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 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2
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Belege der Evolution
➤ Aus der vergleichenden Anatomie/Morphologie
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Belege der Evolution Homologie, Homologie Kriterien Analogie Fossilien Lebende Fossilien Fossiliendatierung Radiocarbonmethode Rekapitulationstheorie DNA-DNA-Hybridisierung DNA Sequenzierung Cytochrom-c-Analyse Präzipitintest Evolutionäre Stammbäume

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2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 Evolution Belege der Evolution ➤ Aus der vergleichenden Anatomie/Morphologie Homologie ■ ■ Ähnlichkeit von Strukturen/ Merkmalen aufgrund gemeinsamen Ursprungs, dabei können diese in ihrer Funktion unterschiedlich sein. Analogie ■ Divergenz: Die Evolutionäre Entwicklung läuft auseinander, zu größeren Unterschieden hin, die Merkmale/Gemeinsamkeiten sind ursprünglich. Kriterien der Homologie: o (1.) Kriterium der Lage: Nach dem Kriterium der Lage sind Organe homolog, wenn sie die gleiche Lage in einem vergleichbaren Gefüge- System (Verhältnis zueinander) haben. ■ O Rudimente Ein in der Phylogenese teilweise oder gänzlich funktionslos gewordenes Merkmal (Organ, Organteil, Organstruktur oder auch ein Verhalten) Klassischer Evolutionsbeleg Z.B. Reste des Oberschenkelknochens im Wal (2.) Kriterium der spezifischen Qualität: Strukturen sind homolog, wenn sie in vielen Einzelmerkmalen, besonders im Material und Baumerkmalen, vergleichbar sind. (3.) Kriterium der Kontinuität: Nach dem Kriterium der Kontinuität sind Organe auch dann homolog, wenn sie sich durch Zwischenformen/ Übergangsformen miteinander verbinden lassen → Zwischenformen sollten nach dem 1. Und 2. Kriterium homologisiert sein. Ähnlichkeit von Merkmalen auf Grund ähnlicher Angepasstheit, nicht auf Grund eines Gemeinsamen Ursprungs. Konvergenz: Ähnliche, aber unabhängige evolutionäre Entwicklung analoger Merkmale in Folge einer Anpassung an ähnliche Lebensumstände. Atavismen Auftreten von phylogenetisch verlorengegangenen Merkmalen bei einzelnen Individuen Häufig nur in Ansätzen ausgeprägt Ohne Sinnvolle Funktion Brückentiere Sehr ursprüngliche Art Verbundene Eigenschaften zweier Tiergruppen Evolutionäre Bindeglieder 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 ■ Beispiele: O Archäopteryx → Vogel und Reptil O Quastenflosser → Fisch und Amphibium O Schnabeltier →→ Reptil und Säugetier Belegen evolutionäre Entwicklungen, zeigen Abspaltungsentwicklungen Lebende...

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Fossilien ● Aus der Paläontologie ● Fossilien In eng eingegrenzter ökologischer Nische Reliktnische Kleine, räumlich eingegrenzte Populationen, seltene Sichtungen Spezielle Angepasstheiten/ Merkmale Isolierte Stellung im System rezenter Arten → aktuell existierend Überlieferte Reste/ Spuren früherer Lebewesen Chemofossilien Körperfossilien Inkrustation Inkohlter Zustand Inklusen Fossiliendatierung Abdruck Steinkern Chemisch nachweisbare, organische Substanzen Körperteile (Hartteile) werden erhalten (Knochen) OO Tier stirbt liegt auf etwas, Spuren Hohlraum wird gefüllt, inneres versteinert äußeres zerfällt Versteinerung Umwandlungsprozess → Kohle Leitfossilien: relative Altersbestimmung fossiler Funde anhand von in gleichen Schichten gefundener Leitfossilien Je kürzer eine Tier/- und Pflanzenart existierte und je stärker die Population mengenmäßig vertreten war, desto aussagekräftiger sind ihre Fossilien für die Datierung unbekannter Funde. O O Eis, Harz Radiokarbonmethode: O C-14 entsteht in der oberen Atmosphäre Verbindet sich mit anderen Kohlenstoffen (C-12) Pflanzen nehmen dieses auf O Tieren (z. B. Kuh) nimmt Pflanzen zu sich Kuh stirbt → Kohlenstoffaustausch endet Altersbestimmung durch Vergleich der Menge von C-14 und C-12, da C-14 exponentiell mit der Zeit abnimmt Halbwertszeit: 5730 Jahre Datierung von bis zu etwa 50 000 Jahre alten Fossilien möglich 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 Aus der Entwicklungsbiologie Rekapitulationstheorie Heute nur in abgewandelter Form gültig: In der Keimesentwicklung (Ontogenie) werden bestimmte Organisationszüge von Ahnenstadien aus der Stammesentwicklung (Phylogenie) kurz/ teilweise rekapituliert. Wahrer Kern: O Embryonen verschiedener Tierarten sehen einander sehr ähnlich O Embryonen entwickeln Merkmale, die sie bei der Geburt nicht mehr aufweisen (z. B. Kiemenbogen) • Aus der Molekularbiologie DNA-DNA-Hybridisierung Extrahieren und Zerschneiden der DNA Erhitzen zum Trennen der DNA- Stränge 333 Hybridisieren der Stränge nach Vermischung und Abkühlung 333 V Ermitteln des Grads der Hybridisierung durch erneute Erhitzung 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 DNA-Sequenzvergleich Basenabfolge feststellen Kettenabbruch-Methode (Sanger) 1. PCR 2. Zugabe von Stoppnukleotiden zur PCR 3. Abbruch der DNA-Synthese durch Stoppnukleotid ➤ unterschiedlich lange DNA-Sequenzen Sortierung der Sequenzen (der Größe nach) durch Kapillare Laser regt Farbmoleküle an 6. Detektor erkennt Farbe und somit auch das Nukleotid 7. Reihenfolge der DNA wird ermittelt Pyrosequenzierung (schneller) 4. 5. Normale, unmarkierte Nukleotide Ablesung der Sequenz während der Sequenzierreaktion PCR 1. 2. Bindung der Nukleotide an komplementäre Basen ► erzeugt einen Blitz 3. Entfernung überschüssiger Nukleotide 4. Abfolge aller Blitze → Reihenfolge der DNA Cytochrom-c-Analyse ■ ■ ➤ Verknüpfung nur an einer Seite möglich Gekennzeichnet durch unterschiedliche Fluoreszenz-Farbstoffe ■ I ■ Cytochrom-c: besonders gut für evolutionäre Untersuchungen in der Atmungskette aller aeroben Organismen Außerdem: ein Ur-Cytochrom, welches sich im Verlauf der Evolution durch Mutation verändert hat. O ->11-12 Mutationen in 280 Mio Jahren Cytochrom c in praktisch allen Lebewesen → es ist ein wichtiges Mittel zur Einteilung der Lebewesen und ein Indiz für die evolutionäre Entwicklung der Arten. Primärstruktur des Proteins Cytochrom c wird verglichen Präzipitintest O (Beispiel: Schimpansen haben eine zu 100% identische Aminosäurensequenz Folgerung: Je höher die Anzahl der gemeinsamen Aminosäuren, desto näher liegt die Verzweigung im Stammbaum und desto enger ist die Verwandtschaft Aufklärung von Verwandtschaftsverhältnissen unter rezenten Arten → Frischblut erforderlich Zentraler Ansatz: Nähe der Verwandtschaft, ist nur begrenzt zur Erstellung von Kladogrammen geeignet Vorteile: sehr einfache, kostengünstige Methode mit guter Aussagekraft (geling sicher) Verklumpungsgrad → Nähe der Verwandtschaft 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 Ablauf: Blut (Mensch) Blut Blutserum Blutzellen H Mensch Affe Blutserum in eine nicht nah verwandte Art (2.B. Kaninchen) Aus der Biogeographie F bildet Entnahme Blut Antimensch- Antikörper Serum mit Antikörpern Lin eine Spritze reagiert mit Eiweißen den und verhuset sie TI 100% D — 85% (schimpanse) Biogeographie: ● Die Biogeografie untersucht die Verbreitung von Lebewesen auf der Erde. Man unterscheidet Pflanzengeografie und Tiergeografie. Die Untersuchungen dienen der Feststellung, inwieweit bestimmte Pflanzen- und Tiergruppen in verschiedenen Land- und Meereszonen vorkommen und diese kennzeichnen. Stammbäume Lesen und auswerten/ Aussagekraft bzgl. Verwandtschaftsverhältnisse O Jeder Ast ist durch ein abgeleitetes Merkmal begründet O Jeder Ast muss eine Autapomorphie (Merkmale, die innerhalb der Gruppe wieder verloren gehen) aufweisen Artbildung: Adaptive Radiation: Unter adaptiver Radiation versteht man die Entstehung vieler neuer Arten aus einer Ursprungsart heraus. Während der adaptiven Radiation kommt es in Folge von Mutationen und Rekombinationen zur Entstehung spezifischer Merkmale, welche zu vorteilhaften Angepasstheiten (Adaptionen) führen und so zur Einnischung der Arten in verschiedene ökologische Nischen beitragen. Faktoren wie geographische Isolation, sowie das Fehlen von natürlichen Feinden begünstigen den Vorgang.

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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O O Eis, Harz Radiokarbonmethode: O C-14 entsteht in der oberen Atmosphäre Verbindet sich mit anderen Kohlenstoffen (C-12) Pflanzen nehmen dieses auf O Tieren (z. B. Kuh) nimmt Pflanzen zu sich Kuh stirbt → Kohlenstoffaustausch endet Altersbestimmung durch Vergleich der Menge von C-14 und C-12, da C-14 exponentiell mit der Zeit abnimmt Halbwertszeit: 5730 Jahre Datierung von bis zu etwa 50 000 Jahre alten Fossilien möglich 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 Aus der Entwicklungsbiologie Rekapitulationstheorie Heute nur in abgewandelter Form gültig: In der Keimesentwicklung (Ontogenie) werden bestimmte Organisationszüge von Ahnenstadien aus der Stammesentwicklung (Phylogenie) kurz/ teilweise rekapituliert. Wahrer Kern: O Embryonen verschiedener Tierarten sehen einander sehr ähnlich O Embryonen entwickeln Merkmale, die sie bei der Geburt nicht mehr aufweisen (z. B. 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Abfolge aller Blitze → Reihenfolge der DNA Cytochrom-c-Analyse ■ ■ ➤ Verknüpfung nur an einer Seite möglich Gekennzeichnet durch unterschiedliche Fluoreszenz-Farbstoffe ■ I ■ Cytochrom-c: besonders gut für evolutionäre Untersuchungen in der Atmungskette aller aeroben Organismen Außerdem: ein Ur-Cytochrom, welches sich im Verlauf der Evolution durch Mutation verändert hat. O ->11-12 Mutationen in 280 Mio Jahren Cytochrom c in praktisch allen Lebewesen → es ist ein wichtiges Mittel zur Einteilung der Lebewesen und ein Indiz für die evolutionäre Entwicklung der Arten. Primärstruktur des Proteins Cytochrom c wird verglichen Präzipitintest O (Beispiel: Schimpansen haben eine zu 100% identische Aminosäurensequenz Folgerung: Je höher die Anzahl der gemeinsamen Aminosäuren, desto näher liegt die Verzweigung im Stammbaum und desto enger ist die Verwandtschaft Aufklärung von Verwandtschaftsverhältnissen unter rezenten Arten → Frischblut erforderlich Zentraler Ansatz: Nähe der Verwandtschaft, ist nur begrenzt zur Erstellung von Kladogrammen geeignet Vorteile: sehr einfache, kostengünstige Methode mit guter Aussagekraft (geling sicher) Verklumpungsgrad → Nähe der Verwandtschaft 2. Biologie Klausur 1. Halbjahr Q2 Ablauf: Blut (Mensch) Blut Blutserum Blutzellen H Mensch Affe Blutserum in eine nicht nah verwandte Art (2.B. Kaninchen) Aus der Biogeographie F bildet Entnahme Blut Antimensch- Antikörper Serum mit Antikörpern Lin eine Spritze reagiert mit Eiweißen den und verhuset sie TI 100% D — 85% (schimpanse) Biogeographie: ● Die Biogeografie untersucht die Verbreitung von Lebewesen auf der Erde. Man unterscheidet Pflanzengeografie und Tiergeografie. Die Untersuchungen dienen der Feststellung, inwieweit bestimmte Pflanzen- und Tiergruppen in verschiedenen Land- und Meereszonen vorkommen und diese kennzeichnen. Stammbäume Lesen und auswerten/ Aussagekraft bzgl. Verwandtschaftsverhältnisse O Jeder Ast ist durch ein abgeleitetes Merkmal begründet O Jeder Ast muss eine Autapomorphie (Merkmale, die innerhalb der Gruppe wieder verloren gehen) aufweisen Artbildung: Adaptive Radiation: Unter adaptiver Radiation versteht man die Entstehung vieler neuer Arten aus einer Ursprungsart heraus. Während der adaptiven Radiation kommt es in Folge von Mutationen und Rekombinationen zur Entstehung spezifischer Merkmale, welche zu vorteilhaften Angepasstheiten (Adaptionen) führen und so zur Einnischung der Arten in verschiedene ökologische Nischen beitragen. Faktoren wie geographische Isolation, sowie das Fehlen von natürlichen Feinden begünstigen den Vorgang.