Grundlagen der Evolution - Biologie learn online

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Biologie (Subject) / Grundlagen der Evolution (Lesson)

Evolution

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Darwins "survival of the fittest" Das ist Überleben des "am besten Angepassten" Evolution sei nicht so sehr eine Selektion begünstigter, vielmehr eine Elimination unvorteilhafter Individuen Fittnes = Grad der Anpassung Fittnes beschreibt: Überlebenswahrscheinlichkeit in den unterschiedlichen reproduktiven Lebensphasen Durchschnittliche Zahl der Nachkommen bezieht sich auf Gruppen, nicht auf Individuen
Lungenfische F
3 Wirkungsweisen der Selektion Stabilisierende Selektion = bleibt gleich Transformierende oder direktionale Selektion = verschiebt sich in eine Richtung Disruptive Selektion = verschiebt sich in zwei Richtungen
Was sind Agamospezies F
3 Arten der geographischen Art-Verbreitung Arten = Brücke zwischen der Evolution von Populationen und der Evolution der taxonomischen Vielfalt. Sympatrische Arten: Arten mit überlappenden geographischen Verbreitungsgebieten Allopatrische Arten: Räumlich vollständig getrennte Arten Parapatrische Arten: Arten mit aneinander, aber nicht überlappenden Verbreitungsgebieten
Singvögel F
Farbsehen bei Menschen und Tieren F
Gehirn F
Augen bei Wirbeltieren und Kopffüßern F
Regressionsresiduale in Bezug auf Blatt- und Früchtefresser F
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neuronaler Plastizität und Schrumpfen des Hippocampus F
Expensive tissue hypothesis F
Werkzeuggebrauch bei Tieren F
Kin selection = Verwandtenselektion Gesamtfitness (direkte Fitness+ indirekte Fitness) eine Lebewesens: Anzahl der eigenen Gene, die an die nachfolgende Generation weitergegeben werden. Verwandte zum Teil die gleichen Gene besitzen --> Altruismus um Weitergabe der Gene zu gewährleisten, aber nur wenn der Nutzen größer als der Aufwand. direkte Fitness: Effekt eines Allels auf die Fitness des Trägers indirekte Fitness: Effekt auf die Fitness von Individuen mit einer Kopie des selben Allels
Entstehung der Erde F
Woher kommt das Wasser auf unserem Planeten? F
Archaea F
kambrische Explosion F
trilete Sporen F
Steinkohlebildung im Karbon F
Karbon (insekten) F
Entwicklung der Gymnospermen F
Perm F
Ornithischia F
Bedingungen der Evolution 1. Vatiation von phänotypischen Merkamlen zwischen Individuen 2. Zusammenhang zwischen Merkmalsausprägung und Paarungserfolg, Fruchtbarkeit und/ oder Überlebenschancen: --> unterschiedliche "Fittnes" 3. Zusammenhang von Merkmalsausprägungen zwischen Eltern und deren Nachkommen --> Vererbung
Hauptursachen für Variation Mutation: dauerhafte Veränderung des Erbgutes Rekombination: Verteilung und Neuanordnung von genetischem Material (Austausch von Allelen) --> neue Gen- und Merkmalskombinationen
Variation durch Mutation Fehler bei DNA Replikation Fehler bei Reperaturmechanismen (Proof-Reading) Ungleichmäßiges Crossing over Non- Disjunction --> Monosomien/ Trisomien Transposon = DNA- Abschnitt der seine Position im Genom verändern kann Frameshift mutation: Insertion oder Deletion die das Leseraster verschieben (meist nicht mehr funktionell) Chromosomenmutationen Punktmutationen: "silent" = codiert für gleiche Aminosäure "missense" = codiert für andere Aminosäure "nonsense" = codiert für ein Stopp- Codon "readthrough" = Stopcodon wird als Aminosäure codiert
Heritabilität Maß für Erblichkeit von Eigenschaften, bei deren phänotypischer Ausbildung, sowohl die Gene als auch Umwelteinflüsse eine Rolle spielen
Ebenen der Selektion Genselektion Individualselektion Gruppenselektion Speziesselektion
Adaptation, adaptives Merkmale + BEISPIELE Prozess der Adaptation: evolutionäre Veränderung eines Merkmahls durch Selektion für vorteilhafte (Fitness- erhöhende) Funktion in einem bestimmten Kontext Merkmal eines Organismus, dessen Ausprägung das Ergebnis von selektion in einem bestimmten funktionellen Kontext ist Bsp: Orchideen Blüten --> Nachahmung eines weiblichen Insekts/ sexual Duftstoffe (Mimikry) Stromlinien Form von Fischen, Wasser-Säuger Schnäbel von Vögeln an Nahrungsquelle angepasst Körperform und/oder Farbe als Tarnung --> an Umwelt angepasst Warnfärbung --> Abschreckung von Fressfeinden
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Gendrift = zufällige Veränderung der Genfrequenz innerhalb des Genpools einer Population Das Ausmaß phänotypischer Veränderung durch Drift ist Proportional zur additiv genetischen Varianz. Gründereffekt: Genetische Abweichung einer isolierten Gründerpopulation (zb.: auf einer Insel) von einer Stammpopulation Flaschenhalseffekt: ein Gendrift, der sich aus der Reduzierung einer Population ergibt, im typischen Fall durch eine Naturkatastrophe, in deren Folge die überlebende Population nicht mehr genetisch repräsentativ für die Ausgangspopulation ist.
Stabilisierende Selektion findet statt, wenn die Individuen einer Population über viele Generationen hinweg unter konstanten Umweltbedingungen leben. Individuen, deren Merkmale nahe am Mittelwert der Population liegen, zeigen eine höhere Fitness. Extreme bzw. vom Mittelwert abweichende Phänotypen können sich nicht durchsetzen. Somit führt stabilisierende Selektion zu einer geringeren phänotypischen Variabilität. Bsp.: Flügeleigenschaften: größere/ kleinere Flügel wären aerodynamischer Nachteil
Transformierende oder direktionale Selektion wenn die Träger eines Merkmals, das am Rand des Merkmalsspektrums der Population liegt, begünstigt werden. Muss sich z. B. eine Population an neue Umweltfaktoren anpassen, werden Individuen bevorzugt, deren Merkmale bereits vorher zufällig am besten auf die veränderte Umgebung gepasst haben (Präadaption) und/oder die sich besser an die neuen Bedingungen anpassen. Dies führt zu einer Veränderung des Genpools. Eine Population zeigt bestimmte Variabilität in der Ausprägung eines bestimmten Merkmals. Extreme Merkmalsausprägung, durch Selektionsdruck aufgrund veränderter Umweltbedingungen Eine Merkmalsausprägung bekommt Selektionsvorteile gegenüber dem anderen Extrem. Ständige Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen.
Disruptive Selektion die Formen, die am häufigsten vorkommen werden zurückgedrängt, z. B. aufgrund von Parasiten, Fressfeinden oder ansteckenden Krankheiten. Individuen, die seltene Merkmale besitzen, haben dann einen Vorteil (zum Beispiel die besonders kleinen und die besonders großen Individuen) . Sie sind selektionsbegünstigt. Man spricht hier auch von Polymorphismus.
Genfluss (Genflow) Austausch genetischen Materials zwischen zwei Populationen einer Art (zB.: Migration) Wird der Genfluss verhindert zB durch geographische Isolation , so entwickelt sich die Populationen unterschiedlich ---> kann zur Bildung unterschiedlicher Rassen führen (allopatrische Speziation)
Eusozialität Verhalten der Staatenbildung im Tierreich Vier Bedingungen: Kooperative Brutpflege durch meherere Tiere gemeinsame Nahrungsbeschaffung und auch -verteilung Teilung des Verbandes in fruchtbare und unfruchtbare Tiere Zusammenleben mehrerer Generationen Eusozialität bedingt ein hohes Maß an Altruismus (= Selbstlosigkeit)
Gruppenselektion Nicht die Individuen, sondern Gruppen von Individuen sind jene Einheiten, auf die die Selektion einwirkt.
Multilevel-Selektion Verschiedene Ebenen auf denen die natürliche Selektion angreifen kann, sowohl unterhalb des Individual- Levels (Organe, Zelle, Gene), als auch oberhalb (Gruppe, Population)
Intrasexuelle Selektion Konkurrenzkämpfe zwischen Angehörigen desselben Geschlechts --> Wirkt auf Merkmale (Körpergröße, Färbung, Echkzähne, Geweih...), die für die gleichgeschlechtiche Konkurrenz beim Paarungszugang wichtig sind. Kämpfe oder Imponierverhalten Starker Sexualdimporphismus bei Polygamen Paarungsverhalten --> Wenig bei Monogamen
Spermienkonkurrenz Bei vielen Arten kann durch hohe Promiskuität (Paarung mit mehreren Männchen) der Weibchen --> zwischen den Männchen eine Spermienkonkurrenz entstehen ---> Folge: große Hoden, Produktion besonders schneller/ leistungsfähiger Spermien
Intersexuelle Selektion Partnerwahl durch Angehörige des anderen Geschlechts (Bsp.: Pfau- Schwanzfedern) --> meist "female choice" Kriterien: Rufe oder Gesang Reichhaltigkeit des Gesangrepertoires Balzhäufigkeit Körpergröße Männchen evolvieren verstärkte dimorphe Merkmale um ihren Paarungserfolg zu erhöhen --> Weibchen bevorzugen Merkmale direkte Vorteile: zB.: Abwehr von Prädatoren, Verteidigung eines hochwertigen Territoriums Sensorische Präferenz: evolution weibliche Präferenz vor Evolution der männlichen Merkmale
Handicap- Hypothese "Handicap" (auffälliger bunter Federschmuck zB.: Pfau) = ein kostspieliges und daher fälschungssicheres Signal für gute Gene, das sich nur besonders starke Individuen leisten können.
Taxonomie Reihenfolge Reich Abteilung/Stamm Unterstamm Klasse Ordnung Überfamilie Familie Unterfamilie Gattung Art Unterart
biologischer Artbegriff Im biologischen Artbegriff stehen genetische und ethologische Gesichtspunkte im Vordergrund. Eine Art ist eine Gruppe von tatsächlich oder potentiell sich fruchtbar kreuzenden Populationen, die in sexueller Hinsicht von anderen solchen Gruppen isoliert sind (Aufrechterhaltung des Genpools); also Möglichkeit des Genaustausches und die Erzeugung fruchtbarer Nachkommen.
Kryptische Arten Reproduktiv isolierte Arten, die morphologisch nicht (oder kaum) unterscheidbar sind zB.: europäische Moskitos (Gelsen)
Phänotypische Plastizität Fähigkeit eines Organismus, seinen Phänotyp in Abhängigkeit der Umwelt zu verändern
Biospezies Gruppen von tatsächlich oder potenzielle kreuzbaren Populationen, die fertile Nachkommen hervorbringen und von anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind
Hybridisierung Bsp.: Rabenkrähe und Nebelkrähe Hybridiesierende Arten mit parapatrischer (angrenzend aber nicht überlappend) Verbreitung werden auch als Semispezies bezeichnet. Gruppe von Semispezies bildet einen Artenkreis oder Superspezies (Kohlmeise). Ringspezies: morphologisch unterscheidbare Populationen, bei denen Individuen benacherbarter Populationen sich kreuzen können. Bei einigen nicht benachbarten --> Kreuzung nicht möglich (Bsp.: Möwen)
Isolationsmechanismen = wirken als Barriere des Genflusses können vor oder nach der Befruchtung wirken (präzygotisch / postzygotisch)
Präzygotische Isolationsmechanismen ökologische Seperation: Arten besiedeln unterschiedliche Lebensräume oder pflanzen sich zu unterschiedlichen Zeiträumen fort Verhaltensseperation: Sympatrische Arten haben zB.: unterschiedliche Balzrufe, Gesänge, viselle oder chemische Signale Gametenisolation: Gameten unterschiedlicher Spezies können sich nicht vereinen. Wichtig in extern befruchtenden Arten (marine Invertebraten) Sexuelle Selektion: Partner der anderen Art sind sexuell unattraktiv (Sexualdimorphismus, unterschiedliche Merkmale)