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Evolution Abi 2022

Evolution Abi 2022

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Darwin
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Reproduktion : Überproduktion von Nachkommen
Variation: Individuen einer Art unterscheiden sich untereinander grund

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Lernzettel Abi Darwin ● Reproduktion : Überproduktion von Nachkommen Variation: Individuen einer Art unterscheiden sich untereinander grundsätzlich in verschiedenen Merkmalen • Selektion: Natürliche Auslese durch zufällig bessere Anpassung Artwandel: Im laufe der Zeit die immer bessere Angepasstheit der Lebewesen einer Population zu einem Wandel der Arten führen ● ● ● Lamarck Survival of the fittest: Überleben derer, die am besten an die Umweltbedingungen angepasst sind Struggle for life: Wettbewerb um Lebenswichtige Ressourcen →Anpassung als passiver Prozess ● EVOLUTION Evolutionstheorien Deszendenztheorie Veränderung der Verhältnisse, verändert auch Bedürfnisse → jede beträchtliche und anhaltende Veränderung der Bedürfnisse macht andere Tätigkeiten nötig um neue Bedürfnisse zu befriedigen Vervollkommungstrieb • Je mehr ein Organ genutzt wird, desto größer/ausgeprägter wird es Umso weniger, desto kleiner → verschwindet irgendwann ganz → Anpassung als aktiver Prozess Alles was erworben wird, wird an nächste Generation weitergegeben, vorausgesetzt, dass Merkmal ist Homozygot bzw. wird so vererbt Å Synthetische Evolutionstheorie Basiert auf Darwins Theorie und wird durch Erkenntnisse aus der Genetik, Systematik und Ökologie erweitert Zusammensetzung im Genpool muss sich ändern, damit neue Arten entstehen Genpool (Gesamtheit aller Gene / Genvarianten) von Populationen verändern →Entstehung neuer Arten sowie die (genetische) Vielfalt innerhalb der Arten: Zentraler Bestandteil sind Mechanismen (Evolutionsfaktoren) ● Mutation: liefert verändertes genetisches Material erfolgt zufällig Rekombination: Neukombination der Gene auf unterschiedliche Weise; Entstehung neuer Genotypen und Phänotypen erfolgt zufällig → Mutation und Rekombination erzeugen genetische Variabilität Selektion: gerichtete Auslese („Filterung“) von Merkmalen der Individuen anhand ihrer Angepasstheit an die Umwelt Gendrift: Änderung der...

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Allelhäufigkeit im Genpool einer Population durch Zufallsereignisse wie Vulkanausbrüche oder Überschwemmungen ● • Isolation: Trennung einer Population in Teilpopulationen (z. B. durch einen Fluss)→ zwischen den Teilpopulationen ist keine Fortpflanzung mehr möglich • Bleibt die Trennung für längere Zeit bestehen, können so neue Arten entstehen (sympatrische (gleicher Lebensraum) und allopatrische (getrennte Lebensräume) Artbildung) Lernzettel Abi (Reproduktive) Fitness die Fähigkeit eines Organismus, seine Erbgrundlagen an die nachfolgende Generation weiterzugeben Fortpflanzungserfolg im Vergleich zu Artgenossen Anzahl der fortpflanzungsfähigen Nachkommen → Überlebensrate direkte (eigener Fortpflanzungserfolg) + indirekte (Fortpflanzungserfolg von Verwandten) → Gesamtfitness ● ● Selektion • Gerichtete Selektion Fitness nimmt mit Merkmalsausprägung stetig zu Varianz wird größer oder ab Mittelwerk der Merkmalsausprägung verschiebt sich in Richtung höherer Fitness Positiv: Höhere Fitness für stärkere Ausprägung des Merkmals ● • Stabilisierende Selektion ● ● ● Grundlagen evolutiver Veränderung ● Mittelwert bleibt gleich ● • Varianz wird kleiner Häufigste Form der Selektion ● • Negativ: Höhere Fitness für geringere Ausprägung des Merkmals Disruptive Selektion Merkmalsdurchschnitt zeigt ein Fitnessminimum ● Fitnessmaximum stimmt mit Merkmalsdurchschnitt überein ● stabilisierende Selektion phänotypisches Merkmal Selektion ● ● wird höher und schmaler Genetischer Drift Fitness lässt sich nicht vom Merkmal ableiten Änderungen des Merkmals sind unvorhersehbar Effekt ist stärker in kleinen Populationen Selektionstypen gerichtete Selektion ^ verschiebt sich in eine Richtung Höchste Fitness bei der Extremen Varianz wird größer Belege der Evolution „Belege aus der Paläontologie" Fossilien: erhalten gebliebene Reste oder Spuren ausgestorbener Lebewesen vergangener Erbzeitalter → werden heute lebenden, rezenten Organismen gegenüber gestellt Fossilien entstehen nur bei gestopptem/verlangsamten Verwesungsprozess → nur bei Sauerstoffausschluss Vergleich der Fossilien ist ein Beleg für den stetigen Wandel Weiterer Beleg: sie treten in der Erdgeschichte in systematischer Reihenfolge auf disruptive Selektion 2 Gipfel bilden sich. Stratigrafie: Entstehung und Abfolge verschiedener Gesteinsschichten → ermöglicht relative Altersbestimmung von Gesteinen und somit den in ihnen eingeschlossenen Fossilien → Weiter oben liegende Gesteinsschichten sind jünger ● • Leitfossilien: Fossilien die für bestimmte Gesteinsschichten charakteristisch sind und dort häufig vorkommen Findet man das gleiche Leitfossil in Sedimentgesteinen von verschiedenen Orten der Erde, so sind sie annähernd gleich alt Mosaikformen: Lebewesen mit Merkmalen unterschiedlicher Systematischer Gruppen in sich vereinigt Lernzettel Abi ● ● „Belege aus der vergleichenden Morphologie und Anatomie“ Übereinstimmungen im Knochenbau (hier Landwirbeltiere) (Oberarmknochen, zwei Unterarmknochen, Handwurzelknochen, Mittelhand und Fingerknochen) ● ● Homologie und Analogie Homologien: Merkmale, die Arten von verschiedenen Vorfahren geerbt haben → können sich in äußerer Form und Funktion unterscheiden, weisen aber den gleichen Grundbauplan auf Homologe Merkmale können sich durch Spezialisierung oder Funktionswechsel im Laufe der Evolution stark verändern ● ● ● • Katastrophentheorie: ● • Analoge Merkmale, die unterschiedliche Grundstrukturen aber vergleichbare Funktionen aufweisen, haben sich unabhängig voneinander in der Evolution entwickelt ● Es gab in der Erdgeschichte mehrfach globale Katastrophen, die zu einem Massenaussterben von Arten geführt haben Aktualismus: Für die Erklärung vergangener Ereignisse sollte man nur Ursachen annehmen, die auch in der Gegenwart zu beobachten sind ● Gesetz der Irreversibilität: eine ausgestorbene Art kann nicht erneut in der Erdgeschichte auftreten, ausgestorbene Merkmale nicht erneut ausgebildet werden 1) Kriterium der Lage: gleiche Lage innerhalb eines Gefügesystems, gleicher Grundbauplan, gleiche Anordnung 2) Kriterium der spezifischen Qualität: Übereinstimmung in zahlreichen Einzelheiten 3) Kriterium der Stetigkeit: Verbindung durch Zwischenformen ● ● Analogien: Merkmale die nicht auf nahe Verwandtschaft beruhen sondern auf eine über viele Generationen erfolgte Anpassung an ähnliche Lebensbedingungen Lebensbedingungen auseinander entwickelt Rudimente: Organe und Strukturen, die sich im Laufe der Evolution zurückbildeten, weil sie nicht gebraucht wurden Atavismen: Ausbildung der rudimentär zurück gebildeten Merkmale durch Reaktivierung der Gene „Belege aus der Molekularbiologie“ Molekulare Homologie: Alle Lebewesen bestehen aus den gleichen chemischen Stoffklassen, auch verschiedene Grundprozesse wie Zellatmung usw. sind bei verschiedenen Homologiekriterien: Konvergenz: Entwicklung analoger Merkmale Divergenz: Homologe Organe/Merkmale haben sich aufgrund der unterschiedlichen Organismusgruppen nahezu identisch → Belegt die Verwandtschaft aller heute existierenden Lebewesen Stärkste Stütze = genetischer Code ist universell (gilt also für Prokaryoten, eukaryotische Einzeller, Pflanzen und Tiere gleichermaßen) Universalhomologie Protein Cytochrom c kommt bei allen aeroben Organismen vor, spielt eine wichtige Rolle bei der Fotosynthese und der Atmungskette Beim Menschen umfasst die Primärstruktur 104 Aminosäuren → identisch mit der des Schimpansen, mit allen anderen Wirbeltieren im Durchschnitt 75% teils ist es möglich Verwandtschaftsgrade von längst ausgestorbenen Arten zu analysieren Lernzettel Abi Untersuchung von Sequenzunterschieden lässt sich zur Erstellung von Stammbäumen nutzen Kleine Sequenzunterschiede → Arten haben sich erst spät in der Evolution voneinander getrennt Große Sequenzunterschiede → Trennung der Entwicklungslinien erfolgte vor langer Zeit ● • Man geht von gleichbleibender Geschwindigkeit bei der Veränderung von Aminosäuren aus Molekulare Uhr: bestimmte Merkmale unterscheiden sich in elf bis zwölf Positionen 11 ● ● →z.B. Landwirbeltiere haben in der Embryonalentwicklung Kiemenbögen, durchlaufen aber kein vollständiges Fischstadium DNA-DNA-Hybridisierung: DNA-Einzelstränge verschiedener Arten werden hybridisiert bilden umso stabilere Hybrid-Doppelstränge, wenn sie nah verwandt sind Heutzutage DNA-Sequenzanalyse zum Vergleich von Genen oder Genomen Homöobox-Gene: Gene, die in Clustern liegen, die für die Organstruktur bzw. Ausbildung von Körpersegmenten zuständig sind → bei allen Vielzellern gefunden (bei Säugetieren weniger als 14 Cluster) Belege aus der Entwicklungsbiologie" Biogenetisches Grundgesetz: Individualentwicklung (Ontogenese) ist eine unvollständige und schnelle Rekapitulation der Stammesentwicklung, der Phylogenese Gilt nur mit Entwicklungseinschränkungen, deswegen eher Biogenetische Regel Hardy-Weinberg-Regel ● ● mtDNA ● p^2+2pq+q^2=1 beschreibt die Verteilung der Allele aus dem Genpool in einer idealen Population →kein Selektionsdruck, keine Mutationen, alle die gleiche reproduktive Fitness, Panmixie, keine Evolution, keine Zufalssschwankungen Artbegriff Art und Artbildung Definition Fruchtfliege ncDNA ist die DNA im Zellkern mtDNA ist die ringförmige DNA in den Mitochondrien Maternale (mütterliche) Vererbung mutiert mit einer konstanten Rate → genaue zeitliche Angabe der Verwandtschaft von Volksstämmen Lab Pb Morphologischer Arten sind Gruppen von Organismen, die Artbegriff sich anhand morphologischer Strukturen, also Formen und Strukturen, voneinander unterscheiden lassen. (Aussehen) Was ist eine Art? Die Art, auch Spezies oder Species genannt, ist in der Biologie die Grundeinheit der biologischen Systematik → jede biologische Art ist ein Resultat der Artbildung Probleme Maus- embryo HHH 1 2 3 4 5 6 mome HA Dtd Scr Antp Ubx Abd-A Abd-B HHT 7 8 9 Morphologische Arten sind oft eine Mischung äußerlich schwer unterscheidbarer, sog. kryptischer Arten (versteckte Arten). Lernzettel Abi Artbegriff Biologischer Artbegriff ● Phylogenetischer Artbegriff Definition ● Eine Art ist eine Gruppe von Individuen, die sich (tatsächlich oder potentiell) untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen miteinander zeugen können, wobei die Gruppe reproduktiv von anderen solchen Gruppen isoliert ist. ● Eine Art ist die gesamte Gruppe von Individuen und Populationen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgeführt werden kann- Ringart/Rassenkreis: Mehrere Populationen, die sich deutlich voneinander unterscheiden lassen, bei denen benachbarte Individuen sich kreuzen/Gene austauschen können, nicht- benachbarte Populationen jedoch nicht allopatrische Artbildung Entstehung zweier oder mehrerer neuer Arten aus einer Ursprungsart. Dabei werden Lebewesen der Ursprungsart räumlich voneinander getrennt gr. allos = anders, lat. patria = Heimat Probleme Dadurch entwickeln sich die Teilpopulationen unabhängig voneinander weiter (Mutation, Selektion) Im Laufe der Zeit unterscheiden sich die beiden Teilpopulationen so deutlich voneinander, dass sie sich nicht mehr untereinander fortpflanzen können bzw. keine fruchtbaren Nachkommen mehr zeugen können (Reproduktive Isolation) → Zwei neue Arten haben sich gebildet Berücksichtigt nicht, dass Individuen keine Fortpflanzungsgemeinschaft mit vorgegangenen oder späteren Generationen bilden können. Ursprungs- population Wie definiert man diesen Zeitraum? Wie weit zurück darf der letzte gemeinsame Vorfahr gelebt haben? Wie bekommt man diese Informationen aus der Vergangenheit? Was ist mit dem Gentransfer zwischen Nicht-Verwandten, der bei Bakterien oft auftritt? mindestens zwei Teilpopulationen einer Ausgangsart werden räumlich voneinander getrennt (Geographische Isolation → Separation) Allopatrische Artbildung Geographische Isolation 2711 All Mutation & Selektion Allopatrische Artbildung ohne Unterbrechung des Genflusses: Starker Selektionsdruck: Einzelne Lebewesen passen sich anders an sich ändernde Lebensbedingungen (Beispiel: Kälte, mehr Niederschlag) an als andere 11 Reproduktive Isolation Sympatrische Artbildung Bei der sympatrischen Artbildung entsteht eine neue Art im selben Verbreitungsgebiet, in dem auch die ursprüngliche Art lebt gr, sym= zusammen Spezialisierung / Entziehung innerartlicher Konkurrenz (intraspezifisch): Einige Individuen suchen sich andere Nahrungsquellen (Beispiel: Harte statt weiche Samen) oder andere Nistplätze (Beispiel: Am Boden statt auf den Bäumen) Ethologische Isolation: Einige Individuen zeigen andere Verhaltensweisen (Beispiel: Unterschiedliches Paarungsverhalten) Polyploidisierung: neue Art entsteht durch eine plötzliche Vervielfältigung des Chromosomensatzes (reproduktive Isolation)

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Lernzettel Abi Darwin ● Reproduktion : Überproduktion von Nachkommen Variation: Individuen einer Art unterscheiden sich untereinander grundsätzlich in verschiedenen Merkmalen • Selektion: Natürliche Auslese durch zufällig bessere Anpassung Artwandel: Im laufe der Zeit die immer bessere Angepasstheit der Lebewesen einer Population zu einem Wandel der Arten führen ● ● ● Lamarck Survival of the fittest: Überleben derer, die am besten an die Umweltbedingungen angepasst sind Struggle for life: Wettbewerb um Lebenswichtige Ressourcen →Anpassung als passiver Prozess ● EVOLUTION Evolutionstheorien Deszendenztheorie Veränderung der Verhältnisse, verändert auch Bedürfnisse → jede beträchtliche und anhaltende Veränderung der Bedürfnisse macht andere Tätigkeiten nötig um neue Bedürfnisse zu befriedigen Vervollkommungstrieb • Je mehr ein Organ genutzt wird, desto größer/ausgeprägter wird es Umso weniger, desto kleiner → verschwindet irgendwann ganz → Anpassung als aktiver Prozess Alles was erworben wird, wird an nächste Generation weitergegeben, vorausgesetzt, dass Merkmal ist Homozygot bzw. wird so vererbt Å Synthetische Evolutionstheorie Basiert auf Darwins Theorie und wird durch Erkenntnisse aus der Genetik, Systematik und Ökologie erweitert Zusammensetzung im Genpool muss sich ändern, damit neue Arten entstehen Genpool (Gesamtheit aller Gene / Genvarianten) von Populationen verändern →Entstehung neuer Arten sowie die (genetische) Vielfalt innerhalb der Arten: Zentraler Bestandteil sind Mechanismen (Evolutionsfaktoren) ● Mutation: liefert verändertes genetisches Material erfolgt zufällig Rekombination: Neukombination der Gene auf unterschiedliche Weise; Entstehung neuer Genotypen und Phänotypen erfolgt zufällig → Mutation und Rekombination erzeugen genetische Variabilität Selektion: gerichtete Auslese („Filterung“) von Merkmalen der Individuen anhand ihrer Angepasstheit an die Umwelt Gendrift: Änderung der...

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Allelhäufigkeit im Genpool einer Population durch Zufallsereignisse wie Vulkanausbrüche oder Überschwemmungen ● • Isolation: Trennung einer Population in Teilpopulationen (z. B. durch einen Fluss)→ zwischen den Teilpopulationen ist keine Fortpflanzung mehr möglich • Bleibt die Trennung für längere Zeit bestehen, können so neue Arten entstehen (sympatrische (gleicher Lebensraum) und allopatrische (getrennte Lebensräume) Artbildung) Lernzettel Abi (Reproduktive) Fitness die Fähigkeit eines Organismus, seine Erbgrundlagen an die nachfolgende Generation weiterzugeben Fortpflanzungserfolg im Vergleich zu Artgenossen Anzahl der fortpflanzungsfähigen Nachkommen → Überlebensrate direkte (eigener Fortpflanzungserfolg) + indirekte (Fortpflanzungserfolg von Verwandten) → Gesamtfitness ● ● Selektion • Gerichtete Selektion Fitness nimmt mit Merkmalsausprägung stetig zu Varianz wird größer oder ab Mittelwerk der Merkmalsausprägung verschiebt sich in Richtung höherer Fitness Positiv: Höhere Fitness für stärkere Ausprägung des Merkmals ● • Stabilisierende Selektion ● ● ● Grundlagen evolutiver Veränderung ● Mittelwert bleibt gleich ● • Varianz wird kleiner Häufigste Form der Selektion ● • Negativ: Höhere Fitness für geringere Ausprägung des Merkmals Disruptive Selektion Merkmalsdurchschnitt zeigt ein Fitnessminimum ● Fitnessmaximum stimmt mit Merkmalsdurchschnitt überein ● stabilisierende Selektion phänotypisches Merkmal Selektion ● ● wird höher und schmaler Genetischer Drift Fitness lässt sich nicht vom Merkmal ableiten Änderungen des Merkmals sind unvorhersehbar Effekt ist stärker in kleinen Populationen Selektionstypen gerichtete Selektion ^ verschiebt sich in eine Richtung Höchste Fitness bei der Extremen Varianz wird größer Belege der Evolution „Belege aus der Paläontologie" Fossilien: erhalten gebliebene Reste oder Spuren ausgestorbener Lebewesen vergangener Erbzeitalter → werden heute lebenden, rezenten Organismen gegenüber gestellt Fossilien entstehen nur bei gestopptem/verlangsamten Verwesungsprozess → nur bei Sauerstoffausschluss Vergleich der Fossilien ist ein Beleg für den stetigen Wandel Weiterer Beleg: sie treten in der Erdgeschichte in systematischer Reihenfolge auf disruptive Selektion 2 Gipfel bilden sich. Stratigrafie: Entstehung und Abfolge verschiedener Gesteinsschichten → ermöglicht relative Altersbestimmung von Gesteinen und somit den in ihnen eingeschlossenen Fossilien → Weiter oben liegende Gesteinsschichten sind jünger ● • Leitfossilien: Fossilien die für bestimmte Gesteinsschichten charakteristisch sind und dort häufig vorkommen Findet man das gleiche Leitfossil in Sedimentgesteinen von verschiedenen Orten der Erde, so sind sie annähernd gleich alt Mosaikformen: Lebewesen mit Merkmalen unterschiedlicher Systematischer Gruppen in sich vereinigt Lernzettel Abi ● ● „Belege aus der vergleichenden Morphologie und Anatomie“ Übereinstimmungen im Knochenbau (hier Landwirbeltiere) (Oberarmknochen, zwei Unterarmknochen, Handwurzelknochen, Mittelhand und Fingerknochen) ● ● Homologie und Analogie Homologien: Merkmale, die Arten von verschiedenen Vorfahren geerbt haben → können sich in äußerer Form und Funktion unterscheiden, weisen aber den gleichen Grundbauplan auf Homologe Merkmale können sich durch Spezialisierung oder Funktionswechsel im Laufe der Evolution stark verändern ● ● ● • Katastrophentheorie: ● • Analoge Merkmale, die unterschiedliche Grundstrukturen aber vergleichbare Funktionen aufweisen, haben sich unabhängig voneinander in der Evolution entwickelt ● Es gab in der Erdgeschichte mehrfach globale Katastrophen, die zu einem Massenaussterben von Arten geführt haben Aktualismus: Für die Erklärung vergangener Ereignisse sollte man nur Ursachen annehmen, die auch in der Gegenwart zu beobachten sind ● Gesetz der Irreversibilität: eine ausgestorbene Art kann nicht erneut in der Erdgeschichte auftreten, ausgestorbene Merkmale nicht erneut ausgebildet werden 1) Kriterium der Lage: gleiche Lage innerhalb eines Gefügesystems, gleicher Grundbauplan, gleiche Anordnung 2) Kriterium der spezifischen Qualität: Übereinstimmung in zahlreichen Einzelheiten 3) Kriterium der Stetigkeit: Verbindung durch Zwischenformen ● ● Analogien: Merkmale die nicht auf nahe Verwandtschaft beruhen sondern auf eine über viele Generationen erfolgte Anpassung an ähnliche Lebensbedingungen Lebensbedingungen auseinander entwickelt Rudimente: Organe und Strukturen, die sich im Laufe der Evolution zurückbildeten, weil sie nicht gebraucht wurden Atavismen: Ausbildung der rudimentär zurück gebildeten Merkmale durch Reaktivierung der Gene „Belege aus der Molekularbiologie“ Molekulare Homologie: Alle Lebewesen bestehen aus den gleichen chemischen Stoffklassen, auch verschiedene Grundprozesse wie Zellatmung usw. sind bei verschiedenen Homologiekriterien: Konvergenz: Entwicklung analoger Merkmale Divergenz: Homologe Organe/Merkmale haben sich aufgrund der unterschiedlichen Organismusgruppen nahezu identisch → Belegt die Verwandtschaft aller heute existierenden Lebewesen Stärkste Stütze = genetischer Code ist universell (gilt also für Prokaryoten, eukaryotische Einzeller, Pflanzen und Tiere gleichermaßen) Universalhomologie Protein Cytochrom c kommt bei allen aeroben Organismen vor, spielt eine wichtige Rolle bei der Fotosynthese und der Atmungskette Beim Menschen umfasst die Primärstruktur 104 Aminosäuren → identisch mit der des Schimpansen, mit allen anderen Wirbeltieren im Durchschnitt 75% teils ist es möglich Verwandtschaftsgrade von längst ausgestorbenen Arten zu analysieren Lernzettel Abi Untersuchung von Sequenzunterschieden lässt sich zur Erstellung von Stammbäumen nutzen Kleine Sequenzunterschiede → Arten haben sich erst spät in der Evolution voneinander getrennt Große Sequenzunterschiede → Trennung der Entwicklungslinien erfolgte vor langer Zeit ● • Man geht von gleichbleibender Geschwindigkeit bei der Veränderung von Aminosäuren aus Molekulare Uhr: bestimmte Merkmale unterscheiden sich in elf bis zwölf Positionen 11 ● ● →z.B. Landwirbeltiere haben in der Embryonalentwicklung Kiemenbögen, durchlaufen aber kein vollständiges Fischstadium DNA-DNA-Hybridisierung: DNA-Einzelstränge verschiedener Arten werden hybridisiert bilden umso stabilere Hybrid-Doppelstränge, wenn sie nah verwandt sind Heutzutage DNA-Sequenzanalyse zum Vergleich von Genen oder Genomen Homöobox-Gene: Gene, die in Clustern liegen, die für die Organstruktur bzw. Ausbildung von Körpersegmenten zuständig sind → bei allen Vielzellern gefunden (bei Säugetieren weniger als 14 Cluster) Belege aus der Entwicklungsbiologie" Biogenetisches Grundgesetz: Individualentwicklung (Ontogenese) ist eine unvollständige und schnelle Rekapitulation der Stammesentwicklung, der Phylogenese Gilt nur mit Entwicklungseinschränkungen, deswegen eher Biogenetische Regel Hardy-Weinberg-Regel ● ● mtDNA ● p^2+2pq+q^2=1 beschreibt die Verteilung der Allele aus dem Genpool in einer idealen Population →kein Selektionsdruck, keine Mutationen, alle die gleiche reproduktive Fitness, Panmixie, keine Evolution, keine Zufalssschwankungen Artbegriff Art und Artbildung Definition Fruchtfliege ncDNA ist die DNA im Zellkern mtDNA ist die ringförmige DNA in den Mitochondrien Maternale (mütterliche) Vererbung mutiert mit einer konstanten Rate → genaue zeitliche Angabe der Verwandtschaft von Volksstämmen Lab Pb Morphologischer Arten sind Gruppen von Organismen, die Artbegriff sich anhand morphologischer Strukturen, also Formen und Strukturen, voneinander unterscheiden lassen. (Aussehen) Was ist eine Art? Die Art, auch Spezies oder Species genannt, ist in der Biologie die Grundeinheit der biologischen Systematik → jede biologische Art ist ein Resultat der Artbildung Probleme Maus- embryo HHH 1 2 3 4 5 6 mome HA Dtd Scr Antp Ubx Abd-A Abd-B HHT 7 8 9 Morphologische Arten sind oft eine Mischung äußerlich schwer unterscheidbarer, sog. kryptischer Arten (versteckte Arten). Lernzettel Abi Artbegriff Biologischer Artbegriff ● Phylogenetischer Artbegriff Definition ● Eine Art ist eine Gruppe von Individuen, die sich (tatsächlich oder potentiell) untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen miteinander zeugen können, wobei die Gruppe reproduktiv von anderen solchen Gruppen isoliert ist. ● Eine Art ist die gesamte Gruppe von Individuen und Populationen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgeführt werden kann- Ringart/Rassenkreis: Mehrere Populationen, die sich deutlich voneinander unterscheiden lassen, bei denen benachbarte Individuen sich kreuzen/Gene austauschen können, nicht- benachbarte Populationen jedoch nicht allopatrische Artbildung Entstehung zweier oder mehrerer neuer Arten aus einer Ursprungsart. Dabei werden Lebewesen der Ursprungsart räumlich voneinander getrennt gr. allos = anders, lat. patria = Heimat Probleme Dadurch entwickeln sich die Teilpopulationen unabhängig voneinander weiter (Mutation, Selektion) Im Laufe der Zeit unterscheiden sich die beiden Teilpopulationen so deutlich voneinander, dass sie sich nicht mehr untereinander fortpflanzen können bzw. keine fruchtbaren Nachkommen mehr zeugen können (Reproduktive Isolation) → Zwei neue Arten haben sich gebildet Berücksichtigt nicht, dass Individuen keine Fortpflanzungsgemeinschaft mit vorgegangenen oder späteren Generationen bilden können. Ursprungs- population Wie definiert man diesen Zeitraum? Wie weit zurück darf der letzte gemeinsame Vorfahr gelebt haben? Wie bekommt man diese Informationen aus der Vergangenheit? Was ist mit dem Gentransfer zwischen Nicht-Verwandten, der bei Bakterien oft auftritt? mindestens zwei Teilpopulationen einer Ausgangsart werden räumlich voneinander getrennt (Geographische Isolation → Separation) Allopatrische Artbildung Geographische Isolation 2711 All Mutation & Selektion Allopatrische Artbildung ohne Unterbrechung des Genflusses: Starker Selektionsdruck: Einzelne Lebewesen passen sich anders an sich ändernde Lebensbedingungen (Beispiel: Kälte, mehr Niederschlag) an als andere 11 Reproduktive Isolation Sympatrische Artbildung Bei der sympatrischen Artbildung entsteht eine neue Art im selben Verbreitungsgebiet, in dem auch die ursprüngliche Art lebt gr, sym= zusammen Spezialisierung / Entziehung innerartlicher Konkurrenz (intraspezifisch): Einige Individuen suchen sich andere Nahrungsquellen (Beispiel: Harte statt weiche Samen) oder andere Nistplätze (Beispiel: Am Boden statt auf den Bäumen) Ethologische Isolation: Einige Individuen zeigen andere Verhaltensweisen (Beispiel: Unterschiedliches Paarungsverhalten) Polyploidisierung: neue Art entsteht durch eine plötzliche Vervielfältigung des Chromosomensatzes (reproduktive Isolation)