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Evolution

Evolution

 1. Evolutionsforschung
1.1 Fossilien
1.2 Artenvielfalt und ihre Ordnung im natürlichen System
1.3 Evolutionsforscher
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1.4 Belege a

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Evolution in der 12. Klasse Evolutionsforscher; Belege von Verwandtschaft, Darwin, ....

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1. Evolutionsforschung 1.1 Fossilien 1.2 Artenvielfalt und ihre Ordnung im natürlichen System 1.3 Evolutionsforscher Evolution 1.4 Belege aus der vergleichenden Anatomie und Morphologie a) Homologie b) Analogie c) Rudimentäre Organe und Atavismen 1.5 Vergleichende Embryologie 1.6 Belege aus der Molekularbiologie a) Serum-Präzipitin-Test b) Aminosäuresequenz-Analyse Mutationen c) DNA-Hybridisierung d) DNA-Sequenzierung (Vergleich basenabfle) 2. Evolutionsmechanismen 2.1 Entstehung der Variabilität 2.2 natürliche Selektion Selektionsformen 2.3 Gendrift 2.4 Sexuelle Selektion 2.5 Bildung neuer Arten durch Isolationsmechanismen 2.6 Adaptive Radiation. 2.7 Koevolution 3. Evolutionsprozesse 3.1 Chemische Evolution 3.2 Biologische Evolution 4. Evolution des Menschen 1. Evolutionsforschung = Sammlung von Hinweisen und Belegen 1.1 Fossilien Def.: Ein Fossil ist jedes Zeugnis vergangen Lebens der Erdgeschichte, das älter als 10.000 Jahre ist z.B. Petrefakte, Versteinerungen Bsp: Archaeopteryx Erkenntnisse aus der Paläontologie: • Die meisten Fossilien sind mit rezenten Formen verwandt Existenz von Mosaikformen mit Merkmalen zweier verschiedener verwandtschaftlicher Gruppen (z. B. Archaeopteryx) • Fossilien aus erdgeschichtliche frühen Epochen unterscheiden sich in der Regel stark von rezenten Formen • Die systematischen Gruppen treten als fossile Funde nacheinander auf Bei vielen Lebensformen nimmt die Komplexität zu 1.2 Artenvielfalt und ihre Ordnung im natürlichen System Beobachtung: Alle Lebensformen auf der Erde lassen sich auch abgestuften Verwandtschaftsverhältnissen ,,sortieren" Ordnungskriterien werden als TAXA bezeichnet (-> Taxonomie) ● Domäne Reiche Stamm Merkhilfe: SKOFGA Klasse Ordnung Familie Gattung Art 1.3 Evolutionsforscher Bevor der Evolutionsgedanke in der Mitte des 18. Jahrhunderts allmählich Gestalt annahm, dominierte über Jahrtausende die Lehre von der Artkonstanz: Danach sind alle Lebewesen ewig und unveränderlich. George de Cuvier (1769-1832): Bei der Forschung geologischer Schichten fand Cuvier zahlreiche Fossilien, die in den verschiedenen Gesteinsschichten...

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deutlich voneinander getrennt lagen. Er nahm an, dass die Tiere jeder Gesteinsschicht durch immer wiederkehrende Naturkatastrophen umgekommen sein mussten. Auf jede dieser Katastrophen sollte dann die göttliche Neuschöpfung von Arten folgen (Katastrophentheorie) Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) Innerer Trieb zur Vervollkommung - Diesen Trieb findet man bei allen Lebewesen Veränderliche innere Bedürfnisse der Lebewesen - Änderungen der Umwelt rufen veränderte innerer Bedürfnisse vor. Der Organismus ändert daraufhin aktiv sein Verhalten und nutzt bestimmte Organe seines Körpers stärker oder weniger stark Gebrauch stärkt Organe, Nichtgebrauch schwächt sie - Der häufige Gebrauch eines Organs führt zu dessen Entwicklung und Stärkung, Nichtgebrauch schwächt es und führt zum Verschwinden des Organs -> Vererbung erworbener Eigenschaften Charles Darwin (1809-1882) Die Individuen stehen miteinander um knappe Ressourcen in Konkurrenz („struggle for life") Hier kommt es zum Überleben des an die umgebenen Umweltbedingungen am besten Angepasste Indiviuum - natürliche Selektion (survival of the fittest). Diese haben folglich auch mehr Nachkommen als andere. Dieser Prozess der natürlichen Selektion hat im Verlauf vieler Generationen zur Veränderung von Arten und damit zur Evolution geführt - - 1. Überproduktion (Variabilität) 2. Konkurrenz um Ressourcen (nach Darwin „struggle for life“) zwischen Angehörigen einer Population (Individuen einer Art in einem Lebensraum) 3. natürliche Selektion, Überleben der Individuen mit der höchsten Fitness (Individuen mit überlebensfähigen Nachkommen) („survival of the fittest") 4. Weitergabe der entsprechenden Markmale an die nächste Generation Umwelt Individuen LAMARCK Die Umweht löst beim Individuum innere Bedürfnisse auch Veränderung aus. Die Individuen passen sich aktiv an die Umwelt an DARWIN Die Umwelt wählt aus den Varietäten die am besten geeignete aus Die Individuen werden passiv von der Umwelt angepasst 1.4 Belege aus der vergleichenden Anatomie und Morphologie A) Homologie Organe bzw. Merkmale, die auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurückgehen, bezeichnet man als homolog. gemeinsame Erbinformation homologe Organe können aber in Anpassung an die Lebensweise stark abgewandelt sein homologe Organe sind ursprungsgleich, aber häufig nicht funktionsgleich. Beispiel: Vordergliedmaßen der Wirbeltiere haben den gleichen Grundbauplan ● Oberarm- knochen HEZI Fledermaus Speiche Elle Hand- wurzel- Mittel- knochen -hand- knochen Mensch Maulwurf Salamander Pferd - Finger- knochen Vogel Anatomische Homologien: Die Vordergliedmaßen verschiedener Wirbeltiere zeigen einen gemeinsamen Grundbau- plan. Das ist ein Hinweis darauf, dass die einzelnen Arten von gemeinsamen Vorfahren abstammen. Wal Homologiekriterium der Lage: Strukturen sind dann homolog, wenn sie in vergleichbaren Gefügesystemen gleich angeordnet oder immer an der selben Stelle sind. Ein Beispiel für ein solches Gefügesystem sind die Gliedmaßen der Wirbeltiere. ● Homologiekriterium der Stetigkeit/Kontinuität: Organe oder Strukturen sind auch homolog, wenn sie sich trotz unterschiedlicher Lage durch Zwischenformen verbinden lassen. Beispiel: Bei allen Säugetieren findet man im Mittelohr drei Gehörknöchel (Hammer, Amboss und Steigbügel). Bei Amphibien, Vögeln und Reptilien liegt dagegen im Mittelohr nur ein Gehörknöchelchen. Jedoch sind hier im Kiefergelenk noch zwei Gehörknöchelchen. Archaeopteryx - Zwischenform zwischen Dinosaurier und Vogel Homologiekriterium der spezifischen Qualität: Organe sind unabhängig von ihrer Lage als homolog zu bezeichnen, wenn sie in mehreren besonderen Einzelheiten übereinstimmen. Zähne von Säugetieren und Schuppen in der Haut der Haifische weisen trotz ihrer unterschiedlichen Lage übereinstimmende Baumerkmale auf. B) Analogie Organismen verschiedener Taxa mit ähnlichen, funktionsgleichen Körperstrukturen => analoge Organe Entstanden durch evolutive Anpassung Keine Homologie - Kriterien anwendbar Konvergente Entwicklung/Konvergenz C) Rudimentäre Organe und Atavismen Rudimentäre Organe: Zurückgebildete Organe oder Organteile, die bei allen Lebewesen einer Art vorkommen und entweder eine neue Funktion übernehmen oder funktionslos sind Beispiele: Nickhaut, Weisheitszähne, Steißbein beim Menschen, Atavismen: Bei einzelnen Individuen einer Art auftretende evolutiv „alter" Merkmale die sonst (durch ,,Repressor-Genabschnitte“) in ihrer Ausbildung unterdrückt werden Beispiele: Ganzkörperbehaarung, verlängertes Steißbein, Reste von Kiemenanlagen (Mensch) 1.5 Vergleichende Embryologie Ernst Haeckle (1866): „biogenetische Grundregel": Die Ontogenese (Individualentwicklung) entspricht einer kurzen Wiederholung der stammesgeschichtlichen Entwicklung (Phylogenese) Stadien der Phylogenese werden während der Ontogenese durchgemacht Interpretation der modernen Biologie: Für alle Anlagen von Organen bei Embryonen gibt es entsprechende Erbanlagen. In der Embryonalentwicklung kann die Ausbildung von Organen unterdrückt werden oder deren Funktion und Aufbau weiter verändert werden II 59999985 {†999999 US90083 III Fish Salamander Tortoise Chick Hog Calf Rabbit Human

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Der Organismus ändert daraufhin aktiv sein Verhalten und nutzt bestimmte Organe seines Körpers stärker oder weniger stark Gebrauch stärkt Organe, Nichtgebrauch schwächt sie - Der häufige Gebrauch eines Organs führt zu dessen Entwicklung und Stärkung, Nichtgebrauch schwächt es und führt zum Verschwinden des Organs -> Vererbung erworbener Eigenschaften Charles Darwin (1809-1882) Die Individuen stehen miteinander um knappe Ressourcen in Konkurrenz („struggle for life") Hier kommt es zum Überleben des an die umgebenen Umweltbedingungen am besten Angepasste Indiviuum - natürliche Selektion (survival of the fittest). Diese haben folglich auch mehr Nachkommen als andere. Dieser Prozess der natürlichen Selektion hat im Verlauf vieler Generationen zur Veränderung von Arten und damit zur Evolution geführt - - 1. Überproduktion (Variabilität) 2. Konkurrenz um Ressourcen (nach Darwin „struggle for life“) zwischen Angehörigen einer Population (Individuen einer Art in einem Lebensraum) 3. natürliche Selektion, Überleben der Individuen mit der höchsten Fitness (Individuen mit überlebensfähigen Nachkommen) („survival of the fittest") 4. Weitergabe der entsprechenden Markmale an die nächste Generation Umwelt Individuen LAMARCK Die Umweht löst beim Individuum innere Bedürfnisse auch Veränderung aus. Die Individuen passen sich aktiv an die Umwelt an DARWIN Die Umwelt wählt aus den Varietäten die am besten geeignete aus Die Individuen werden passiv von der Umwelt angepasst 1.4 Belege aus der vergleichenden Anatomie und Morphologie A) Homologie Organe bzw. Merkmale, die auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurückgehen, bezeichnet man als homolog. gemeinsame Erbinformation homologe Organe können aber in Anpassung an die Lebensweise stark abgewandelt sein homologe Organe sind ursprungsgleich, aber häufig nicht funktionsgleich. 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Bei Amphibien, Vögeln und Reptilien liegt dagegen im Mittelohr nur ein Gehörknöchelchen. Jedoch sind hier im Kiefergelenk noch zwei Gehörknöchelchen. Archaeopteryx - Zwischenform zwischen Dinosaurier und Vogel Homologiekriterium der spezifischen Qualität: Organe sind unabhängig von ihrer Lage als homolog zu bezeichnen, wenn sie in mehreren besonderen Einzelheiten übereinstimmen. Zähne von Säugetieren und Schuppen in der Haut der Haifische weisen trotz ihrer unterschiedlichen Lage übereinstimmende Baumerkmale auf. B) Analogie Organismen verschiedener Taxa mit ähnlichen, funktionsgleichen Körperstrukturen => analoge Organe Entstanden durch evolutive Anpassung Keine Homologie - Kriterien anwendbar Konvergente Entwicklung/Konvergenz C) Rudimentäre Organe und Atavismen Rudimentäre Organe: Zurückgebildete Organe oder Organteile, die bei allen Lebewesen einer Art vorkommen und entweder eine neue Funktion übernehmen oder funktionslos sind Beispiele: Nickhaut, Weisheitszähne, Steißbein beim Menschen, Atavismen: Bei einzelnen Individuen einer Art auftretende evolutiv „alter" Merkmale die sonst (durch ,,Repressor-Genabschnitte“) in ihrer Ausbildung unterdrückt werden Beispiele: Ganzkörperbehaarung, verlängertes Steißbein, Reste von Kiemenanlagen (Mensch) 1.5 Vergleichende Embryologie Ernst Haeckle (1866): „biogenetische Grundregel": Die Ontogenese (Individualentwicklung) entspricht einer kurzen Wiederholung der stammesgeschichtlichen Entwicklung (Phylogenese) Stadien der Phylogenese werden während der Ontogenese durchgemacht Interpretation der modernen Biologie: Für alle Anlagen von Organen bei Embryonen gibt es entsprechende Erbanlagen. In der Embryonalentwicklung kann die Ausbildung von Organen unterdrückt werden oder deren Funktion und Aufbau weiter verändert werden II 59999985 {†999999 US90083 III Fish Salamander Tortoise Chick Hog Calf Rabbit Human