Evolutionsbiologie (Subject) / Fallstudien (Lesson)

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• Mimese = ist eine Art des Schutzes vor Feinden, das Tier ahmt Gestalt, Farbe und Haltung eines Teils seines Lebensraums nach. Dabei spielt das Tarnmuster (Zebra) und die Konterschattierung (Pinguin) eine Rolle.
• Aposematismus = nennt man es, wenn Tiere ein Warnsignal geben, wir z.B. giftige o. übelriechende Inhaltsstoffe, aktive Abwehrmechanismen (Giftstachel) - chemische Abwehr vorallem bei Invertebraten (Wirbellose)- Stoffe werden entweder im Körper produziert o. durch Nahrung angereichert- Stoffe werden im Körper getrennt gelagert und zur "Bombe" zusammengemischt (Bombardierkäfer)- die Seegurke z.B kann ihre Körperhülle verändern (Versteifen/Verflüssigen)
• Arbeitsteilung bei eusozialen Termiten Hierbei sterben "Soldaten" bei der Abwehr. Die Arbeiter produzieren suizidale Abwehr, indem sie andere Termiten beißen und "explodieren"
• anti-mikrobielle Peptide (AMP) =zur äußeren Abwehr, bei fast allen Tieren um schnell Erreger zu bekämpfen - treten mit der Membran des Erregers in Verb., treten ein und töten ihn ab- können auch schon vor Eintritt des Erregers aktiv werden (z.B. auf der Cuticula von Insekten, Schleimhaut in Luftröhre von Vertebraten
• phagozytierende Zellen = zur inneren, unspezifischen Abwehr - können in infiziertes Gewebe einwandern und den Erreger durch Phagozytose vernichten
• Immunsystem = zur inneren spezifischen Abwehr bei Wirbeltieren - richtet sich gezielt auf eingedrungen Krankheitserreger (z.B. Lymphozyten erkennen körperfremde Moleküle und produzieren Antikörper)
• Parasitoide = i.d.R. Insekten, die während der Entwicklung parasitisch leben und den Wirt am Ende töten
• Mutualismus = zwischenartl. Wechselbez., von der beide Partner profitieren existiert zw:Tier - TierPflanze - PflanzeTier - PflanzeTier/Pflanze - AlgeTier/Pflanze - PilzTier/Pflanze - Bakterien - kann, muss aber nicht symbiontisch sein
• Symbiose = Organismen mit völlig verschiedenen Eigenschaften sind in einem Körper vereint - kann, muss aber nicht mutualistisch sein
• Co-evolution = ist die wechselseitige Anpassung eng miteinander interagierender Arten und ein evolutiver Prozess Bsp: Räuber-Beute-Interaktion, Wirt-Parasiten-Beziehung und auch mutualist. Beziehungen Durch die Coevolution von Angiospermien und Tieren profitieren die Pflanzen an Tieren, dass sie ihre Pollen weitertragen. Beide haben Kosten (Nektar, Suchzeit) und Vorteile (Pollentransport, Futter)
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• Signal-Empfänger-System Sinnesleistungen d. Bestäuber bei Futtersuche ->auffällige Blüten werden leichter gefunden ->Lernfähigkeit d. Bestäuber ->Blütenkonstanz (bevorzugen Blüten, die gerade belohnt wurden (spart Kosten)) ->Blüten sollten sich unterscheiden, um "Fehler" der Bestäuber zu verhindern ->Merkmale werden durch Bestäuber optimal wahrgenommen
• Markttheorie = besagt, dass mutualistische Bez. mit menschl. Handelsbeziehungen verglichen werden - Angebot & Nachfrage- Konkurrenz- Partnerwahl
• Dodsonische Mimikry = Betrüger, z.B. Pflanzen, die kein Nektar produzieren, aber aussehen wie eine Art, die es tut - Betrüger können nur in geringen Häufigkeiten vorkommen
• Endosymbiontentheorie = Theorie zur Entstehung der Organellen der eukaryotischen Zellen. Demnach sind chemotrophe u. phototrophe Bakterien von anderen prokaryotischen Zellen durch Phagozytose aufgenommen worden, jedoch nicht verdaut, sondern sie leben im Inneren weiter und wurden dadurch zu Endosymbionten. Später haben sie sich zu Zellorganellen in ihren Wirtszellen entwickelt. Die Komplexe aus Wirtszelle u. dem darin befindl. Organellen sind Eukaryoten - bekanntesten sind Mitochondrien und Plastiden- Eukaryoten ohne solche Organellen können werder Zellatmung noch Photosynthese betreiben
• Mikrobiome = Symbiontische Bakterien?= sind auch im menschl. Körper verhäuft zu finden. Sie erschließen viele Vorteile:- Bereitstellen von Nährstoffen- Erschließen von Nahrungsquellen- Abwehr von Krankheiten Mikrobiome profitieren von Gruppenleben -> schnelle horizontale Verbreitung
• Formen des Zusammenlebens - Verwandtschaft & Altruismus (Paar, Familie, Rudel, Staat) - Vorteil für alle - kein Altruismus (Herde, große Gruppen) Leben in der Gruppe bedeutet: - Kosten u. Nutzen für die Indiv.- Kosten entst. durch Konkurrenz um Ressourcen- Graßfresser machen sich weniger Konkurrenz als Räuber- weniger Nutzen nötig - Gruppen bestehen allein aufgrund des Verdünnungseffekts
• Eusozialität = echte Sozialität, extremste Form des Altruismus, durch reproduktive Arbeitsteilung (graduelle Steigerung der Kooperation) Merkmale: - Monopolisierung der Fortpfl. = es gibt nur ein o. wenige an der Reprod. beteiligtes Weib (Königin), das sich mit einem o. wenigen Männchen paart- reprod. Altruismus = meisten Nachkommen pflanzen sich nicht fort und arbeiten zum Wohle der ganzen Familie- lebenslange Philopatrie = meisten Nachk. bleiben ihr Leben lang in der Fam., dazu kommt es zur:- Multigenerationsfamilie = Überlapp. mehrerer Generationen von Geschwistern- Arbeitsteilung unter den nicht fortpfl. Indiv.
• Evolution des Sozialsystems Die aktuell am besten unterstützte Erklärung besagt, dass ökologische Zwänge die Evolution von Eusozialität begünstigen (z.B. unvorhersehbare Regenfälle, unsichere Nahrungsverfügbark.)
• Emergenzen = "Auftauchen", "Herauskommen", "Emporsteigen" - Muster entstehen durch Mechanismen, die im System selbst stattfinden- keine externe Steuerung- lokale Interaktion einfacher Eineiten (Elemente)- keine globale, sondern nur lokale Information Bsp: Feenkreise (durch Konkurrenzprozesse zw. Pflanzen oder geschaffen von Termiten?)
• Schwarmintelligenz Definition = bedeutet, dass einzelne Indiv. Infos sammeln, welche durch soziale Interaktion verarbeitet wird. So können sie in der Gesamtheit kognitive Leistungen vollbringen, die die Fähigk. des Indiv. weit übersteigen. Dabei gibt es keine hierarchisch oberste Instanz o. kein zentralen Organisator - verbessert Schutz vor Feinden durch Verdünnungseffekt (weniger Gefahr gefressen zu werden) und Verwirrungseffekt (Fein kann sich nicht auf ein Indiv. konzentrieren)- spart Kosten, da Beewegung Kräfte schont
• Gruppenentscheidungssysteme Despotisches System: Ein Leittier bestimmt, alle folgen (ranghöchste o. erfahrenste Tier) Demokratisches System: Konsensentscheidung
• Wolbachia-Bakterien Leben als cytoplasmatische Parasiten o. Symbionten besonderns in Arthropoden und Nematode. Sie verbreiten sich vertikal (werden über weibl. Keimzellen auf die nächste Generation übertragen). Männchen sind eine Sackgasse, können aber in fortpflanzungsfähige Weib. umgewandelt werden und damit das Fortbestehen der eigenen Abstammungslinie sichern. Sie können bei Weib. auch Parthenogenese auslösen, sodass die Weib. ausschl. infizierte Weib. produzieren.Wolbachien sind einer der Hauptmotoren der Artbild. bei den Insekten.
• Flaschenhals-Effekt Beschreibt eine genet. Verarmung der Popul., die stattfindet, wenn die Popul. aufgrund irgende. plötzl. und nur vorübergehend auftretenden Faktors stark in der Größe dezimiert wird. Folge: Änderung der Allelfrequenzen, wobei vorallem seltene verschwinden.In der nachfolgenden Phase d. Erholung und d. Populationswachstums ist die Wirkung der Selektion begrenzt, Popul. expandiert im freien Raum, Rolle der Konkurrenz ist beschränkt.
• Gründereffekt Führ zur genet. Verarmung der Popul. Die Betonung liegt auf der genet. Abweichung der neu gegründeten, isolieren Popul. von der Stammpopul. Die wenigen Gründerindiv. repräsentieren den Genpool der Stammpopul nur unvollst. Der genet. Unterschied entst. aufgrund geringer Anz. an vorhandenen Allelen der Grunderindiv. und nicht infolge untersch. Selektionsbed.Er kann zur Enst. neuer Arten führen (Darwin-Finken)
• Homologie und Analogie u. Parallelismus H: Merkmale, die auf die gleiche henet. Information der Stammart zurückgehen. Sie sind sich nicht unbegingt ähnlich aufgrund von untersch. Anpassung; entstehen durch Divergenz A: Gegenstück zu H; Ähnlichkeiten, die in der Evol. zweier Taxa unabh. enstanden sind und beim gemeinsamen Vorfahren der jew. Arten nicht vorhanden waren; entstehen durch Konvergenz P: wenn ähnl. Merkmale unabh. voneinander in 2 phylogenet. Linien entstehen. Hierbei war das urspr. Merkmal auch schon ähnlich und seine Form hat sich unabh. aber parallel transformiert.
• Eusozialität & Besonderheiten der Nacktmulle (Heterocephalus glaber) - unterirdisches System mit Räumen für versch. Aufgaben (Brutpflege, Müllentsorgung)- Kolonie besteht fast nur aus Geschwistern- nur Königin darf gebären (säugt sie ca. 36 Tage und den Rest erledigen die Helfer)- reprodukt. Königspaar unterdrückt Reproduktion der Nachkommen- trennen der Kolonie und repr. Unterdr. zeigen einen starken Wachstum (z.B. der Wirbelsäule)- nichtbrütende Weib. sind kleiner, aufgrund des präpubertärem Stadiums (kleine Gebärmutter, kein Eisprung) -besseren DNA-Reperaturmechanismus, längerer Schutz der Teleomere (keine Alterungszeichen)-Schmerzresistenz (z.B. gegen Capsaicin (Chilli)) erlaubt Leben im Bau mit saurem Millieu-Krebsresistenz: Krebszellen werden schon bei geringer Dichte erkannt und an Zellteil. gehindert
• Schwärme durch Computersimulation Schwarm (swarm): Wenn die Indiv. sich ggs. anziehen und gleichz. abstoßen, aber sich nicht am Nachbarn orientieren Ring (torus): Tiere bewegen sich um ein freies Zentrum, wenn sich sich nur am direkten Nachbarn orientieren Herde (school/flock): Alle bewegen sich in die gleiche Richtung, wenn sich sich mehr an andere Tiere der Gruppe orientieren Die Navigation von Fischschwärmen benötigt nur wenige, informierte Indiv. (ca. 5%), welche den gesamten Schwarm lenken können. Anteil Informierter sinkt mit Schwarmgröße, steigt Anteil der Informierten, sinkt Anteil an Folgenden.

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