Evolution

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codogener Strang der DNA) Normal-Allel (Ausschnitt) Achromatopsie-Allel (Ausschnitt) 434 435 436 5'... TTC TCC AGT ...3' Klausur 5'... TTC TTC AGT ...3' März 2021 a) Analysiere die genetische Ursache der Achromatopsie anhand der Tabelle und erkläre mögliche Folgen für den Natriumionen-Kanal. (2 Punkte) Aufgabe 3 Leguane im White Sands Nationalpark (+18 Punkten) Von der totalen Farbenblindheit (Fachbegriff: Achromatopsie) betroffene Menschen besitzen aufgrund eines genetischen Defekts keine funktionsfähigen Zapfen. Sie können daher keine Farben, sondern nur Hell-Dunkel-Kontraste erkennen. Im Jahr 2000 wurde ein für Achromatopsie verantwortliches Gen auf Chromosom Nr. 8 entdeckt. Das intakte Gen codiert für die B-Einheiten des aus vier Untereinheiten bestehenden CGMP-abhängigen Natriumionen-Kanals in Zapfen. Die Abbildung links zeigt eine schematische Darstellung des genannten Kanals sowie einen Ausschnitt der DNA-Sequenz beim Normal-Allel sowie beim Achromatopsie-Allel. b) Formuliere eine begründete Hypothese, wie sich die Häufigkeit der Achromatopsie in evolutiven Zeiträumen betrachtet entwickeln wird. (3 Punkte) Dunkle Farbvariante des Taubleguans (Holbrookia maculata) c) Die im Pazifik zwischen Hawaii und den Philippinen gelegene Pingelap-Atoll wurde vor rund 1000 Jahren besiedelt. 1775 wütete der Taifun Lengkieki über der Insel. Nur etwa 20 Inselbewohner überlebten ihn. Sie bildeten die Basis für die heute 3000 Einwohner auf Pingelap, die in hohem Maße miteinander blutsverwandt sind. Während die Achromatopsie in Europa und den USA recht selten ist (Häufigkeit 1:30.000), leiden auf Pingelap rund 10 Prozent der Einwohner an ihr. Erkläre die ungewöhnlich hohe Häufigkeit, mit der Achromatopsie auf Pingelap auftritt, unter evolutionsbiologischen Gesichtspunkten. (3 Punkte) 10 Punkten) Im White Sands Nationalpark in der nördlichen Chihuahua-Wüste (New Mexico) kommen der Streifenleguan (Aspidoscelis inornata), der Taubleguan (Holbrookia maculata) und der Zaunleguan (Sceloporus undulatus) jeweils in einer hellen und einer dunklen Farbvariante vor. Die Färbung beruht auf unterschiedlichen Allelen (Genvarianten), die den Stoffwechsel des Hautpigments Melanin beeinflussen. Namensgebend für den White Sands Nationalpark ist eine Dünenlandschaft aus weißem Gipsgestein, die von Buschland mit vielen niedrigen Sträuchern umgeben ist. Biologie J2 Klausur a) Erkläre folgende Verteilung der Farbvarianten des Streifenleguans an beiden Standorten im White Sands Nationalpark. Gib eine mögliche Erklärung, warum die jeweils seltenere Variante nicht vollständig verschwindet. (4 Punkte) Häufigkeit (%) 100 90 80 70 0 Streifenleguan Buschland hell gefärbte Tiere März 2021 Düne dunkel gefärbte Tiere b) Erläutere, ob das Auftreten der Farbvarianten der drei Leguan-Arten auf Divergenz oder auf Konvergenz beruht. Definiere dazu zunächst beide Begriffe. (3 Punkte) c) Nimm Stellung zu der gegebenen Aussage zur Evolution der Leguane. Erläutere die evolutionären Prozesse der Leguane im Sinne der Synthetischen Evolutionstheorie. (3 Punkte) Erklärung der Evolution der Leguane nach dem Ansatz von Lamarck Ein erster Erklärungsansatz vor 200 Jahren für die Entstehung von Arten stammte von Jean-Baptiste Lamarck. Er hätte die Entstehung neuer Arten bei den Leguanen der White Sands vermutlich ähnlich wie folgt formuliert: Durch die Eroberung der weißen Dünen als neuen Lebensraum, in dem zusätzliche Nahrung erbeutet werden kann, hat sich bei einigen Leguanen die Hautfärbung zum besseren Schutz vor Fressfeinden zu einem helleren Hautton verändert. Dieses Körpermerkmal haben die Leguane an ihre Nachkommen vererbt, welche dann wiederum selbst den Drang hatten, sich weiter der Umgebung anzupassen. VIEL GLÜCK Aufgabe 4 (2 Punkten) Definiere den Begriff Evolution und beschreibe wie diese Prozesse mithilfe eines Stammbaums dargestellt werden. Biotlausur • Aufgabe 1: a) Eine Gruppe von Individuen, die sich untereinander fortpflanzen bann und fruchtbare Nachkommen ✓ ezeugt. stabile Schulterblätter und Schlüsselbeine b) c) O 12.03.21 0 mit deutlichen Muskelansatzstellen en 2 auf eine activer Fliego, da vor allem kürzere Untereine und längere Beine ^ . homolage Struktur, die Unterarme aind länger als die Vorderame, → Ähnlichkeit in der Struktur des deutet auf Verwandschaft der beiden • analoge Struktur: Flügel haben die gleiche Funktion für den Vogel und die Fledermaus d) Durch die adaptive Radiation entstand aus einer Stammform mehrere verschiedene Arten. Bei der Gstbesiedelung gab es eine unspezialisierte Stamfor Ursprungs- art ohne Fressfeinde und ohne Konkurrenz. Doch dann kam es zur Nahrungsknappheit und dadurch auch zur Concurrenz. So bam es dazu, dass die Fledertiere auf unterschiedliche Emährungsweisen aus- weichen mussten und zum Schluss kamen dadurch neue Fledertierarten, die 1 3 Tanja 1 durch Selektion und Mutation eine hohe heit auf ihre Ernährungswesen aufütesen. Angepasst- Aufgabe 2: der a) Die Ursache fin dhe Achromatopsie ist die Punktmutation, da nur eine einzelne Base verändert ist (C zu T), dadurch faverändert sich die Aminosäure und Schlussendlich auch das Protein, dass CRAC durch seine Verändering nicht mehr durch den Natriumionen-Canal durchicann. 6) Mutationen sind zufällig und ungerichtet, meist durch Starahlung, Chemilcalien oder Beplications fehler verursachte Veränderungen. der Bosenabfolge. Borlange die Matation nicht in den einzeller aufbritt sind Sie sind dann verebbar, wenn sie in den Keimzellen es hier sich um auftreten. Da war das verantwortions Ten eines Kamospren handelt werden im evolutiven mencere Zeitraum auch mebello anfällige Menschen dacon betroffen sein durch Vererbung. 015 ✓ c) Durch den Gendrift kam es zu einer Ändering Genauer handelt der Allelenhäufigkeit. es hierbei um den Flaschenhalseffekt, da durch ein Aussterbeereignis (der Taifun) nur ein kleine, zufällige Gruppe an Menschen überlebte. So sank die Allelen häufigkeit im Vergleich zu der, der am Anfang. wenn unter den etwa 20 Inselbewohnen Acrematie unter Achromatopsie beideten, konnte sich die Farbblindheit einfach über Generationen verbreiten, da es nicht mehr so viele Allelhäufigkeiten gab. Aufgabe 3: a) Durch die natürliche Selection and biologische Dyine mehr hellgefärbte Fitness gibt vin den teilen des tet Mitoral lanes, save und im Buschland mehr dunkelgefärbte Leguane, da se durch ihr Aussehen eine höhere Angepasstheit an ihre Umgebung aufweisen V von der und so von Fressfeinden nicht so leicht entdedat ista, ein werden. Die natürliche Selection be dass Ausleseverfahren abhángeg Angepasstheit eines Individuums an seine Umgebung (gerichtet, nichtzufällig). Die biologische Fitness besas ist ein Maß dafür Wie hoch der Fortor oflanzungserfolg eines kr Individuums ist ("Survival of the fittest"). Die seltenere Variante stirbt nicht voll commen aus, da sie bei der Pantersuche vielleicht bzw. Schneller ✓ einfacher jemanden finden um sich fortzupfanzen. de sie scho da sie nicht so getarnt sind. b) Es handelt sich hier um Divergenz, da Sie einen gemeinsamen Vorfahren haben. sich aber in verschiedene Farbrichtungen entwiddeln. Bei der Konvergenz würden sich verschiedene Arten zu einer ählichen 3 4 Def 1 1 3 2 Struktur entwickeln. c) Diese Theorie der Evolution der Leguane ist falsch, da Lamarck von einer aktiven, geschteber Anpassung spricht, die durch, welche durch den Anpassungswillen der Tiere zustande Yeam und dann vererbt wurde. Die wahre Evolution theorie von Darwin besagt jedoch, dass es durch Selection und Mutiation zufällig zur höheren Angepasstheit der Tiere an ihre Umweltbedingungen kam. Die Stammform der feguane hat also hat sich also entwickelt durch Mutationen und Rekombina- Honen, die zufällig bei der nächsten Generation eintraten und die natürliche Selection sorgte dafür, dass die Leguane die eine höhere Angepasst- heit on ihre Umgebung aufweisen einen höheren Fortpflanzungserfolg haben, da sie am ehesten überleben konnten durch ihr getarntet Aussehen. Aufgabe U: von Arben im Evolution ist die Entwiddlung Laufe der Zeit. Es geht um die Entstehung Arten und auch ihr Aussterben im erdgeschichtliche v never Zeitraum. wenn man einen Stammbaum aufstellt, steht als erstes die Ursprungsart da und von dieser bewegt sich eine Linie weg, mit me mit mehreren Abzweigungen Bei jeder Abzweigung got an vorgenome bestimmtes Motbaloveh festmachen bann OOD 7 am Stammbaum welche Merkmale die Tochterart mit der Ursprungsart gemensam hat. Tanja