer Art isoliert, wird dadurch der Genaustausch zwischen den Populationen eingeschränkt - man spricht hierbei von der Artbildung. Rekombination findet hauptsächlich innerhalb der Teilpopulationen statt. So können Mutationen, die in einer Teilpopulation auftreten, nicht an andere Populationen weitergegeben werden.

So entstehen Rassen. Rassen gehören zwar zur gleichen Art, unterscheiden sich aber in einem oder mehreren vererbbaren Merkmalen (z.B. Hunderassen). Rassen einer Art sind meist fruchtbar kreuzbar. Entwickeln sich zwei Rassen stark auseinander und sind nicht mehr kreuzbar, sind aus einer Art zwei Arten entstanden.

Abb. 2: Entstehung von Rassen und Arten

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 2

Wir unterscheiden zwischen allopatrischer und sympatrischer Artbildung.

Allopatrische Artbildung ist die Entstehung zweier neuer Arten durch Separation (geografische Isolation).
Bei der sympatrischen Artbildung kommt es zu einer Artbildung ohne Separation. Es entstehen also unterschiedliche Arten im gleichen Gebiet.

Evolution - Das Wichtigste auf einen Blick

Als Evolution bezeichnet man die Entwicklung der Lebewesen zu einer immer besseren Angepasstheit an ihre Umwelt.

Im Laufe der Geschichte gab es viele Evolutionstheorien (Linné, Lamarck). Die bekannteste ist jedoch die Evolutionstheorie nach Charles Darwin, auch Selektionstheorie genannt.

Bei der Synthetische Evolutionstheorie stehen die Population und der Genpool einer Population im Zentrum

Die Selektion wird unter Berücksichtigung populationsgenetischer Grundlagen als gerichtete Verschiebung von Gen- bzw. Allel-Häufigkeiten im Genpool einer Population beschrieben.

Man spricht von Artbildung, wenn einzelne Populationen einer Art isoliert werden und dadurch der Genaustausch zwischen den Populationen eingeschränkt ist

Geschafft! Mit diesen Artikeln sollte die Evolution für dich zum Kinderspiel werden. Artikel zu weiteren Themen der Biologie und anderen Schulfächern, außerdem Übungsaufgaben und Literatur, findest du auf StudySmarter.

Finales Evolution Quiz

Frage

Definiere folgende Begriffe der synthetischen Evolutionstheorie:

Artbegriff
allopatrische Artbildung
sympatrische Artbildung

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Antwort

Individuen einer Art stimmen in wesentlichen Merkmalen überein und können (zumindest gelegentlich) fortpflanzungsfähige Nachkommen zeugen.
Artbilung durch geographische Isolation, beispielsweise durch Kontinentaldrift, Gebirgsbildung, Klimawandel, etc. Nachfolgend entwickeln sich die Populationen aufgrund von unterschiedlichen Selektionsfaktoren, Mutationen und unterschiedlichen Selektionsdrücken in verschiedene Richtungen.
Entstehung von Arten im Gebiet der Ursprungsart. Dabei kommt es beispielsweise durch Polyploidisierung bei Pflanzen oder eine disruptive/abspaltende Selektion zu einer reproduktiven Isolation der neuen Art.

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Frage

Ökologische isolation

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Antwort

Populationen leben im gleichen Gebiet aber vers ökologische nischen

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Frage

Zeitliche Isolation

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Antwort

Gleiches Gebiet aber vers Zeiten geschlechtsreif

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Verhaltensbedingte isolation

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Antwort

Vers. Paarungsverhalten

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Frage

Mechanische Isolation

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Antwort

Unterschiedlicher Bau der Geschlechtsorgane

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Frage

Darwins Evolutionstheorie

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Antwort

Durch Selektion werden stärkste Gene der Art weiter gereicht.

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Frage

Welche Aussage trifft auf Ribosomen zu?

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Antwort

Ribosomen kommen nur in Pflanzenzellen vor.

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Tropismus

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Antwort

Ein Tropismus ist eine nach Reizen ausgerichtete Wachstumsbewegung einzelner Organe.

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Frage

Chemo-Tropismus

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Antwort

Andere Wachstumsbewegung findet man bei Wurzeln, die auf bestimmte Stoffe zu oder von anderen Stoffen weg wachsen. Man spricht hier von Chemo-Tropismus.

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Frage

Thigmo-Tropismus

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Antwort

Oder bei den Ranken vieler Kletterpflanzen wie Bohnen oder Zaunrüben, die Thigmo-Tropismus zeigen. Deren Ranken wachsen solange suchend umher, bis sie einen Halt
finden.

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Frage

Nastie

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Antwort

Eine Nastie ist eine Bewegung einzelner Organe, deren Richtung anatomisch vorgegeben ist. Eine Nastie wird zwar durch einen Reiz ausgelöst, ist aber nicht nach dem Reiz ausgerichtet.

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Frage

Thigmo-Nastie

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Thigmo-Nastie demonstriert das heimische Springkraut: Berührt man die Früchte so explodieren sie förmlich und schleudern turgordruckgetrieben die Samen von sich.

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Frage

Seismo-Nastie

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Seismo-Nastie zeigt der heimische Sauerklee: Erschütterungen von
fallenden Regentropfen bewirken das Absenken der Blätter.

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Frage

Venusfliegenfalle

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Antwort

Seismo- oder thigmonastische Bewegungen, die durch Insekten
ausgelöst werden, schließen die Klappfallen der Venusfliegenfalle

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Frage

Mimose

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Antwort

Besonders eindrucksvoll sind die Seismo-, Chemo-, oder Thermo-
Nastien der Fieder und Fiederchen der Mimose. In ihren Blättern
werden die Signale des Reizes mit ca. 5 –10 cm /s transportiert. Erst
nach ca. 15 Minuten sind die Gelenke einer gereizten Mimose
wieder mit Zellsaft „aufgepumpt“ und die Blätter voll aufgerichtet.

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Frage

Phytohormone

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Phytohormone sind organische Substanzen, die als Wachstumsfakto-
ren das Wachstum von Pflanzen regulieren. Da Phytohormone, wie
Hormone, schon bei geringsten Konzentrationen wirken und über das
Leitungssystem der Pflanze transportiert werden, bezeichnet man sie
auch als Pflanzenhormone.

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Frage

Auxine

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Antwort

Auxine werden in der Spross-Spitze und in jungen Blättern gebildet.
Sie fördern die Zellteilung z. B. in Spross-Meristemen und regen das
Streckungswachstum an, indem sie die Dehnbarkeit der Zellwände
erhöhen. Auxine fördern somit das Wachstum des Hauptsprosses.
Gleichzeitig unterdrücken Auxine die Bildung von Seitensprossen und
fördern die Wurzelbildung. Auxine spielen eine wichtige Rolle beim
positiven Foto-Tropismus vieler Pflanzen.

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Frage

Taxien

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Antwort

Taxien sind nach Reizen ausgerichtete Fort-Bewegungen.

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Frage

Nastien

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Antwort

Nastien sind Bewegungen einzelner Organe, deren Richtung anatomisch vorgegeben ist. Alle Nastien werden
durch Reize ausgelöst, sind aber nicht nach Reizen ausgerichtet.

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Frage

Tropismen

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Antwort

Tropismen sind nach Reizen ausgerichtete Wachstumsbewegungen einzelner Organe.

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Frage

Evolution

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Antwort

Evolution: Stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen in
Richtung einer besseren Angepasstheit an die Umwelt (meist Entwick-
lung von einfacheren zu höher entwickelten Formen).

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Frage

Evolutionstheorien

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Antwort

LAMARCK: Schrittweise aktive Anpassung der Arten.
Grundsätze der Theorie:
– Ständiger Gebrauch von Organen lässt diese größer und stärker
werden; bei Nichtgebrauch verkümmern sie.
– Erworbene Anpassungen werden vererbt.
– Treibende Kraft ist ein „Vervollkommnungstrieb“ (Streben nach
Anpassung).

DARWIN: Passiver Artwandel durch Selektion.
Grundsätze der Theorie:
– Alle Arten haben mehr Nachkommen, als für die Erhaltung der
Art notwendig sind (Überproduktion).
– Die Individuen einer Art unterscheiden sich (Variabilität). Viele
Unterschiede sind erblich.
– Im Überlebenskampf / Konkurrenzkampf (struggle for life) haben
die verschiedenen Individuen ungleiche Chancen.
– Die am besten an die Umwelt angepassten Individuen einer Art
überleben (survival of the fittest) = natürliche Auslese (Selekti-
on).
– Vorteilhafte Eigenschaften werden vererbt und so immer häufiger
unter den Individuen einer Art (Artwandel).

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Frage

Biologischer Artbegriff

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Antwort

Zu einer Art fasst man alle Lebewesen
zusammen, die sich miteinander kreuzen können und deren Nachkommen fruchtbar sind.

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Frage

Morphologischer Artbegriff

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Antwort

Lebewesen, die untereinander und
mit ihren Nachkommen in allen wesentlichen Merkmalen überein-
stimmen, werden zu einer Art zusammengefasst.

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Frage

Homologie

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Antwort

Organe bzw. Merkmale, die auf einen gemeinsamen Grundbauplan
zurückgehen, bezeichnet man als homolog. Homologien werden als
Hinweise auf stammesgeschichtliche Verwandtschaft (gemeinsame
Erbinformationen) gedeutet.

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Frage

Homologiekriterien

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– Kriterium der Lage: Organe und Strukturen sind homolog,
wenn sie in einem vergleichbaren Gefügesystem die gleiche Lage
einnehmen.
Das Skelett der Extremitäten von Säugetieren ist vom Schulter-
gürtel ausgehend aus Oberarmknochen, Elle und Speiche, Hand-
wurzel-, Mittelhand- und Fingerknochen aufgebaut.
– Kriterium der Kontinuität: Homologe Organe und Strukturen
sind daran zu erkennen, dass sie durch Übergangsformen mitei-
nander in Verbindung stehen.
Die Entwicklung der Gehörknöchelchen der Säugetiere (Hammer,
Amboss, Steigbügel) aus Schädel- und Kieferknochen der Fische
lässt sich über Zwischenstufen bei Amphibien und Reptilien ver-
folgen.
– Kriterium der spezifischen Qualität: Organe sind unabhängig
von ihrer Lage als homolog zu bezeichnen, wenn sie in mehreren
besonderen Einzelheiten übereinstimmen.
Zähne von Säugetieren und Schuppen in der Haut der Haifische
weisen trotz ihrer unterschiedlichen Lage übereinstimmende Bau-
merkmale auf: Zahnschmelz überzieht das Zahnbein, beide Struk-
turen sind innen hohl.

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Frage

Biogenetische Grundregel nach Ernst HAECKEL

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Antwort

In der Embryonalentwicklung eines Lebewesens (Ontogenese) wer-
den Merkmale seiner stammesgeschichtlichen (phylogenetischen)
Vorfahren angelegt, die dem Erwachsenenstadium fehlen.
– Hintergliedmaßen und Haarkleid beim Walembryo ⇒ an Land
lebende Säugetier-Vorfahren
– Embryonen von Vogel und Mensch mit verlängerter Schwanzwir-
belsäule

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Frage

DNA-Hybridisierung

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Antwort

Erzeugung von Hybrid-DNA-Doppel-
strängen aus DNA zweier Arten → Erwärmung der Hybrid-Dop-
pelstränge bis zur Auftrennung.
Je näher die Verwandtschaft zwischen den Arten, desto ähnlicher
ist die Nukleotidsequenz ihrer DNA und umso mehr komplemen-
täre Basenpaarungen sind möglich ⇒ Je höher die für die Auf-
trennung nötige Temperatur, desto mehr komplementäre Basen-
paarungen sind zu lösen und desto enger ist die Verwandtschaft.

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Frage

Aminosäuresequenzanalyse

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Antwort

Ermöglicht einen direkten Ver-
gleich der durch Gene codierten Primärstruktur von Proteinen.
Das Cytochrom c (Elektronen übertragendes Enzymprotein der
Zellatmung, das in allen aeroben Lebewesen vorkommt) besteht
aus einer Kette von 104 Aminosäuren. Nur etwa ein Drittel der
Aminosäuren darf nicht verändert werden, um die Funktion zu er-
halten. Aus den Unterschieden in den Aminosäuresequenzen der
veränderbaren Bereiche, die auf Mutationen zurückgehen, lässt
sich ein Cytochrom-c-Stammbaum aufstellen.

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Frage

Synthetische (erweiterte) Evolutionstheorie

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Antwort

Vereinigung der Theo-
rien DARWINS mit Erkenntnissen aus fast allen Bereichen der Biologie
(Genetik, Ökologie, Ethologie); Population steht im Zentrum der Evo-
lutionsvorgänge, nicht wie bei DARWIN die Art.

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Frage

Population

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Antwort

Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit im gleichen Raum leben und eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden.

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Frage

Genpool

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Antwort

Gesamtheit aller Gene bzw. Allele in einer Population.
Populationsgenetisch betrachtet tritt Evolution auf, wenn sich die
Gen- bzw. Allelfrequenzen (-häufigkeiten) im Genpool einer Popula-
tion ändern.

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Frage

Biotische Selektionsfaktoren

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Antwort

Faktoren der belebten Umwelt
Fressfeinde, Beute, Konkurrenz, Einflüsse des Menschen

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Frage

Fressfeinde und Beute

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• Tarnung: Schützt vor Entdecktwerden, z. B. durch Färbung und Musterung, die der Umgebung entspricht; Mimese: Tar-
nung durch Nachahmung von Gegenständen / Pflanzen.
Stabheuschrecken, Spannerraupen
• Warnfarben: Signalisieren Fressfeinden Gefährlichkeit.
Gelb-schwarze Färbung der Wespen.
• Mimikry (Scheinwarntracht): Nachahmung gefährlicher Ar-
ten mit Warnfarben durch völlig harmlose Organismen.
Schwebfliegen ahmen Wespen nach.

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Frage

Konkurrenz

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Antwort

• Interspezifische (zwischenartliche) Konkurrenz: Besser an-
gepasste Art verdrängt weniger gut angepasste Art ⇒ Konkur-
renzausschlussprinzip; Alternative: Konkurrenzvermeidung
durch Einnischung.
Beutelwolf in Australien durch den Dingo (verwilderter Haus-
hund) völlig verdrängt.
• Intraspezifische (innerartliche) Konkurrenz: Konkurrenz-
vermeidung durch Einnischung.
Sexuelle Selektion durch intraspezifische (innerartliche) Kon-
kurrenz: Fortpflanzungserfolg eines Männchens hängt bei vie-
len Arten von Wirksamkeit seiner sexuellen Auslöser ab ⇒
Herausbildung bestimmter Merkmale zur Anlockung von Weib-
chen und zur Einschüchterung von Rivalen (⇒ Geschlechts-
dimorphismus).

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Frage

Einflüsse des Menschen

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• Industriemelanismus: In Industrieregionen setzen sich bei
manchen Arten dunkel gefärbte Mutanten gegen heller gefärbte
Individuen durch, da sie auf durch Verschmutzungen dunkel
gefärbten Flächen besser getarnt sind.
Birkenspanner, Stadttauben
• Künstliche Auslese bei der Domestikation von Tieren und
Pflanzen: Mensch entzieht Haustiere und Nutzpflanzen weitge-
hend den natürlichen Umweltbedingungen und wählt Individu-
en, die zur Fortpflanzung kommen sollen, nach züchterischen
Gesichtspunkten aus ⇒ starker Selektionsdruck führt in kurzer
Zeit zu vielen verschiedenen Rassen einer Art.
Hunde- und Hühnerrassen, Zuchtformen von Rosen oder Kohl

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Frage

Gründer-Effekt

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Wenige Individuen einer Art besiedeln einen neuen Lebensraum. Ihr Genpool ist klein und enthält eine zufällige
Auswahl von Genen.

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Frage

Flaschenhals-Effekt

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Durch eine Katastrophe (z. B. Dürre, Kälte,
Überschwemmung) wird die Population stark verkleinert. Die Restpopulation verfügt über einen zufälligen Genbestand.

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Geografische Isolation (Separation)

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Ein Teil einer Population wird räumlich vom Rest der Population ge-
trennt. Je kleiner die separierte Population, desto kleiner ist ihr Gen-
pool ⇒ Gendrift kann sich stärker auswirken, Mutationen können sich
leichter durchsetzen.

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Mechanische Isolation

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Unterschiede in Körpermerkmalen machen Paarung nicht artgleicher Individuen unmöglich.
Begattungsorgane vieler Insekten, Spinnen und Tausendfüßler pas-
sen nur bei Artgenossen zusammen wie Schlüssel und Schloss.

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Ethologische Isolation

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Verhaltensunterschiede verhindern Partnerfindung oder Paarung.
Verschiedene Möwenarten
erkennen sich an der Augenfarbe,
Leuchtsignale von Glühwürmchen sind artspezifisch.

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Zeitliche Isolation

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Nahe verwandte Arten sind zu unterschiedlichen Zeiten sexuell aktiv.
Grasfrösche im zeitigen Frühjahr, Teichfrösche im späten Frühjahr.

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Bastardunterlegenheit

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Mischlinge zwischen Arten haben gerin-
gere oder keine Fortpflanzungschancen.
Maulesel und Maultiere (Mischung Pferd – Esel) sind unfruchtbar.

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Adaptive Radiation

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Aufspaltung (Auffächerung) einer wenig spezialisierten Ausgangsart in mehrere an unterschiedliche ökologische Nischen angepasste (spezialisierte) Arten.

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Ökologische Nische

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Gesamtheit aller Umweltfaktoren, die einer Art das Überleben in ihrem Lebensraum ermöglichen; Anpassung an neue
ökologische Nische = Annidation (Einnischung).

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Frage

Chemische Evolution

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– Bildung organischer Verbindungen (Biomoleküle) aus anorgani-
schen Stoffen.
Simulationsversuche (Stanley MILLER): Nachvollziehen der Bil-
dung einfacher organischer Moleküle (z. B. Essigsäure, Amino-
säuren, Zucker) aus Gasen, die die Uratmosphäre enthielt (z. B.
Methan, Ammoniak, Wasserstoff); wichtige Reaktionsbedingun-
gen: Zufuhr von Energie (Wärme, elektrische Energie), Abwesen-
heit von Sauerstoff.
In der Uratmosphäre entstandene organische Stoffe lösten sich in
den Urozeanen ⇒ Ursuppe.
– Entstehung sich selbst replizierender Makromoleküle:
Nukleotide verbanden sich zu kleinen RNA-Molekülen, die kom-
plementäre Kopien von sich selbst herstellen konnten und die die
Bildung von Proteinen aus Aminosäuren katalysierten.

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Frage

Protobionten: hypothetische Zellen

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Antwort

Über die Bildung der ersten Zellen gibt es keinerlei Belege.
Die Protobionten als Vorläufer von Zellen müssen die typischen Ei-
genschaften lebender Systeme besessen haben:
– Stoffwechsel in einem von einer Membran umgrenzten Raum
– Wachstum
– Selbstregulation
– Reproduktion
– Veränderbarkeit des Erbguts

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Frage

Prokaryoten:

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Antwort

Erste nachgewiesene Lebewesen vor ca. 3,5 Mrd. Jahren; Vorfahren
der heute lebenden Bakterien, Cyanobakterien und Archaeen.

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Frage

Endosymbionten-Theorie

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Antwort

Eukaryotische Zellen mit zahlreichen
Zellorganellen sind aus einfach aufgebauten Prokaryoten hervorge-
gangen, die kleinere Prokaryoten durch Endozytose (Phagozytose)
aufgenommen, aber nicht verdaut haben → Aufgenommene Zellen
wurden zu Symbionten, die die größere Zelle an ihren Stoffwechsel-
leistungen (z. B. aerobe Energiegewinnung, Fotosynthese) beteilig-
ten → Aus den Symbionten entwickelten sich die Mitochondrien
und die Chloroplasten der Euzyten.
Belege für die Theorie: Mitochondrien und Chloroplasten …
– entstehen nur durch Teilung.
– weisen eine Doppelmembran auf. Die innere Membran ähnelt der
Bakterienmembran.
– besitzen eigene DNA.

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Frage

Evolution der Vielzelligkeit

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Antwort

Vor ca. 1 Mrd. Jahren;
Entwicklung vermutlich mehrmals unabhängig voneinander aus
Zellkolonien. Zellkolonien entstanden durch Aneinanderhaften von
Schwesterzellen nach der Mitose.

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Evolution

Die wichtigsten Konzepte der Evolution

Evolutionstheorie

Evolutionsfaktoren

Selektion

Evolution des Menschen

Artbildung

Evolution - Das Wichtigste auf einen Blick

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