Evolutionstheorie, Evolutionsbelege, Evolutionsfaktoren, Artenbildung

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Art immer besser an die Umwelt angepasst. von Lebewese Variabilität: Bei der Fortpfl. kommt es zu genetischen Unterschieden. Struggle for life: Durch harsche Umweltbed. & Konkurrenz müssen lebewesen ums überleben kämpfen. Survival the fittest: Individuen, die die größte biologische Fitness aufweisen, haben die besten Chancen, sich fortzupfl. und ihr Erbgut weiterzugeben. Natural selection: Individuen, die schlecht an die Umwelt angepasst sind, haben die geringsten Überlebens- chancen, werden also mit der Zeit aussterben. Im 20. Jahrhundert wurde die Evolutionstheorie um wichtige Erkenntnise, vor allem aus der Genetik, erweitert und bestätigt. Diese erweiterte Theorie wurde unter der Bezeichnung Synthetische Theorie der Evolution" bekannt. Definition: Homologe Organe sind Merlimale unterschiedlicher Arten, die auf eine Abstammung von gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen sind. Divergenz: Homologe Organe, die sich in unterschiedliche äußere und/oder funktionelle Richtungen entwickelt haben. → Homologie kriterien (eins erfüllt = Homologie!) 1. Kriterium der Lage: Organe nehmen die gleiche Lage in einem vergleichbaren System ein. [}} Hund Mensch Haischuppe 2. Kriterium der spezifischen Qualität: Viele Einzelmerlimale stimmen überein. ·Pulpa (Schuppen-/Zahnnönle) Fischschädel Replienschädel Vogel Belege für die Evolution - Homologie - Columella (Gehörknöchelchen) on Hyomandibulare Schmelz Dentin (Zahnbein) 3. Kriterium der Stetigheit: Organe lassen sich durch Zwischenformen verbinden. Wirbeltier zahn Hyomandibulare Quadratum Articulare Dental Sauger schadel primäres kietgelenk Hysmandibulare (Steigbrige) Articulare (Hammer) Quadra von Kiefergelenk → um Hörknochen" Beleg: Durch Homologien wird nachgewiesen, dass Arten auf gemeinsame Vorfahren zurückzuführen sind Definition: Anpassungsähnlichkeit von Merkmalen Homologien Analoge Organe: Organe haben gleiche Funktion, aber einen unterschiedlichen Bauplan und sind somit nicht auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück zu führen. Konvergenz: ähnliche Merkmale aufgrund ähnlicher Lebensweisen Knorpelfisch Knochenfisch Reptil Belege für die Evolution -Analogien- Säuger Hai Schwettisch Ichthyosaurus Delphin → Körperform + Flossen nahezu identisch ↳ Vorteilhaft zum Schwimmen Maulwurf → Säugetier →aus Knochen Grabbein: ABER: keine gemeinsamen Vorfahren Maulwurfsgrille → Insekt aus Citin → ähnlicher Aufbau des Grabbeines ↳ zum Graben nützlich Beleg: Manche Lebewesen entwickeln ganz ohne gemeinsamen Vorfahren, ähnlich Merlimale, um zu überleben → Survival of the fittest Belege für die Evolution -biogenetische Grundregel- Definition: Die von Haeckel vertretene Hypothese besagt, dass die Ontogenese eine verkürzte Wiederholung der Phylogenese ist. Ontogenese: Entwicklung des Individuum von der Eizelle zum geschlechtsreifen Zustand (hier: Embryophase) Phylogenese: Stammesgeschichte einer Art, oder Verwandtschaftsgruppe (→ Evolutionsgeschichte) Fisch Reptil Vogel 900000000 Mensch ・An lage Kiemen- bögen -Schwanzanlage → In der Embryonalentwicklung treten vorübergehend Merkmale auf, die als Reste ihrer evolutionären Vergangenheit gelten → gilt nur mit Einschränkungen: es werden keine Erwachsenenstadion wiederholt (kiemenbögen, aber lein Fisch) Beleg: An den Embryonen werden evolutionäre Schritte sichtbar & deutlich Belege für die Evolution -Rudimente/Atavismen- Rudiment: Reste von Organen und Strukturen, die im Laufe der Evolution zurüchebildet wurden. Schulterblatt veränderte Lebensbedingungen. Vorderbein R → Kann Organe, sowie Verhalten (Gänsehaut) betreffen Hinter bein 4Rudiment → Organe wurden nutzlos/zum Nachteil bildeten sich zurüch Atavismen: zufälliges Auftreten eines Merlimals, die in der Stammesgeschichte schon verschwunden sind, bei einem Individuum → überzählige Klaue am Pferdebein → Deutet darauf hin, dass die Gene von früheren Merlimalen weiter im Genotyp vorhanden sind, jedoch durch bestimmte Gründe blockiert sein müssen → Gründe: Mutationen, blockierte Gene werden wieder aktiviert Wie entstehen Fossilien? Belege für die Evolution -Fossilien- →Organische Masse stirbt ab (Pflanzen, Tiere) Wird in sauerstoffreicher Umgebung abgebaut (Aasfresser, Destuenten) & jegliche organische Verbindungen aufgelöst → Oder. Der Prozess findet aufgrund sauerstoffarmer Umgebung nicht statt ->> ↳ Sedimentschichten bedecken die Überreste & erhalten so das Fossil Das tote Tier sinkt im Wasser zu Boden. Normalerweise würde jetzt die Zersetzung beginnen. Werden die Überreste rasch von Sand oder Schlamm bedeckt, gelangt kein Sauerstoff mehr dazu. Der Verwesungsprozess wird gestoppt. Weitere Sand- oder Schlammschichten lagern sich darüber ab. Diese Schichten dürfen sich nicht mehr verschieben. Das Fossil bleibt im Gestein erhalten und wird erst nach langer Zeit durch Erosion oder Eingriffe des Menschen freigelegt. Fossilien, als Beleg für die Evolution: -Fossive Shelette, werden mit rezenten Skelleten der Arten verglichen -Rüchschlüsse auf die Evolution der Arten Definition: Brückentiere / Mosaikformen sind Tiere, welche Merkmale zweier unterschiedlichen Tiergruppen in sich vereinen 1. Fossile Brücken formen: bereits ausgestorbene Brückentiere Archaeopteryx Reptilienmerlimale: drei Finger mit Krallen Kiefe mit Kegelzähnen Rippen ohne Verstärkungsvorsätze lange Schwanzwirbelsäule Inicht verwachsener Mittel- fußknochen Belege für die Evolution -Brückentiere- Schnabeltier: → Reptilen & Sänger Vagelmerlimale: -Vogelschädel -Federkleid 2. Rezente Brückentiere: heute noch lebende Mosaikform -Vogelbecken -Vogelflügel ·laufvögelähnliches Beinshellet Beleg: Brüchentier zeigen den Übergang Reptil: legt Eier, Kloake & Giftdrüs, Kiefer = Säuger: säugt über Milchdrüsen, Fell, gleichwarme Körpertemperatur schnabelförmig von einer Tierklasse zur nächsten molekulare Hemologie: → 2.B: genetische Code, welcher universell ist => Universalhamdogie Verwandschaftsbeziehungen durch Aminosäuresequenzen →geringfügig = späte Trennung zweier Arten KANKAX Lebewesen bestehen aus gleichen chemischen Stoff klassen (Proteine & Nucleinsäure) & oftmals gleichen biologischen Grundprozessen → Beleg zur Verwandtschaft → Aminosäure sequenzen ändern sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit => molekulare Uhr Verwandschaftsbeziehung durch DNA-DNA-Hybridisierung Trennung des H-Brücken Belege für die Evolution -Molekularbiologie- •schmelzen" Hybrid-DNA schmilzt 2.B. bei 86° erwärmen ursprung erst bei 2.3. 88° Schmelzpunkt früher, da Zwischen den Strängen des Hybrid-DNA weniger H-Brüchen möglich waren Trennung der H-Brücken Einzelstränge abkühlen Abschnitte, wo keine Basenpaarung möglich ist, da versch. Basensequena komplementäre DNA Basenpaarung möglich = Hybrid-DWA Verwandschaftsbeziehung durch DNA- Sequenzanalyse →DNA-Sequenzen werden direkt verglichen - ursprung mitochondriale DNA (mtDNA): -mutiert schnell & konstant →Tso-Wert: Bei wieviel Grad geschmolzen Hybid-DNA = 86°C & Ursprungs-DVA = 88°C → ATSO Wert: Differenz der beiden Tso-Werte ATSO West 2 → Verwandschaft = eng ↳ Mutationen sind Selektionsneutral, bleiben erhalten & sind erkennbar L> Zahl der Mutationen = molekulare Uhr - viel mt-DNA vorhanden - keine Rekombinationen - übersichtlich (37 Gene) - erhält sich gut Darstellung Verwandschaft: Zeit Weizen Krallen- frosch Kanin- chen = Cast common ancester Kladogramm Mensdy Schimpanse zeit -Mensch -Schimpanse Kaninchen -Taube -Krallenfrosch Drosphila Weizen -Bächerhefe Evolutionsfaktoren Definition: jegliche Faktoren, die zu veränderungen der Allelhäufigkeit im Genpool eine Population führen 1. Selektion: Ein gerichteter Prozess, welcher genetische Variabilität verringert & zur Angepasstheit führt. ursprüngliche evolvierte Population Population Eine gerichtete Selektion ver- schiebt das gesamte Erschei- nungsbild der Population, in dem sie varianten des einen Extrems fördert. Anzahl von Individuen →neue Allele entstehen Phänotypen (eB.: Fellfarbe) Da Eine disruptive Selection be günstigt Varianten entgegenge- Setzfer Extreme ursprüngliche Population 2. Rekombination: Bei der sexuellen Fortpflanzung ist die Bildung und Vereinigung von keimzellen, die durch Recombination gezeichnet ist Eine Stabilisierende Selatation. sondert extreme Varianten aus einen Population aus und be günstigt intermediäre Typen → Bei der Bildung von Keimzellen werden die Chromosomen väterlicher & mütterlicher Herkunft nach Zufall auf die Keimzellen verteilt (interchromosomale Reliambination) → weitere Rekombinationen durch Crossing-over (intrachromosomale Rekombination) große genetische Variabilität 3. Mutationen zufällige und ungerichtete Veränderungen des Erlbmaterials → auch bei ungeschlechtlicher Fortpflanzung → meist nachteilig, kann aber auch positiv oder neutral sein => genetische Variabilität Die genetische Variabilität innerhalb einer Art ist die Basis für die Anpassung eine Art an Veränderungen der Umweltbedingungen Evolutionsfaktoren 4. Gendrift: Zufällige Veränderungen des Allelfrequenz im Genpool eine Population →Flaschenhalseffelit: Durch eine Katastrophe wird der Großteil einer Population vernichtet wenige Überlebene gründen neue Population → genetische Vielfalt ist sehr gering Ausgangs- population Plaschenhals- ereignis überlebende Population → Gründereffelt: Ein kleines, nicht repräsentativer Teil einer Population gründet eine neue Population →2B.: Bei der Besiedlung neuer Lebensräume morphologischer Artbegriff: Eine Art ist eine lebensform, die sich äußerlich von anderen Lebewesen unterscheidet." biologischer Artbegriff: ,, Arten sind Gruppen natürlicher Populationen, deren Individuen sich tatsächlich oder potenziell untereinander kreuzen können und die von anderen solchen Gruppen reproduktiv isoliert sind." 5. reproduktive Isolation Präzygotische Barriere Postzygotische Barriere Individuen von zwei verschiedenen Arten STOP STOP] Artbildung STOP geografische Isolation → werden am Zusammentreffen gehindert STOP STOP Paarung zeitliche Isolation → unterschiedliche Paarungszeiten Verhaltensisolation → treffen sich, poaren sich nicht (artspezifische Paarungssignale) STOP mechanische Isolation Befruchtung gametische Isolation →Spermienzellen werden übertragen, es findet aber keine Befruchtung statt • Begattungsorgane passen anatomisch nicht zusammen STOP Hybridsterblichkeit →gote entwickelt sich nicht, Embryo stirbt ab, Hybnd stirbt direkt nach der Geburt Hybridsterlität → Hybriden sind unfruchtbar STOP Hybrid zusammenbruch → Hybriden sind zum Teil fruchtbar, zeugen aber deutlich weniger Nachkommen ↳ verändertes Verhalten finden weine Partner allopatrische Artbildung: Die Ausgangspopulation wird durch eine geografische Barrier aufgespaltet Formen der Artbildung geografische Barriere- Ausgangs- population Population der Art A Separation Teit population A Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift Teilpopulation Unterart A Mutation führt zur reproduktiven Isolation ● Genfluss möglich ● ● Unterart B Art A kein Gen fluss möglich: reproduktive Isolation sympatrische Artbildung: Neue Art innerhalb eines Verbreitungsgebieles, ohne vorherige Aufspaltung in Teilpop. Gründe: -Polyploidie → Vervielfältigung des Chromosomensatz (Mutation), keine Fortpflanzung mit ursprungsart - Lebens-/Verhaltensweisen Population des Art B Art B Population des Act A Abwanderung (Seperation → (1501.) geografische Isol. Mutationen / Reliambination Anpassung an neue ökologische Nischen allopatrische Artbildung Adaptive Radiation körnerfresser Gründerpopulation Vermehrung interspezifische konkurrenz Variabilitat der Schnäbel Mutation & Rekombination Insektenfresser Pflanzen fresser Anpassung an neue ökologische Nischen Sympatrischen Artbildung Auffächerung einer Ursprungsart kurzer Zeit) → füllen neuer ökologischer Nischen #Konkurrenzausschlusprinzip in viele neue Arten, durch die Anpassung (oft in relativ