Zusammenfassung Evolution Abi

Alternativer Bildtext:

einer Art durch Isolationsmechanismen ↳zeitliche Isolation z.B. unterschiedliche Paarungszeiten ↳räumliche /ökologische Isolation verschiedene Lebensräume / Habitate ↳ Ethologische Isolation unterschiedliches Balz-/Paarungsverhalten ↳mechanische / physiologische Isolation: unterschiedliche Begattungsorgane gametische Isolation: Samen und Eizelle können nicht verschmelzen ↳ postzygotische Isolation Hybridsterilität (z. B. Liger) bei langfristiger Trennung möglicherweise Entstehung neuer Arten Gründerpop Selektion • Natürliche Auslese d. Phänotypen einer Population, je nach Umweltbedingungen Selektionsdruck ↳am besten angepasste Individuen haben höhere Fitness Selektionstypen gerichtete/transformierende Selektion ↳bei sich verändernden Umweltbedingungen ↳ Fitness nimmt mit Merkmals ausprägung zu / ab ↳ Mittelwert Merkmalsauspr. verschiebt sich hin zu höherer Fitness stabilisierende Selektion ↳bei stabilen umweltbedingungen Fitnessmaximum = Ausprägungsdurchschnitt ↳Varianz wird verringert • desruptive / aufspaltende Selektion ↳bei sich verändernden Umweltbedingungen ↳ Extreme Merkmalsausprägungen bevorzugt höhere Varianz Selektionsfaktoren abiotisch unbelebte Einflüsse (Temperatur / Niederschlag/etc.) • biotisch belebte Umwelt . . Intraspezifische Konkurrenz ↳ Interspezifische Konkurrenz → Fressfeinde können zur Ausbildung von Schutzmerkmalen führen Parasiten / Krankheiten Präadaption → Vorhandene Mutationen stellen sich bei verändernder Umwelt als positiv heraus. Sexuelle Selektion • Selektion nicht über Fitness sondern über Partnerwahl. → Bevorzugung von spezifischen Merkmalen → Vorraussetzung: Konkurrenz vorhanden, Variabilität der Merkmale, schlechte Partnerwahl bedeutet Fitnessverlust "Good-genes •- Hypothese → Merkmale / Vitalität des Männches geben Aufschluss über gute/schlechte Gene Artbegriffe Biologischer Artbegriff • Art = Gruppe von Populationen, die sich unter natürlichen Bedingungen miteinander fortpflanzen (können), sind von anderen Gruppen reproduktiv isoliert ↳ Pferde bilden eine Art, weil sie sich natürlich fortpflanzen können ↳ Pferde + Esel bilden keine Art, weil ihre Nachkommen steril sind • Was dagegen spricht ist nicht auf geographisch getrennte Populationen anwendbar Morphologischer Artbegriff • Art = Populationen mit äußerlichen (morphologischen) Ähnlichkeiten • Was dagegen spricht: Sexualdimorphismus; morphologische Unterschiede bei Unterarten, morphologische Ähnlichkeiten bei verschiedenen Arten Phylogenetischer Artbegriff • Art = Endglieder einer Entwicklung → ein gemeinsamer Vorfahre •Art beginnt mit Artaufspaltung und endet mit erneuter Artspaltung oder dem Aussterben ↳ Artspaltung wenn genetische Isolation • Was dagegen spricht: setzt einen weiteren Artbegriff voraus Koevolution Wechselseitige Anpassung von verschiedenen Arten durch sich beeinflussende evolutive Entwicklung 2.B. Blütenpflanzen und ihre Bestäuber ↳ geht mit Spezialisierungen der Partner einher • Vorteil erhöhte Fitness • Nachteil: starke Abhängigkeit Artbildung 8 Allopatrische Artbildung Artentstehung aufgrund von Separation (geografische Isolation) geografische Trennung von Teilpopulationen (z. B. durch Versteppung /Änderung Meeresspiegel /etc.) > unterschiedliche Entwicklung der Teilpopulationen (Mutationen, Reproduktion, Selektion, Gendrift) => Entwicklung von zunächst Unterarten, später reproduktiv isolierte Arten (keine Verpaarung, auch wenn Separation aufgehoben) Gendrift, Mutation, Rekombination, selektion, Population .B 0⁰ 00 0 SEPARATION →kein Genfluss möglich oo Unterart B Teilpop. A Unterart A Art 6 Art A Gendrift, Mutation, Rekombination, Selektion reproduktive Isolation → kein Genfluss möglich! Sympatrische Artbildung Artentstehung ohne geogr sche Trennung ↳ z. B. durch Spezialisierungen / Konkurrenzvermeidung / Polyploidisierung / etc. Adaptive Radiation • Auffächerung einer Art in viele neue Arten, die unterschiedliche ökologische Nischen besetzen ↳ häufig bei Besiedlung neuer Lebensräume → viele freie Nischen • Unspezialisiert zu spezialisiert Besiedlung neuer Lebensraum → Populationswachstum, da keine Konkurrenz → Intraspezifische Konkurrenz → Selektionsdruck → Ausweichen auf unbesetzte Nischen auch Aufspaltung durch Separation Homologie und Analogie Homologie => Abstammungsähnlichkeit • Homologe Strukturen/Organe zeigen Ähnlichkeiten aufgrund von gemeinsamer Abstammung ↳gleicher / ähnlicher genetisch festgelegter Bauplan • Homologie besteht, wenn Homologie-Kriterien erfüllt sind ↳Kriterium der Lage: Strukturen oder inre Einzelbestandteile im Körper die gleiche Lage einnehmen > Bsp.: Vorderextremitäten wirbeltiere (siehe Bild) ↳Kriterium der Kontinuität: Strukturen können über Zwischenformen voneinander abgeleitet werden ↳ Kriterium der spezifischen Qualität Strukturen sind aus vergleichbaren Teilstrukture Zusammengesetzt ! • divergente Entwicklung Funktion und Aussehen kann sich stark unterscheiden → Ursprungsgleich aber nicht funktionsgleich Analogie Funktionsähnlichkeit Organe / Merkmale weisen keinen gemeinsamen Ursprung auf, aber ähnliche Funktionen durch ähnlichen Selektionsdruck in ähnlichen Lebensräumen ↳z. B. Stromlinienform bei Meeresbewohnern (siehe Bild) ! • konvergente Entwicklung 4 unabhängige Entwicklung von Merkmalen mit ähnlicher Funktion → funktionsgleich, aber nicht ursprungsgleich Mensch Hund Vogel Wal Molekulare Verwandschaft Molekulare verwandschaft lässt sich ermitteln mithilfe von Aminosäurensequenzvergleich DNA-Sequenzvergleich durch Redundanz des Genetischen Codes sehr viel genauer ONA-Sequenzanalyse 1. Extraktion von DNA der untersuchten Organismen 2. Vervielfältigung eines Markergens (z. B. durch PCR) 3. Vergleich der Sequenzen → Untersuchung auf Ähnlichkeiten / Unterschiede Stromlinienform als Umweltanpassung => Je ännlicher die Sequenzen, desto näher und wahrscheinlicher die verwandschaft → Je länger sich Organismen getrennt entwickeln, desto größer sind die Unterschiede in den Proteinen bzw. im Erbgut Molekulare Uhr ↳ Mutationsrate in der DNA gibt Rückschlüsse auf den Zeitabstand zum gemeinsamen Vorfahren Stammbäume und Kladogramme polyphyletische Gruppe teilen sich keinen jüngsten gemeinsamen Vorfahren; letzter gemeinsamer Vorfahre bringt auch Arten außerhalb der Gruppe hervor apomorphes Merkmal →→ Alleinstellungs- zeit merkmal A bzw. plesiomorphes Merkmal → ursprüngliches Merkmal Gang Proportionen monophyletische Gruppe → haben einen jüngsten gemeinsamen Vorfahren, der auch ausschließlich Arten der Gruppe hervorbringt samer Vorfahre von Evolution des Menschen Hypothesen zur Entstehung des modernen Menschen. Out-of-Africa- Hypothese → Homo sapiens entstand in Afrika aus Homo erectus und verbreitete sich von dort über die ganze Erde aus `jüngster gemeinsame A und → ✓ Hypothese wahrscheinlich zutreffend, da zwischen den Menschengruppen" (Europäer, Asiaten, usw.) extrem geringe genetische Unterschiede Mensch aufrecht, zweibeinig Beine länger als Arme →größere Schrittweite Hypothese des multiregionalen Ursprungs → Verschiedene Gruppen des Homo sapiens entstanden unabhängig voneinander in verschiedenen Regionen der Erde aus unterschiedlichen Homo erectus - Populationen X→ Hypothese unwahrscheinlich, da geringe genetische Unterschiede zwischen Menschen Vergleich Mensch übrige Menschenaffen übrige Menschenaffen meist vierbeinig Arme länger als Beine →größere Greifweite Körperhaltung/ Oberschenkel mit Wirbelsäule auf einer Schwerpunkt Wirbelsäule Schädelvolumen Hinterhauptsloch Mittig Schädelunterseite Augen Hände Linie → Schwerpunkt im Becken → Ermöglicht aufrechten Gang doppel-S-förmig Füße → Abfederung beim Laufen → Ausbalanciert, wichtig bei aufrechtem Gang ca. 1500 ml → größeres Gehirn, Faltung der Großhirnrinde →schnelle Entscheidungsfindung, Planungsfähigkeit größer, nach vorne verlagert → räumliches Sehen, bessere Orientierung, besseres Erkennen von Beutetieren Daumen lang, beweglich, opponierbar → Präzisionsgriff möglich gewölbter Lauffuß → Abfederung der Körperlast Oberschenkel gegen Wirbelsäule abgeknickt → Schwerpunkt vor Wirbelsäule gerade/bogenförmig hinterer Bereich des Schädels ca. 500 ml kleiner, innen liegend Daumen kurz, kaum opponierbar Greiffuß → zur Fortbewegung im Geäst Australopithecus africanus Alter: ca. 3,5-1,5 Mio Jahre Lebensraum: offene und halb offene Savannenlandschaft Nahrung: Pflanzen + Kleintiere Körper: aufrechter Gang?, Schädel vorspringend, fliehendes Kinn, geringes Hirnvolumen Kultur: - Australopithecus africanus 3,5 Mio Jahre 3 Mio Homo neanderthalensis Alter: ca. 230000-30000 Jahre Lebensraum: Europa, Vorderasien 2,5 Mio Homo habilis Homo habilis Alter: ca. 2,5-1,2 Mio Jahre Lebensraum: Savannen Nahrung: Pflanzen, Kleintiere, Aas Körper: Gehirnentwicklung (Eiweiß- gehalt der Nahrung); teilweise aufrechter Gang Kultur: Herstellung einfacher Stein- werkzeuge Nahrung Pflanzen, Beeren, Fisch, uvm. Körper: kompakt, kräftig Kultur: vielfältige + fein bearbeitete Werkzeuge; Pflege von alten/kranken Gruppenmitgliedern; vermutlich religiöse Vorstellungen Homo erectus 2 Mio 1,5 Mio Homo erectus Alter: ca. 2 Mio - 300 000 Jahre Lebensraum: Ostafrika, Súd-Ost-Asien, Europa Nahrung größere Säugetiere + Pflanzen Körper: Gehirnentwicklung (höherer Eiweiß- gehalt der Nahrung); aufrechter Gang; niedriges Schädeldach Kultur: Herstellung leistungsfähiger Stein- werzeuge + Waffen, Nutzung des Feuers; Erstmalig Auswanderung aus Afrika 4 Mio Homo sapiens Alter: ca. 150 000 Jahre - heute Lebensraum zunächst Afrika, dann Ausbreitung über die gesamte Erde 500.000 Nahrung: eiweißreich; Pflanzen + Tiere Körper: aufrechter Gang, großes Hirnvolumen Kultur: Herstellung von komplexen Werkzeugen, Kunstwerke: Sprechfähigkeit = Selektionsvorteil Homo neanderthalensis heute Homo sapiens