Biologie (Fach) / Evolution (Lektion)

ueber die Entstehung des Lebens

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• chemische Evolution die abiogene Bildung von organischen Verbindungen bis zu Makromolekuelen
• biologische Evolution auch organische Evolution setzt mit der Entstehung erster Lebewesen (Protobionten) ein der Uebergang von der chemischen evolution ist fleissend
• Zunehmende Differenzierung bei Pflanzen (Bsp.) Moosstaemmchen (viele gleiche Zellen zur Wasserleitung) --> Farn (nur Tracheiden zur Wasserleitung, diese haben bereits verstaerkte Waende, lang gestreckte Zellen mit Hohlraeumen, Siebzellen, Festigungsgewebe) --> Bluetenpflanze (Tracheen zur Wasserleitung, verstaerkte Waende, koennen sehr lang dein, keine Querwaende mehr, Siebzelle zur Assimilatleitung, Festigungsgewebe und Bildungsbewebe) => hoehere Anpassungsfaehigkeit an vorherrschende Umwelteinfluesse
• Evolution im Tiereich (Bsp homologe Organe: Herz und Blutkreislauf) Fische : einfacher Blutkreislauf, einfaches Herz (Vorkammer, Herzkammer) --> (Amphibien) Molch, Frosch: doppelter Blutkreislauf, 2 Vorkammern, ungeteilte Herzkammer --> (echte Landtiere) Kriechtiere: doppelter Blutkreislauf, 2 Vorkammern, teilweise getrennte Herzkammer --> Saeugetiere: doppelter Blutkreislauf, 2 Vorkammern, vollstaendig getrennte Herzkammer
• Evolution im Tiereich (Bsp homologe Organe: Lunge) Fische: Schwimmblase - einfach, sackfoermig, kleine Oberflaeche --> (Amphibien) Molch: einfach, sackfoermig, kleine Oberflaeche --> Frosch: einfach, erste Einstuelpungen, Blaeschenbildung, groessere Oberflaeche --> (echte Landtiere) Kriechtiere: Veraestelt, staerkere Roehren und Blaeschenbildung, grosse Oberflaeche --> Saeugetiere: Sehr starke Veraestelung, viele Lungenblaeschen, sehr grosse Oberflaeche
• Merkmale des Lebens 1. Stoffwechsel 2. Fortpflanzung (identische Replikation/ Vererbung) 3. Reizbarkeit 4. Reaktion
• Begriffsdefinition ART Alle Individuen, die sich unter natuerlichen Bedingungen frei miteinander paaren und fruchtbare Nachkommen erzeugen koennen, gehoehren zu einer Art. Uebereinstimmungen: 1. Anatomische Merkmale 2. Physiologische Merkmale 3. Verhaltensmerkmale
• rudimentaere Organe/ Merkmale rückgebildete, vielfach äußerlich nicht mehr sichtbare Organe (Strukturen) waren bei den stammesgeschichtlichen Vorfahren noch voll ausgebildet  im Verlauf der Evolution Funktion teilweise oder vollständig verloren. Hinweise auf den Bauplan der Vorfahren
• homologe Organe auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurückzuführen Je stärker die Übereinstimmung bei homologen Organen oder Strukturen ist, desto näher sind die Arten miteinander verwandt.
• analoge Organe Organe mit unterschiedlichem Ursprung unterschiedlicher Grundbauplan, aber im Aussehen oder in der Funktion sehr ähnlich durch Anpassung an gleiche Umweltbedingungen entstanden Analogie lässt keine Rückschlüsse auf Verwandtschaft zu
• analoge Organe Organe mit unterschiedlichem Ursprung unterschiedlicher Grundbauplan, aber im Aussehen oder in der Funktion sehr ähnlich durch Anpassung an gleiche Umweltbedingungen entstanden Analogie lässt keine Rückschlüsse auf Verwandtschaft zu
• Genpool Gesamtheit der Erbanlagen aller Individuen einer Population
• Population eine Gruppe von Individuen der gleichen Art, die aufgrund ihrer Entstehungsprozesse miteinander verbunden sind, eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und zur gleichen Zeit in einem einheitlichen Areal zu finden sind.
• Hypothesen zur Entsehung des Lebens 1. Lebensentstehung durch uebernatuerliche Ereignisse 2. Leben wurde durch Meteroiten auf die Erde gebracht 3. Lebensentstehung durch die chemische Evolution, es folgt dann nahtlos die biologische Evolution auf zellulaerer bzw. mikroskopischer Ebene
• Simulationsexperiment nach Miller in der Uratmosphaere antstanden (aus Gasen aus dem Erdinneren) organische Verbindungen wie: Methan, Aminosaeuren, organische Basen und Nukleinsaeurebausteine, aber auch Zucker und Fettsaeuren Tonmineralien konnten als Katalysatoren fungieren Ausloeser der Bildungsreaktionen: starke Entladungen in der Uratmosphaere (und andere abiotische Bedingungen: Radioaktivitaet, Vulkanismus, Meteroiteneinschlage, starke UV-Strahlung...) => Ursuppe entstand
• Simulationsexperiment nach Fox Bildung von Mikrosphaeren (kleine proteinhaltige Kugelgebilde in heissen Proteinloesungen --> selektiv permeable Membran) Memran kann aus der Umgebung andere Molekuele aufnehmen Mikrosphaeren zeigen primitive Vermehrungsform (Knospung wenn sie zu gross sind) => Vorstufe einer Zelle (ertse anbgeschlossene Raektionsraeume)
• Versuch nach Semper RNA-Synthese aus Nukleotiden ohne Matritze (durch Enzymwirkung) erste Selektionsvorgaenge sind nachvollziehbar (existent bleibt der Polynukleidstrang - wird am schnellsten auf- und am langsamsten abgebaut)
• Mutation Sprunghafte Veraenderung des Genmaterials, die auf die naechste Generation uebertragen wird
• Hyperzyklen Komplexe, die einfache Stoffwechselaktionen ermoeglichen und somit auch garantieren
• Selbstorganisation(-stheorie) eine Form der Systementwicklung, bei der die formgebenden, gestaltenden und beschränkenden Einflüsse von den Elementen des sich organisierenden Systems selbst ausgehen. In Prozessen der Selbstorganisation werden höhere strukturelle Ordnungen erreicht, ohne dass erkennbare äußere steuernde Elemente vorliegen.
• Evolution der Urlebewesen (Protobionten) Wechselwirkungen fuehren zur Bildung von Protobionten (Theorie zur Selbstorganisation der Materie): 1. Sebstvermehrung 2. Stoffwechsel  3. Mutation Weiterentwicklung durch Aufnahme von Polynukleotiden oder ganzen Hyperzyklen --> Verbesserung der Stoffwechselablaeufe --> Selektionsvorteil --> Verdraengung einfacherer Typen
• 1. Selbstvermehrung (Ev. der Protobionten) Bewahrung und und Weitergabe des einmal erreichten
• Stoffwechsel nur so ist Stoffaufnahme aus der Umgebung moeglich --> Bausteine und Energie fuer Selbsterhaltung und Vermehrung werden geliefert
• 3. Mutation Abwandlung von Vorhandenem und schaffung neuer, guenstiger Eigenschaften (Selektiion)
• Protobiont einfachste Form von Leben --> Entwicklung membranumschlossener Raeume mit Hyperzyklen
• Evolutionstheorie Lamarcks (1744-1829) Einfluss der Umweltfaktoren (Veraenderte Bedingungen)  --> inneres Beduerfnis eines Indiviuums --> Gebrauch / Nichtgebrauch einer Organs --> Weiterentwicklung (evt. sogar Neuentstehung) / Verknuepfung des Organs (Merkmalsaenderung) --> Im Laufe des Lebens erworbene/ verlorene Eigenschfaten werden weitervererbt --> Veraenderung einer Art  
• anatomische und morphologische Neuerwebungen der Landpflanzen einfach gebaute Spaltoeffnungen (--> Transpirationssog) Festigungsgewebe Einfache Leitbuendel (Leitgewebe) Epidermis als Abschlussgewebe mit einfachem Verdunstungsschutz (Lignin und Cutin) Einfache Wurzeln und Rhizome zur Verankerung
• Kriterien fuer die Hoeherentwicklung 1. Leistungsfaehigkeit (Bsp. Oberflaechenvergroesserung der Lung fuehrt zu einer Intensivierung des Stoffwechsels) 2. Zunehmende Differenzierung (Bsp. Blut erst vermischt, dann teilweise vermischt und spaeter Trennung in venoeses und arterielles Blut)
• Endosybiontenhypothese Mitochondrien und Plastide (z.B. Chloroplasten)waren urspruenglich selbststaendige Protocyten wurden dann als Endosybionten in Zellen aufgenommen  

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