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Synthetische Evolutionstheorie

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Synthese der Theorien Darwins mit Erkenntnissen aus fast allen Bereichen der Biologie
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Biologie Abitur 2021/2022/2023

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Synthetische Evolutionstheorie Synthese der Theorien Darwins mit Erkenntnissen aus fast allen Bereichen der Biologie Population steht im Zentrum der Evolutionsvorgänge Population: Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit am selben Ort leben & eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden Genpool: Gesamtheit aller Allele einer Population Evolution: veränderte Allelfrequenz im Genpool einer Population Variation Unterschiedliche Erbanlagen der Individuen einer Population (genetische Variation) Umwelteinflüsse wirken an Ausprägung der Merkmale mit (modifikatorische Variation) Klima- & Bodenverhältnisse, Nahrungsangebot, mechanische Faktoren Vorkommen deutlich verschiedener Phänotypen innerhalb einer Population (Polymorphismus) Auf genetische Variation zurückzuführen Genetische Variabilität als Grundlage für evolutive Angepasstheit einer Art Mutation Vererbung beruht auf Verdopplung von Erbinformationen und deren Weitergabe an Nachkommen ➜ Fehler Mutationen → Zufällige Veränderung im Genotyp Entstehung einer neuen genetischen Information, Erweiterung des Genpools der Population Basaler, Neues schaffender Faktor der Evolution Chromosomenmutation: Abweichungen vom diploiden Chromosomensatz Punktmutation: Austausch, Zusatz oder Wegfall einer Base -> Rasterverschiebung Rekombination Neukombination von Allelen durch geschlechtliche Fortpflanzung Nur bei diploiden (doppelter Chromosomensatz) Organismen Homologe Chromosomen werden bei Keimzellbildung getrennt und nach Zufall auf die entstehenden Keimzellen verteilt ➜ Crossing-over während der Meiose erhöht Zahl der möglichen Kombinationen Neue Allelkombinationen erzeugen neue Phänotypen ➜ Rekombination bringt neue Geno- & Phänotypen hervor, die der jeweiligen Umwelt unterschiedlich gut angepasst sind -> genetische Vielfalt wird erhöht Sehr viele Möglichkeiten ➜ Trägt offensichtlich mehr zur genetischen Variabilität bei als Mutation Selektion Auslese von Individuen aus einer Population Mutationen und Rekombinationen erzeugen Variabilität Natürliche Selektion (Einflüsse...

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der Umwelt) gibt der Evolution eine Richtung Jede Population steht unter Mutations- & Selektionsdruck → Verändern mit Rekombination die Allelhäufigkeit im Genpool Selektionsdruck: Einfluss von abiotischen & biotischen Selektionsfaktoren auf eine Population Selektion setzt am Phänotyp an Individuen die besser mit gegebenen Umweltbedingungen zurechtkommen, können mehr Nachkommen erzeugen (survival of the fittest): Träger bestimmter Phänotypen haben größeren Fortpflanzungserfolg ➜ Verändern Allelfrequenz zu ihren Gunsten Beitrag eines Individuums zum Genpool der Population in nächster Generation = reproduktive Fitness, Maß für Anpassung eines Individuums an Umwelteinflüsse gemessen an Fortpflanzungserfolg ➜ Individuen mit der größten Fitness setzen sich durch Selektion kann Variabilität einer Population verringern, sie jedoch auch selbst erhalten Selektion begünstigt erbliche Merkmale über einen unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg Wirken der Selektion Einwirkung der Selektionsfaktoren auf Population: Selektionsdruck Stabilisierende Selektion verhindert Wandel Neu auftretende Mutanten (Extreme Formen) sind in einer gut angepassten Population fast immer im Nachteil Selektionsdruck von beiden Seiten Können sich nicht durchsetzen, Genpool bleibt konstant Relative Konstanz der Lebewesen, optimale Angepasstheit einer Population wird weiter Gerichtete Selektion verändert Populationen Häufigkeit Individuen vor und nach Selektion Ist eine Population nicht optimal an ihre jetzige Umwelt angepasst, können andere Phänotypen bevorzugt werden Selektionsdruck nur von einer Seite, Extremform begünstigt Genpool und Selektionswert vorhandener Allele verändern sich ➜ Evolution findet statt: Verschiebung der Merkmale der Population in eine bestimmte Richtung Verantwortlich für allmähliche Artumwandlung Häufig bei einsetzenden Umweltveränderungen Aufspaltende Selektion kann Populationen trennen gefestigt Fällt die stabilisierende Selektion weg, können biologische Strukturen ihre Funktion verlieren und degenerieren Selektionsdruck Selektionsdruck: häufige Formen benachteiligt, seltene Phänotypen mit extremer Merkmalsausprägung im Vorteil → Teilpopulationen entwickeln sich unterschiedlich weiter Mitverantwortlich für die Trennung von Populationen, Artaufspaltung möglich Diploidie Stabilisierende Selektion N Merkmal oko bungu Was verhindert, dass natürliche Selektion die Variabilität einer Population auslöscht? Mechanismen, die Variabilität erhalten oder wiederherstellen Selektionsdruck ventionsbree des Marxmas Selektiv benachteiligte rezessive Allele können aufgrund ihrer Ausbreitung durch Heterozygote in einer Population überdauern ➜ Rezessive Allele können unter veränderten Umweltbedingungen vorteilhaft sein Balancierter Polymorphismus Phänomen: mehrere verschiedene Varianten eines Merkmals in nennenswertem Anteil in einer Population zu finden Tritt auf, wenn beide Varianten selektiv begünstigt sind, keine Variante der anderen eindeutig überlegen ist Selektionsfaktoren Abiotische Selektionsfaktoren Einwirkungen der unbelebten Umwelt, z.B. Kälte, Hitze, Trockenheit, Feuchtigkeit, Salzgehalt oder Lichtmangel Biotische Selektionsfaktoren → Einflüsse ausgehend von anderen Lebewesen ➜ Zwischenartliche Selektion: Fressfeinde oder Parasiten Innerartliche Selektion: Konkurrenz Einflüsse des Menschen: Industriemelanismus, künstliche Selektion (Haustiere & Nutzpflanzen: Auswahl nach züchterischen Gesichtspunkten) Sexuelle Selektion Attraktivere Männchen haben bessere Chancen Nachkommen zu zeugen Variabilität der sekundären Geschlechtsmerkmale führt zu abweichendem Erscheinungsbild von Männchen und Weibchen Sexualdimorphismus Spezialform der natürlichen Selektion Isolation Unterbindung der Paarung Teilpopulationen schlagen mit isoliertem Genpool eigenen evolutiven Weg ein Mutation & Selektion wirken in jeder der isolierten Fortpflanzungsgemeinschaften unterschiedlich Voraussetzung zur Entstehung mehrerer Arten aus einer Ausgangsart Unterschiedliche Nutzung der Umwelt Einnischung Summe aller Wechselwirkungen zwischen einer Art und der Umwelt werden als ökologische Nische bezeichnet Präzygotische Fortpflanzungsbarrieren → Verhindern Paarung zweier Arten oder die Befruchtung Geographische Isolation (Separation) ➜ Räumliche Trennung Ökologische Isolation → Bildung unterschiedlicher ökologischer Nischen Zeitliche Isolation → Fortpflanzungszeiten überschneiden sich nicht Ethologische Isolation Individuen lehnen Partner durch unterschiedliches Verhalten ab oder erkennen ihn gar nicht als solchen ➜ Artspezifisches Balz- & Paarungsverhalten Mechanische Isolation → Artspezifische Begattungsorgane nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip Gametische Isolation → Spermien senden kein passendes chemisches Signal aus ➜ Können sich nicht an Eizelle anheften Postzygotische Fortpflanzungsbarrieren → Werden wirksam, wenn eine Eizelle von einem fremden Spermium befruchtet wurde Isolation durch Polyploidie Polyploidie führt zu einer Verdopplung des Chromosomensatzes Kreuzung von Individuen mit unterschiedlicher Anzahl an Chromosomensätzen selten erfolgreich, spätestens Nachkommen steril Automatische Isolation gegenüber anderen Mitgliedern der Population Isolation durch Sterilität Nachkommen sind unfruchtbar

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Synthetische Evolutionstheorie Synthese der Theorien Darwins mit Erkenntnissen aus fast allen Bereichen der Biologie Population steht im Zentrum der Evolutionsvorgänge Population: Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit am selben Ort leben & eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden Genpool: Gesamtheit aller Allele einer Population Evolution: veränderte Allelfrequenz im Genpool einer Population Variation Unterschiedliche Erbanlagen der Individuen einer Population (genetische Variation) Umwelteinflüsse wirken an Ausprägung der Merkmale mit (modifikatorische Variation) Klima- & Bodenverhältnisse, Nahrungsangebot, mechanische Faktoren Vorkommen deutlich verschiedener Phänotypen innerhalb einer Population (Polymorphismus) Auf genetische Variation zurückzuführen Genetische Variabilität als Grundlage für evolutive Angepasstheit einer Art Mutation Vererbung beruht auf Verdopplung von Erbinformationen und deren Weitergabe an Nachkommen ➜ Fehler Mutationen → Zufällige Veränderung im Genotyp Entstehung einer neuen genetischen Information, Erweiterung des Genpools der Population Basaler, Neues schaffender Faktor der Evolution Chromosomenmutation: Abweichungen vom diploiden Chromosomensatz Punktmutation: Austausch, Zusatz oder Wegfall einer Base -> Rasterverschiebung Rekombination Neukombination von Allelen durch geschlechtliche Fortpflanzung Nur bei diploiden (doppelter Chromosomensatz) Organismen Homologe Chromosomen werden bei Keimzellbildung getrennt und nach Zufall auf die entstehenden Keimzellen verteilt ➜ Crossing-over während der Meiose erhöht Zahl der möglichen Kombinationen Neue Allelkombinationen erzeugen neue Phänotypen ➜ Rekombination bringt neue Geno- & Phänotypen hervor, die der jeweiligen Umwelt unterschiedlich gut angepasst sind -> genetische Vielfalt wird erhöht Sehr viele Möglichkeiten ➜ Trägt offensichtlich mehr zur genetischen Variabilität bei als Mutation Selektion Auslese von Individuen aus einer Population Mutationen und Rekombinationen erzeugen Variabilität Natürliche Selektion (Einflüsse...

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Kälte, Hitze, Trockenheit, Feuchtigkeit, Salzgehalt oder Lichtmangel Biotische Selektionsfaktoren → Einflüsse ausgehend von anderen Lebewesen ➜ Zwischenartliche Selektion: Fressfeinde oder Parasiten Innerartliche Selektion: Konkurrenz Einflüsse des Menschen: Industriemelanismus, künstliche Selektion (Haustiere & Nutzpflanzen: Auswahl nach züchterischen Gesichtspunkten) Sexuelle Selektion Attraktivere Männchen haben bessere Chancen Nachkommen zu zeugen Variabilität der sekundären Geschlechtsmerkmale führt zu abweichendem Erscheinungsbild von Männchen und Weibchen Sexualdimorphismus Spezialform der natürlichen Selektion Isolation Unterbindung der Paarung Teilpopulationen schlagen mit isoliertem Genpool eigenen evolutiven Weg ein Mutation & Selektion wirken in jeder der isolierten Fortpflanzungsgemeinschaften unterschiedlich Voraussetzung zur Entstehung mehrerer Arten aus einer Ausgangsart Unterschiedliche Nutzung der Umwelt Einnischung Summe aller Wechselwirkungen zwischen einer Art und der Umwelt werden als ökologische Nische bezeichnet Präzygotische Fortpflanzungsbarrieren → Verhindern Paarung zweier Arten oder die Befruchtung Geographische Isolation (Separation) ➜ Räumliche Trennung Ökologische Isolation → Bildung unterschiedlicher ökologischer Nischen Zeitliche Isolation → Fortpflanzungszeiten überschneiden sich nicht Ethologische Isolation Individuen lehnen Partner durch unterschiedliches Verhalten ab oder erkennen ihn gar nicht als solchen ➜ Artspezifisches Balz- & Paarungsverhalten Mechanische Isolation → Artspezifische Begattungsorgane nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip Gametische Isolation → Spermien senden kein passendes chemisches Signal aus ➜ Können sich nicht an Eizelle anheften Postzygotische Fortpflanzungsbarrieren → Werden wirksam, wenn eine Eizelle von einem fremden Spermium befruchtet wurde Isolation durch Polyploidie Polyploidie führt zu einer Verdopplung des Chromosomensatzes Kreuzung von Individuen mit unterschiedlicher Anzahl an Chromosomensätzen selten erfolgreich, spätestens Nachkommen steril Automatische Isolation gegenüber anderen Mitgliedern der Population Isolation durch Sterilität Nachkommen sind unfruchtbar