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Examen Zoologie (Fach) / Evolution, Ökologie, Verhalten (Lektion)

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• Übersicht Evolutionstheorie Die Evolutionstheorie beschäftigt sich mit den zugrunde liegenden Prozessen und Mechanismen für die Veränderung von Arten im Laufe der Zeit. Erklärt wird die Veränderung durch Variation (Mutation und Rekombination) natürliche Selektion (Auslese der entstandenen Variationen)
• Darwins Werk 1859: "On the origin of species by the means of natural selection or the preservation of favoured races in the struggle for life"
• Hauptthesen von Darwins Theorie alle Organismen gehen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück; die Entwicklung erfolgte in Form von verzweigten Stammbäumen Evolution hat somit keine übernatürliche Erklärung Arten vervielfachen sich im Lauf der Zeit Arten verändern sich im Lauf der Zeit bei jeder Population gibt es prinzipiell einen Überschuss an Nachkommen, da jede Population das Potenzial zu exponentiellem Wachstum hat; da man dies in der Natur aber nicht vorfindet, muss auch die Sterberate einer Population hoch sein Individuen einer Art unterscheiden sich in verschiedenen Merkmalen voneinander (Variation); auch die Nachkommen einer Elterngeneration ähneln zwar den Eltern und sich untereinander, sind aber nicht völlig identisch Individuen einer Art stehen in Konkurrenz um bestimmte begrenzte Ressourcen. Die individuellen Unterschiede sorgen dafür, dass Individuen mit bestimmten Merkmalen im Kampf um diese Ressourcen besser überleben können und einen besseren Fortpflanzungserfolg haben; dadurch kommt es langfristig zu einer Zunahme der bevorzugten Merkmale (= natürliche Selektion)
• Belege für die Evolutionstheorie Homologien Organismen weisen Merkmale auf, die sich zwar optisch unterscheiden können, aber auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurück gehen dies kann als Beweis für eine Verwandtschaft gesehen werden Analogien Organismen weisen Merkmale auf, die sich optisch ähneln und ähnliche Funktionen erfüllen; Grund für diese Entwicklung war ein ähnlicher Selektionsdruck Analogien sind kein Beweis für Verwandtschaft Rudimente Rudimente sind Reste von Strukturen, die keine Funktion mehr erfüllen sie zeigen aber eine Verwandtschaft zu Organismen an, bei denen diese Struktur noch voll ausgebildet und funktionsfähig ist Atavismen bestimmte Strukturen aus einer früheren Entwicklungsstufe treten auf zeigt die Verwandtschaft zu Organismen, bei denen dieses Merkmal normalerweise auftritt Fossilien siehe eigene Karteikarte abgeschaltete Gene Auftauchen und Verschwinden von Strukturen während der Embryonalentwicklung während der Ontogenese wird die Phylogenese in Grundzügen durchlaufen Beweis, dass sich neue Strukturen aus alten Strukturen ableiten z.B. Ausbildung von Kiemenbögen und Schwanz z.B. Behaarung des Embryos in einem bestimmten Stadium  Ähnlichkeit von Embryonen verwandter Tiergruppen geopraphische Verbreitung von Pflanzen und Tieren siehe eigene Karteikarte molekulargenetische Belege  
• Fossilien als Evolutionsbeleg Überreste von früheren Organismen die durch Fossilierungsprozesse erhalten geblieben sind durch Homologiekriterien kann man Verwandtschaftsbeziehungen zu heute lebenden Organismen feststellen man sieht, dass Organismen im Lauf der Zeit immer komplexer geworden sind jüngere Fossilien haben mehr Gemeinsamkeiten mit rezenten Organismen als ältere ordnet man Fossilfunde chronologisch, lässt sich der phylogenetische Stammbaum nachstellen
• Geopgraphische Verbreitung als Beweis für die Evolutionstheorie Flora und Fauna von Australien unterscheidet sich von stark von den restlichen Kontinenten, weil sich Australien als erster von den übrigen Kontinenten abgetrennt hat ozeanische Inseln beherbergen zahlreiche endemische Vögle, Insekten, Pflanzen aber z.B. keine Amphibien, Reptilien etc. (Grund ist, dass letztgenannte Organismen die Insel schlichtweg nie erreicht haben, während sich die ersten Organismen auch durch die Luft verbreiten können) konvergente Evolution von Organismen, die auf unterschiedlichen Erdteilen vorkommen, aber ähnlichen Selektionsdrücken ausgesetzt sind (z.B. stromlinienförmiger Körper bei wasserlebenden Organismen)
• Brückentiere - Übersicht Brückentiere sind Tiere, die zwischen stammesgeschichtlich älteren und jüngeren Tiergruppen stehen und Merkmale von beiden Tiergruppen aufweisen plesiomorphe Merkmale: ursprüngliche Merkmale apomorphe Merkmale: abgeleitete Merkmale Beispiele: Archaeopterix Ichthyostega Cygnognathus Schnabeltier
• Ichthyostega = Brückentier zwischen Quastenflossern und Amphibien Fischmerkmale Schädelform Schwanzflosse mit Flossenstrahlen Amphibienmerkmale Tetrapodenextremität Beckengürtel mit Anschluss an die Wirbelsäule
• Cygnognathus = Brückentier zwischen Reptilien und Säugern Reptilienmerkmale Skelett lange Schwanzwirbelsäule Säugermerkmale vermutlich Fell Gaumen Raubtiergebiss
• Schnabeltier = Brückentier zwischen Reptilien und Säugern (und auch eine Verwandtschaft zur Gruppe der Vögel) Reptilienmerkmale Kloake Legen von Eiern Giftdrüsen schnabelförmiger Kiefer mit Hornplatten Schultergürtel mit Zwischenschlüsselbein Säugermerkmale Milchdrüsen Fell endotherm Gehörknöchelchen
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• Übergang vom Wasser an Land Prokaryoten es entwickelten sich Prokaryoten, die Photosynthese betreiben konnten; so reicherte sich Sauerstoff in der Atmosphäre an Sauerstoff war zunächst toxisch, aber es entwickelten sich Prokaryoten, die in der Lage waren, aeroben Stoffwechsel zu betreiben; aerober Stoffwechsel ist energetisch günstiger und so konnten die Zellen größer werden Sauerstoff bildet Ozon und dadurch einen Schutz vor ultravioletter Strahlung → auch andere Organismen können nun ans Festland; dieser Prozess hat sich bei Einzellern, Pilzen, Pflanzen und Tieren wiederholt und unabhängig voneinander zugetragen Fische Bildung von lungenähnlichen Aussackungen, so dass auch Luftsauerstoff genutzt werden konnte (Sauerstoffgehalt im flachen Wasser reichte alleine oft nicht aus) Bildung von Fleischflossen mit einer gegliederten, zentralen Knochenachse (z.B. bei Lungenfischen, Quastenflossern) → macht Erschließung von terrestrischen Nahrungsquellen möglich Amphibien entwickelten sich auch den Lungenfischen Bildung der Tetrapodenextremität als Laufbeine; Entwicklung eines Becken- und Schultergürtels zur gelenkigen Verbindung der Extremitäten mit der Wirbelsäule Leben und Eiablage waren aber noch eng ans Wasser gebunden Amnioten Entwicklung von Eiern mit einer kalk- oder lederartigen Schale (Schutz vor Austrocknung, aber atmungsaktiv) Eier mit Dottern (ermöglichen ein Schlüpfen in einem hohen Entwicklungsstadium) Embryonalhüllen alternativ: Ovoviviparie, Viviparie widerstandsfähige Haut, trocken und wasserundurchlässig Nieren reduzieren Wasserverlust durch Ausscheidung eines konzentrierten Harns Vergrößerung der Lungen Entwicklung eines gekammerten Herzens  
• Phänotyp Phänotyp ist das Erscheinungsbild eines Organismus. Er entsteht durch physische Ausprägung des Genotyps Umwelteinflüsse Selektion wirkt meistens auf der Ebene des Phänotyps!
• Genotyp Genotyp ist die genaue Beschreibung der genetischen Konstitution eines Organismus entweder bezogen auf ein Merkmal oder bezogen auf mehrere Merkmale
• Homologien - Begriff Strukturen gelten als homolog, wenn sie auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurück gehen. Sie sind ein Hinweis auf einen gemeinsamen Vorfahren und daher auf Verwandtschaft. Beispiel: Extremitäten der Tetrapoden
• Homologiekriterien Kriterium der Lage Strukturen gelten als homolog, wenn sie in einem vergleichbaren Gefügesystem die gleiche Position einnehmen entscheidend ist die Lage der einzelnen Knochen zueinander z.B. Vogelflügel, Vorderfuß des Pferdes, Vorderpfote des Maulwurfs Kriterium der Kontinuität Strukturen gelten als homolog, wenn sie durch Zwischenformen miteinander in Verbindung stehen z.B. Bildung der Gehörknöchelchen Kriterium der speziellen Struktur Strukturen gelten als homolog, wenn sie in mehreren Baumerkmalen und der Beschaffenheit des Materials übereinstimmen z.B. Säugetierzahn und Haifischschuppe
• Homoiologie von einer gemeinsamen Stammform (Homologie) haben sich unabhängig voneinander gewisse Ähnlichkeiten entwickelt Bsp: Schnabelform von Kolibri und anderen Nektarvögeln Bsp: Atemhöhle von Pulmonaten und Prosobranchiern
• Divergenz von einer gemeinsamen Grundform haben sich verschiedene Abwandlungen entwickelt
• Analogie - Begriff und Beispiele Analoge Strukturen weisen die gleiche Funktion auf, obwohl sie einen unterschiedlichen Bauplan und eine unterschiedliche Herkunft haben. Oft kommt aber eine optische Ähnlichkeit vor. → kein Hinweis auf eine stammesgeschichtliche Verwandtschaft → sind durch ähnlichen Selektionsdruck entstanden Beispiele Bein von Maulwurf und Maulwurfsgrille Flügel von Insekten und Vögeln Lungen und Tracheen
• Rudimente - Begriff und Beispiele Rudimente sidn verkümmerte oder nicht mehr vollständig ausgebildete Organe, die keine Funktion mehr haben Beispiele Griffelbein Wurmfortsatz Blinddarm Steißbein
• Atavismen = Auftreten von Strukturen früherer Entwicklungsstadien Mögliche Gründe: Rückmutationen Aktivierung von eigentlich unterdrückten Genen Störungen in der Embryonalentwicklung Beispiele: starke Körperbehaarung bei Säuglingen schwanzartig verlängertesSteißbein überzählige Brustwarzen Pferd mit 3 Zehen
• Selektion - Begriff Selektion ist als eine statistische Größe zu sehen, die besagt, dass eine bestimmte Variation im Vergleichzu anderen Variationen eine bestimmte Wahrscheinlichkeit hat, sich zu vermehren bzw. nicht auszusterben

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