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Biologie (Subject) / TEST 1 Teil PASS Naturwissenschaft Zoologie, Systematik - Phylogenie, Biodivers (Lesson)

1. Zwischentest PASS Naturwissenschaft Zoologie, Systematik - Phylogenie, Biodiversität

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  • 01. Was kennzeichnet naturwissenschaftliche Forschungsarbeit? [Folie: Was kennzeichnet (Natur)wissenschaft?] Gegenstand ist nur das logisch- empirische Überprüfbare und das positiv Erfahrbare (Erfahrungswissenschaft) Ergebnisse müssen von jedermann wiederholbar und überprüfbar sein (Reproduzierbarkeit, Intersubjektivität) Nicht nur Beschreibung von Tatsachen sondern Forschung von Ursachen (erklärende Wissenschaft)
  • 01.b. Wie "real" und wie "wahr" sind naturwissenschaftliche Erkenntnisse? Naturwiss. Forschung erschließt immer nur einen Teil der Wirklichkeit und nicht "das Ding an sich" (Reduktionismus) "Wahrheitswert" der Aussagen nicht absolut, sondern relativ (Wahrscheinlichkeiten) Wissenschaft wird dadurch zum unabschließbaren Prozess (Evolution der Wissenschaft)
  • 02. Was unterscheidet wissenschaftliche Erkenntnisse von nichtwissenschaftlichen? Die Wissenschaft erschließt immer nur einen Teil der Wirklichkeit, es ist dadurch ein unabschließbarer Prozess → nichtwissenschaftliches versucht hingegen gleich alles zu beantworten Bei Wissenschaft ist der Wahrheitswert nicht absolut, sondern relativ, es gibt keine letzte Wahrheit, sondern nur ein Annähern an die Wahrheit → nichtwissenschaftliche Aussagen sind hingegen absolut und es soll die Wahrheit sein ("Wissenschaftlich geprüft": Prüfbar, Wiederholbar, Langzeitstudien, Falsifizierbar sein....)
  • 03.a Wann spricht man von einer Hypothese, (wann von einer Theorie)? Hypothese = Erklärungssatz "auf Probe" = eine Aussage: deren Gültigkeit bloß vermutet wird, die aber im Gegensatz zu einer Spekulation nicht nur widerspruchsfrei und in Übereinstimmung mit dem allgemeinen Wissen steht, sondern auch begründet werden kann. für Hypothesen ist es üblich, dass die Bedingungen angegeben werden, unter denen sie gültig sein sollen. Hypothesen = Ausgangspunkt für die Entwicklung wissenschaftl.Theorien, die einen höheren Erklärungswert haben
  • 03.b . Wann spricht man von einer (Hypothese), wann von einer Theorie? Jede Theorie hat die Annahme zugrunde, die ihren Geltungsbereich beschreiben. Wissenschaftliche Theorien haben einen hohen Grad an Erklärungswert und müssen durch systematische Beobachtung und/oder Experimente überprüfbar sein (empirische Prüfung). Wissenschaftliche Theorien können nicht bestätigt, allerdings immer wahrscheinlicher gemacht werden, und besonders wichtig: sie müssen widerlegbar sein!
  • 04. Was versteht man unter der hypothetisch-deduktiven Erkenntnismethodik? -Kritische Sicht von Popper, jedes Experiment wird durch Hypothesen und Vorahnungen geleitet. Hypothesen enthalten neben Vorerfahrungen auch spekulativen und intuitiven Anteil(Von der Theorie auf das Spezielle schließen – Vom Allgemeinen zum Besonderen)
  • 05. Gibt es Unterschiede in der Erkenntnismethodik zwischen Physikern und Biologen? -Auch in der Biologie gelten die Gesetze der Physik und Chemie. In der Biologie kommen aber andere Erklärungsformen dazu. Biologische Systeme sind nämlich evolutiv entstanden und durch Selektion optimiert. In Chemie, Physik gibt es eine kausale Erklärungsform→ Naturwissenschaftskompetenz (=Scientific Literacy) heißt naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, dessen Fragen zu erkennen und aus Belegen Schlussfolgerungen zu -ziehen um Entscheidungen zu verstehen und zu treffen.→Erste biosystematische Konzepte in Antike (Aristoteles: Bluttier, Blutlose), dann erst wieder in Renaissance; wichtig in Zoologie: Conrad Gesner: erster Überblick über Tierreich
  • 06. Was versteht man unter Phylogenie, was unter Taxonomie? - Phylognenie: Rekonstruktion der Stammesgeschichte, Variabilität, Artabgrenzung- Taxonomie: Bestimmung, Benennung, Klassifikation- Evolution: Analyse der Evolutionsprozesse, Ursachen der Biodiversität
  • 07. Was ist die epochale Leistung Linnés? Biographische Notizen: Wann und wo hat er gelebt? Wie heißt sein Hauptwerk? Wann ist es erschienen etc. (siehe Vertiefungsthema pdf) binäre Nomenklatur, hierarchische Klassifikation in vier Ebenen (Art, Gattung, Klasse, Ordnung)  brachte Ordnung ins System; Stellt Mensch in Tierwelt3- 1707-1778, war Botaniker,- "Systema naturae“ (1735) stellte auch Mensch zu den Tieren, 10. Auflage von „Systema naturae“ umfasst ca 4000 Tierarten
  • 08. Was ist die epochale Leistung Darwins? Wann und wo hat er gelebt? Wie heißt sein Hauptwerk? Wann ist es erschienen? -Erkenntnis: Die Arten sind veränderlich, Formähnlichkeiten sind in realer Verwandtschaft begründet- 1809-1882- "On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life", 1859- Entwickelte das Bild des "Tree of Life“
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  • 09. Die wichtigsten Regeln der zoologischen Nomenklatur bei Arten: binäre Nomenklatur: Gattung- Art (Erstbeschreiber)bei Unterarten: dreiteilige Nomenklatur: Gattung-Art- Unterart (Varietäten, Ökotypen als Subspezies)- Gattungsname groß, Artname immer klein, Schreibweise: beides kursiv- jeder darf eine Art beschreiben, muss nur Regeln einhalten (Namengebung, Artikel schreiben, Holotypus (= namensgebendes Exemplar) ins Museum geben)→was ist eine Art: Darwin: Was ein Naturforscher für eine Art hält;Mayr: Eine Fortpflanzungsgemeinschaft;→Anagenese: (=Artumwandlung);→Kladogenese (=Aufspaltung, führt zu Stammesverzweigung)
  • 11. Was sind homologe und analoge Ähnlichkeiten? Bitte führen Sie dazu Beispiele an. Homologie: entstehungsgleich, Ähnlichkeit, die auf einen gemeinsamen evolutionären Ursprung zurückgeht (z.B.: Vgl Arm von Mensch, von Hund, von Robbe; primäres Kiefergelenk- Gehörknöchelchen)- Analogie: funktionsgleich, Ähnlichkeit, die funktionell bedingt ist und in der Evolution unabhängig entstanden ist (z.B.: Vgl Arm von Vogel, von Feldermaus, von Flugsaurier; Bein bei Maulwurf und Maulwurfsgrille)
  • 12. Was sind homologe Entwicklungsgene? Sind Organe deren Entwicklung durch homologe Master Genes gesteuert werden auf der Strukturebene immer homolog? Homologe Entwicklungsgene sind Genkomplexe mit hoher Sequenzähnlichkeit, die denGrundplan installieren, z.B. Steuergene bei Mäusen und Fliegen. Diese müssen auf einengemeinsamen Vorfahren zurückgehen. Das bedeutet jedoch nicht, dass Organe, die durchEntwicklungsgene gesteuert werden, auch auf Strukturebene homolog sind.Bespiel: Sind die Augen von Insekten und Wirbeltieren homolog oder nicht? auf Ebene der Selektorgene: JA auf Ebene der Strukturen (bzw. Realisatorgene?): NEIN Der Homologie-Begriff ist kein absoluter Begriff. Es muss immer die Betrachtungsebene dazugesagt werden
  • 13. Was ist ein Taxon, und was sind monophyletische, paraphyletische und polyphyletische Taxa? - Als Taxon bezeichnet man in der Biologie eine als systematische Einheit erkannte Gruppe von Lebewesen.- monophyletische = alle Abkömmlinge einer einzigen Stammart und die Stammart selbst, aber keine anderen Organismen- paraphyletische = einige, aber nicht alle Abkömmlinge einer einzigen Stammart, sowie die Stammart selbst- polyphyletische = Abkömmlinge verschiedener Linien, aber keine gemeinsamen Stammart
  • 15. Wie erkennt man Homologien? Homologie Kriterien: -Lage im vergleichbaren Gefügesystem-Spezifische Struktur und Qualität-Kontinuität oder Stetigkeit
  • 16. Was sind plesiomorphe und apomorphe Merkmale? Wie werden sie in der phylogenetischen Systematik verwendet? - plesiomorph: ursprüngliches Merkmal bzw Merkmalszustand- apomorph: abgeleitetes Merkmal bzw Merkmalszustand
  • 17. Was bedeutet Symplesiomorphie und Synapomorphie? Symplesiomorphie: Wenn Taxa in einem Merkmal übereinstammen, das nicht in ihrer gemeinsamen Stammlinie entstanden ist, sondern von weiter zurückliegenden Stammarten übernommen wurde (z.B.: 4 Extremitäten von Säugetiere)5- Synapomorphie: Wenn Taxa in einem Merkmal übereinstimmen, das in ihrer gemeinsamen Linie als evolutive Neuheit entstanden ist.
  • 18. Was versteht man unter dem Außengruppenvergleich? Wozu wird er verwendet? - Prüfung welche Ausprägung das Merkmal bei einem näheren Verwandten (Außengruppe) hat- Warum? Um zum Erkennen, welches Merkmal ursprünglich bzw. abgeleitet ist  
  • 19. Was versteht man unter Parsimonie-Prinzip? Wozu wird es verwendet? Wahrscheinlichster Stammbaum: geringste Zahl von Evolutionsschritten = Prinzip der sparsamsten Erklärung
  • 20. Beschreiben und erläutern Sie die einzelnen Arbeitsschritte bei der Erstellung eines Stammbaums Sammeln von gemeinsamen Merkmalen- Klärung ob Merkmale homolog oder analog sind (nur homologe verwendbar)- Klärung der Leserichtung (abgeleitete oder ursprüngliche Merkmale)- Stammbaumrekonstruktion: Kladogramm mit sparsamster Erklärung
  • 21. Erläutern Sie die Grundzüge der Stammbaumrekonstruktion mit Hilfe von molekularen Merkmalen - Homologe Sequenzen werden miteinander verglichen.-Abgleich der Sequenzen durch Einfügung von Lücken
  • 22. Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile der Stammbaumrekonstruktion durch morphologische bzw. molekulare Merkmale Nachteile morphologisch: unterschiedliche Komplexität der Merkmale, Konvergenzen oft schwer erkennbar, nur wenige brauchbare Merkmale- Nachteile molekular: multiple Substitutionen, meist zahlreiche unterschiedliche Stammbäume, Genbäume vs. Speziesbäume, Mehr-Gen-Analysen bringen mehr Konflikte, riesige Datenmengen
  • 23. Warum sollte das Taxon "Reptilien" aus dem Zoologischen System gestrichen werden? Weil Vögel und Krokodile ein Monophylum, Krokodile, Schildkröten und Eidechsen aber eine paraphyletische Gruppe bilden.
  • 24. Was versteht man unter Biodiversität? Welche Ebenen der Biodiversität unterscheidet man? Biodiversität= Die Eigenschaft lebende Systeme unterschiedlich zu sein.- Artenvielfalt, Lebensraumvielfalt, genetische Vielfalt
  • 25. Welche Ziele verfolgt die CBD (Convention on Biological Diversity)? Erhalt der biologischen Vielfalt,- nahhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt,- gerechter Vorteilsausgleich aus der Nutzung der biologischen Vielfalt.
  • 26. Wie viele Arten von Organismen sind bisher beschrieben worden? Ca. 1,9 Mio beschriebene Arten (davon Tiere 76%, Pflanzen 15%, Pilze 4 %, Einzeller 5%)
  • 27. Wie hoch sind die Schätzungen über die aktuelle Artenvielfalt auf der Erde? Auf welchen Untersuchungen basieren diese Schätzungen? 7 Mio (5-15 Mio) Arten- Untersuchungen der Artenzahl in tropischen Regenwäldern (Von Terry Lee Erwin)
  • 28. Warum ist es so schwierig einen Katalog aller Arten von Organismen, die auf der Erde leben, zu erstellen? -Viele grundsätzliche Probleme: Was ist eine Art? Doppelbezeichnungen der Artnamen, sehr schwierig bei kleinen Organismen (z.B.: Insekten,…),..
  • 29. Wie viele Arten von Organismen gibt es in Österreich? Wie viele davon sind Wirbeltiere, wie viele Insekten? ca. 65 000 Arten- Wirbeltiere: 414- Insekten: ca. 36 000 Hot-Spots der Biodiversität liegen in tropischen Regionen (nur 7% der Landfläche, aber 50-70% der Biodiversität)
  • 30. Was sind endemische Arten? Wie viele endemische Tierarten gibt es ungefähr in Österreich? Als Endemit werden Pflanzen und Tiere bezeichnet, die nur in einer bestimmten, räumlich abgegrenzten Region vorkommen- in Österreich: 167 Pflanzenarten und 581 Tierarten
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  • 31. Ausmaß und Gründe des aktuellen Artensterbens im Durchschnitt sterben täglich bis zu 150 Arten aus-Ursachen: Lebensraumzerstörung, angreifende Arten, Überbevölkerung des Menschen, Umweltverschmutzung, Rodung...
  • 10. Welche Informationen stecken in einem Stammbaum (vgl. Vertiefungsartikel "Stammbäume verstehen") - Verzweigungsmuster spiegeln die zeitliche Abfolge der Aufspaltung einer Ursprungsart in Tochterarten wider- Die verwandtschaftlichen Beziehungen zwischen den einzelnen Tochterarten- Außenguppenvergleich wichtig zum Vergleich der Merkmale
  • 14. Was ist ein "Taxon", eine "Biospezies" und eine "Morphospezies", ein "Holotypus"? Als Taxon bezeichnet man in der Biologie eine als systematische Einheit erkannte Gruppe von Lebewesen.- Eine Biospezies ist eine Gruppe sich tatsächlich oder potentiell kreuzender Individuen, die fertile Nachkommen hervorbringen.- Mit Morphospezies wird in der Biologie eine Gesamtheit von Individuen bezeichnet, die in wesentlichen Merkmalen des Körperbaus übereinstimmt, und sich anhand dieser Merkmale von allen anderen derartigen Gesamtheiten unterscheiden lässt.- Ein Typus ist in biologischen Nomenklaturen ein ausgewähltes Individuum, welches als Grundlage zur wissenschaftlichen Beschreibung eines Taxons dient.
  • 32. (Nicht im Moodle Katalog WS 2013) Was war Ihre wichtigste Einsicht beim Lesen des Vertiefungsthemas: "Gedanken zum Schutz der biologischen Vielfalt" Kurze Zusammenfassung des Artikels: Kompetenter Biodiversitätsschutz setzt ausreichendes Wissen voraus, doch nicht einmal die Zahl der auf der Erde vorkommenden Arten ist annähernd bekannt. Über deren Bedrohungsstatus wissen wir noch viel weniger. Die Ursachen für die Bedrohung der Biodiversität sind vielfältig. Neben den Kernproblemen wie Bevölkerungswachstum und steigendem Ressourcenverbrauch wird erfolgreicher Biodiversitätsschutz auch durch einen Mangel an Taxonomen und Ökologen, Bürokratie, Politik und Fehlinterpretationen von Fakten behindert. Um die eklatanten Wissensdefizite abzubauen, müssen die Erfassung und der Schutz der Biodiversität viel stärker als globale Herausforderung begriffen und entsprechend finanziert werden.Der Artikel soll meiner Meinung nach ein Weckruf an alle Menschen sein, damit diese erkennen wie schlecht es heutzutage um verschiedenste Tierarten steht. Wir wissen nicht wie viele Tierarten jährlich aussterben, da weit nicht alle bekannt sind und viele bereits aussterben, bevor sie überhaupt beschrieben werden können. Der Artikel zeigt auch auf, wie schwierig es ist festzustellen welche Arten gefährdet sind und dass die Auswahl von Schutzgebieten nur auf wenige Modellarten beschränkt ist und keine optimale Lösung für alle Arten sind, Die Ursachen für die Bedrohung der Tierarten haben mich nicht sonderlich7überrascht. Mir ist durchausbekannt, dass der Mensch und damit verbunden der Ressourcenverbrauch die Hauptursache für das Artsterben sind, da damit Lebensraumzerstörung, Übernutzung, Einschleppen nichtheimischer Arten,… verbunden ist. Schockierend war für mich, dass keine Tiere für Lehrzwecke verwendet werden dürfen, denn wie sollte man Schüler/innen von der Faszination Natur berichten, wenn sie die Natur nur aus Geschichten und Bilder kennen.Es ist traurig, dass die Menschen immer wieder meinen, dass man alleine nichts verändern kann, schließlich beginnt doch alles im kleinen und wenn wir unsere Natur völlig zerstören, dann wird es auch mal jeden einzelnen betreffen.
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