Probeklausur Evolution und Ökologie - Q2

Aufgabenstellung der Probeklausur

Diese Klausur testet dein Verständnis von Evolutionsmechanismen anhand zweier faszinierender Beispiele. Bei den Höhlenzikaden geht's um adaptive Radiation - also wie sich eine Art in verschiedene neue Arten aufteilt.

Das erste Thema behandelt die winzigen Höhlenzikaden (Oliarus polyphemus) auf Hawaii. Du musst erklären, wie sie sich an das Leben in dunklen Lavahöhlen angepasst haben und wie sie neue Höhlen besiedeln.

Beim zweiten Thema stehen Guppys im Mittelpunkt. Hier geht's um sexuelle Selektion - warum sind Männchen so bunt und wie beeinflusst das ihre Überlebenschancen? Du sollst auch vorhersagen, wie sich Guppys mit und ohne Räuber entwickeln würden.

Tipp: Achte bei beiden Themen auf das Zusammenspiel zwischen Umweltdruck und evolutionären Anpassungen!

Material A & B: Höhlenzikaden und ihre Besonderheiten

Höhlenzikaden sind echte Überlebenskünstler! Die nur 3mm kleinen Oliarus polyphemus leben ausschließlich in den dunklen, feuchten Lavahöhlen von Hawaii. Sie stammen wahrscheinlich alle von einer ursprünglichen Zikadenart ab, die sich zu 85 verschiedenen hawaiianischen Arten entwickelt hat.

Ihre morphologischen Anpassungen sind beeindruckend: Im Vergleich zu oberirdischen Verwandten haben sie verkümmerte Augen und längere Antennen - perfekt für das Leben ohne Licht. Sie ernähren sich von Pflanzenwurzeln, die in die Höhlen hineinwachsen.

Die Kommunikation läuft komplett anders als bei normalen Zikaden. Statt Luftschall nutzen sie Vibrationen über die Wurzeln. Besonders spannend: Bei diesen Höhlenzikaden senden die Weibchen die ersten Signale aus, nicht die Männchen!

Merke dir: Extreme Umgebungen führen zu extremen Anpassungen - weniger Licht bedeutet bessere Tastorgane!

Material C & D: Besiedlung und Radiation der Höhlen

Die Besiedlung neuer Lavahöhlen folgt einem klaren Muster. Da Hawaiis Vulkane immer noch aktiv sind, entstehen ständig neue Höhlen. Die Zikaden wandern ein, etablieren isolierte Populationen und entwickeln sich getrennt weiter.

Genetische Untersuchungen zeigen: Jede Höhlenpopulation entwickelt eigene Gesangsmuster, morphologische Unterschiede und genetische Eigenarten. Das Faszinierende? Diese Unterschiede sind keine speziellen Anpassungen - alle leben ja in ähnlichen Höhlen!

Das ist ein Beispiel für nicht-adaptive Radiation. Anders als bei klassischer adaptiver Radiation entstehen die Unterschiede durch Gendrift und Isolation, nicht durch unterschiedliche Selektionsdrücke. Die verschiedenen Gesangsmuster in den sechs untersuchten Höhlen zeigen diese reproduktive Isolation deutlich.

Wichtig: Nicht jede Artaufspaltung ist adaptive Radiation - manchmal entstehen neue Arten auch durch Zufall und Isolation!

Material 1-4: Guppys und sexuelle Selektion

Guppys zeigen krassen Geschlechtsdimorphismus: Männchen sind kleiner (3,5cm) aber viel bunter als die 6cm großen Weibchen. Diese Farbpracht ist vererbbar und spielt eine zentrale Rolle bei der Partnerwahl.

Die Wahlexperimente beweisen: Weibchen bevorzugen farbenprächtige Männchen mit großen Schwanzflossen. Aber es gibt einen Haken! In gewässern mit vielen Räubern haben bunte Männchen schlechtere Überlebenschancen.

Endlers Experimente zeigen den evolutionären Kompromiss: Starke Bejagung führt zu weniger und kleineren Farbflecken. Das ist sexuelle Selektion gegen natürliche Selektion - Männchen müssen attraktiv sein, aber nicht zu auffällig für Räuber.

Das Kosten-Nutzen-Prinzip der Evolution wird hier perfekt sichtbar: Schöne Männchen bekommen mehr Nachkommen, werden aber auch häufiger gefressen.

Denk dran: Evolution ist immer ein Kompromiss - was beim Anlocken von Partnern hilft, kann beim Überleben schaden!