Abitur - Biologie (Fach) / 1. Evolutionsbelege, Evolutionstheorie (Lektion)

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• Def. Evolution Stammesgeschichte; Evolution beschäftigt sich mit der Frage nach der Herkunft und der Entwicklung der Lebewesen. Evolution ist die Veränderung der Arten, Populationen, Lebengemeinschaften, Biosphären die Entwicklung vom Einfachen zum Komplexen (durch Ausbildung neuer Strukturen mit speziellen Funktionen) die Anpassung der Organismen an die Umwelt
• Früher und Heute Früher: Konstanz der Arten - Georges De Cuvier (1769 - 1832)--> Annahme: Alle Arten wurden in einem einmaligen Schöpfungsprozess erschaffen--> Seitdem keine Veränderung der Arten (Evolution) mehr--> Katastrophentheorie: Durch Katastrophen (z.B. Eiszeit, Meteroideneinschläge) viele ausgestorben 1895: Charles Darwin: Arten sind veränderlich und die natürliche Selektion ist die Ursache dafür ("survival of the fittest" nicht unbedingt wörtlich; Bsp. Maus)
• Wichtige Fachbegriffe Biodiversität = Vielfalt der vorkommenden Lebewesen Rezente Arten = Arten, die heute leben Fossile Arten = Arten, die bereits ausgestorben sind Rassebegriff = Mitglieder einer Art, die weitgehend einen reinerbigen Genbestand besitzen
• Verschiedene Artbegriffe Morphologischer Artbegriff = Art ist die Gesamtheit aller Individuen, die in ihren wesentlichen Körpermerkmalen untereinander und mit ihren Nachkommen übereinstimmen. (Art hat ähnlichen Bauplan, der an Nachkommen weitergeht) Biologischer Artbegriff = Alle Lebewesen, die sich untereinander kreuzen können, fruchtbare Nachkommen hervorbringen und von anderen reproduktiv isoliert sind.
• Die Evolutionstheorien Georges De Cuvier (1769 - 1832): Konstanz der Arten Jean Baptiste De Lamarck (1744 - 1829): Umweltveränderung erzeugt Bedürfnis nach Anpassung--> Übung: Vervollkommung--> Nichtgebrauch: VerkümmerungVererbung der erworbenen Eigenschaften! Charles Darwin (1809 - 1882) --> Selektionstheorie ("survival of the fittest")Voraussetzungen dafür:- Überproduktion von Nachkommen- Varietäten = Angehörige einer Art sind unterschiedlich untereinander- Variationen treten auch bei Nachkommen auf, sind vererbbar- Konkurrenz unter Artgenossen (z.B. Nahrung, Lebensraum, Geschelchtspartner, etc; "struggle for life")--> Besser Angepasste haben bessere Überlebenschancen und größeren Förtpflanzungserfolg (= Reproduktive Fitness)--> Verstärkte Wiedergabe ihrer Erbanlagen an nächste Generationen
• Hinweise auf die Evolution Hinweise aus der Morphologie und Anatomie Fossilien Hinweise aus der Embryologie Hinweise aus der Biochemie
• Hinweise aus der Morphologie und Anatomie Homologie-Begriff = Homologe Organe haben den gleichen Aufbau, aber ihre Funktion kann verschieden sein. (z.B. Extremitäten bei Wirbeltieren)Kriteria für Homologie:1. Kriterium der Lage = ähnlicher Bauplan bzw. ähnliche Lage der Bauteile2. Kriterium der Kontinuität = Organe können durch Zwischenformen miteinander in Verbindung gebracht werden3. Kriterium der spezifischen Qualität = Komplexe oder isolierte Organe zeigen Übereinstimmungen in vielen BaumerkmalenHomologes Verhalten = Gemeinsame Vorfahren vererben Verhalten weiterProgressionsreihe = Vom Einfachen zum Komplizierten Regressionsreihe = Rückbildung von OrganenRudimente = Reste funktionslosgewordener Organe, die sich zurückgebildet habenAtavismus = Merkmale bei einzelnen Lebewesen tauchen wieder auf, die seid vielen Generationen verschwunden sind Analogie-Begriff = Analoge Organe haben einen unterschiedlichen Bauplan, aber eine ähnliche Funktion. Ähnlichkeiten entstehen unter Selektionsdruck, ohne dass Verwandschaft vorliegt.Konvergenz = Parallele Entwicklung analoger Merkmale führt unabhängig voneinander zu einer Ähnlichkeit bei nicht-verwandten Arten (Ursache: Anpassung an Umwelt)Sukkulenz = Wasserspeichergewebe bei Pflanzen--> Stammsukkulenz = Kakteen--> Blattsukkulenz = Agave
• Fossilien Leitfossil = Fossil, mit dem sich das relative Alter des umschließenden Gesteins ermitteln lässt Altersbestimmung durch...1. Radiocarbon-Methode = In der Natur gibt es ein best. Verhältnis der Isotopen 12C und 14C* ; bei Tod des Lebewesens: 14C* Zerfall--> Halbwertszeit: ca. 5 700 Jahre              --> Verhältnis im Fossil: 12C : 14C*Methode nur bis ca. 50 000 Jahre (Alter) und das Isotop muss vorhanden sein2. Uran-Blei-Methode = ähnlich wie Radiocarbon-Methode; findet Gesteinsalter heraus Archaeopteryx = Urvogel; Brückentier, d.h. vereinigt Merkmale zweier Tiergruppen--> Vogelmerkmale: Federn, Schnabel, große Augenhöhlen--> Reptilienmerkmale: Zähne, lange Schwanzwirbelsäule, Krallen an den Vorderextremitäten==> Vögel müssen von den Reptilien abstammen! Lebende Fossilien = Arten, deren Körperbau sich über lange Zeit kaum bzw. gar nicht verändert hat (z.B. Quastenflosser)
• Hinweise aus der Embryologie Die Embryonen verschiedener Wirbeltierarten sind im Anfangsstadium sehr ähnlich --> müssen gemeinsame Vorfahren haben!Beispiel: menschl. Embryo hat Kiemenanlagen + 2-kammriges Herz --> FISCH Haeckel: Biogenetisches GrundgesetzDie Keinesentwicklung (= Ontogenese) ist eine kurze und schnelle Wiederholung der Stammesgeschichte (= Phylogenese) Heute: Biogenetische GrundregelWährend der Ontogenese werden häufig Merkmale der stammesgeschichtlichen Vorfahren ausgebildet, die den Erwachsenen dann fehlen.
• Hinweise aus der Biochemie Proteinverwandschaft: Aminosäuresequenzanalyse (Bsp.: Cytochrom C = Eiweiß)Je näher die versch. Arten miteinander verwandt sind, desto geringer sind die Unterschiede in der AS-SequenzBeispiel: Mensch + Rhesusaffe = eine unterschiedliche AS Präzipitintest = sereologische Bestimmung1. Blutserum (mit Antigenen) vom Pferd wird Hasen injiziert2. Hase entwickelt Antikörper gegen alle körperfremden Proteine3. Blutserum des Hasen mit Antikörpern wird entnommen4. Anti-Pferd-Serum und Perdserum werden vermischt und die Mischung verklumpft = 100%5. Anti-Pferd-Serum wird mit anderer Art vermischt und die Verklumpfungsrate verglichen--> Je höher die Rate, desto ähnlicher sind sie sich. DNA-Hybridisierung = aus Einzelstrang wird Doppelstrang- komplementäre Aneinanderreihung- Je besser Basen zusammenpassen, desto mehr Energie wird gebraucht um HBB's zu lösen- d.h. je höher die Energie / Hitze, desto näher sind sie miteinander verwandt

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