Biologie Klausur 12/2
1. Evolutionsforschung
- Evolution: stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen in Richtung einer besseren
Angepasstheit an die Umwelt
1.1 Vielfalt der Lebewesen
- Heute: ca. 1,4 Mio Tier- und 400.000 Pflanzenarten wissenschaftlich beschrieben àrezente
(heute existierende) Arten
- Im natürlichen System der Lebewesen sind Organismen entsprechend
stammesgeschichtlichen Verwandtschaft in hierarchisch geordnete Gruppen eingeteilt (vgl.
Carl von Linné, „binäre Nomenklatur“ SKOFGA, Zunahme: gemeinsame Merkmale d.
stammesgeschichtlichen Verwandtschaft)
- Fossilien: Überreste von Lebewesen aus früheren Epochen
1.2 Entwicklung des Evolutionsgedankens
- George Curvier (1769-1832)
• Begründer der Paläontologie (Wissenschaft von den Lebewesen des vergangenen
Erdzeitalters) und vergleichender Anatomie
• Ergänzte Systematik von Linné (Einleitung d. Tiere in 4 große Gruppen: Wirbeltiere,
Weichtiere, Strahlentiere, Gliedertiere)
• Konstanz der Arten (Arten können sich nicht verändern)
• Arten können aufgrund von Naturkatastrophen aussterben (à Katastrophentheorie)
- Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829)
à Schrittweise aktive Anpassung der Arten (Inkonstanz d. Arten)
• Grundsätze der Theorie:
§ Ständiger Gebrauch von Organen lässt diese größer/stärker werden; bei
Nichtgebrauch verkümmern sie
§ Erworbene Eigenschaften werden vererbt
§ Treibende Kraft ist ein „Vervollkommungstrieb“ (Streben nach Anpassung)
- Charles Darwin (1809-1882)
à passiver Artwandel durch Selektion (Inkonstanz d. Arten)
• Grundsätze der Selektionstheorie
§ Überproduktion: alle Lebewesen haben mehr Nachkommen, als für die
Erhaltung der Art notwendig sind
§ Variabilität: die Individuen einer Art unterscheiden sich geringfügig
§ Vererbung: viele der Unterschiede sind erblich
§ Konkurrenz: im Überlebenskampf/Konkurrenzkampf (struggle for life) haben
die verschiedenen Individuen ungleiche Chancen
§ Selektion (natürl. Auslese): die am besten an Umwelt angepassten
Individuen einer Art überleben und pflanzen sich fort (survival of the fittest)
§ Artwandel: vorteilhafte Eigenschaften werden vererbt und so immer
häufiger unter Individuen einer Art
- Artbegriffe
• Morphologischer Artbegriff: alle Lebenswesen, die untereinander und mit ihren
Nachkommen in wesentlichen Merkmalen übereinstimmen werden zu einer Art
zusammengefasst
àProblem: männl./weibl. Enten; Raupe -> Schmetterling; Polymophismus bei
jjjjErdbeerfröschen
• Biologischer Artbegriff: unter einer Art fasst man alle Lebewesen zusammen, die sich
miteinander kreuzen können und deren Nachkommen fertil sind
, • Population: Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit in einem
begrenzten Gebiet leben und sich untereinander fortpflanzen können
• Rasse: Populationen einer Art, die sich in einem/mehreren vererbbaren Merkmalen
unterscheidet (geringfügig!)
- Entstehung des Giraffenhalses Lamarck-Darwin:
• L
§ Kurzhalsige Urgiraffen mussten in Bodennähe Futter suchen
§ Durch Strecken wurden Hälse länger à Vererbung
§ Ständiges Strecken führte zum heutigen Langhals
• D
§ Urgiraffen mit versch. Langen Hälsen à Vererbung d. Unterschiede
§ Nahrungskonkurrenz à Selektion (Durchsetzung der Langhälse)
§ Ständiger Konkurrenzkampf à Überleben der Langhälse
1.3 Methoden zur Rekonstruktion der Stammesgeschichte
- Brückenformen (Mosaikformen)
• Definition: Arten, die sowohl Merkmale stammesgeschichtlich älteren als auch
jüngeren verwandtschaftlichen Gruppen in sich vereinen
• Bsp.: Urvogel Archaeopteryx
§ Reptilienmerkmale
• Bezahnter Kiefer
• Fingerendglieder frei, mit Krallen
• Kleines Brustbein ohne Kamm
• Schien- und Wadenbein nicht verwachsen
• Lange Schwanzwirbelsäule
§ Vogelmerkmale
• Vogelschädel
• Vogelarmskelett
• Mittelfußknochen zum Lauf verwachsen
• Greiffuß (1. Zehe nach hinten gerichtet)
• Federkleid
- Rudimente
• Definition: im Laufe der Evolution zurückgebildete Organe/Strukturen, die häufig
keine Funktion mehr erfüllen
• Bsp.: Reste des Beckengürtels bei Walen; Greifbeine des Pferdefußes
(zurückgebildete Mittelhand/Mittelfußknochen); Restkörperbehaarung beim
Menschen
- Atavismen
• Definition: Wenn bei Lebewesen Merkmale wieder auftreten, die bei den Vorfahren
vollentwickelt waren, aber im Laufe der Evolution reduziert/ganz abgebaut wurden
• Bsp.: Verlängerung des Griffelbeins mit Zehenknochen bei Pferden; Schwanzartig
verlängertes Steißbein/ extrem starke Körperbehaarung bei Menschen
- Homologien
• Homolog: Organe/Merkmale, die auf gemeinsamen Grundbauplan zurückgehen
àhomologe Organe sind ursprungsgleich, aber häufig nicht funktionsgleich
jjj.(divergente Entwicklung)
• Anatomie (Homologiekriterien):
§ Kriterium der Lage: Organe/Strukturen sind homolog, wenn sie in
vergleichbaren Gefügesystem gleiche Lage einnehmen
àExtremitäten-Skelett v. Säugetieren (Oberarmknochen, Elle u. Speiche,
jjjjHandwurzel-, Mittelhand-, Fingerknochen)
1. Evolutionsforschung
- Evolution: stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen in Richtung einer besseren
Angepasstheit an die Umwelt
1.1 Vielfalt der Lebewesen
- Heute: ca. 1,4 Mio Tier- und 400.000 Pflanzenarten wissenschaftlich beschrieben àrezente
(heute existierende) Arten
- Im natürlichen System der Lebewesen sind Organismen entsprechend
stammesgeschichtlichen Verwandtschaft in hierarchisch geordnete Gruppen eingeteilt (vgl.
Carl von Linné, „binäre Nomenklatur“ SKOFGA, Zunahme: gemeinsame Merkmale d.
stammesgeschichtlichen Verwandtschaft)
- Fossilien: Überreste von Lebewesen aus früheren Epochen
1.2 Entwicklung des Evolutionsgedankens
- George Curvier (1769-1832)
• Begründer der Paläontologie (Wissenschaft von den Lebewesen des vergangenen
Erdzeitalters) und vergleichender Anatomie
• Ergänzte Systematik von Linné (Einleitung d. Tiere in 4 große Gruppen: Wirbeltiere,
Weichtiere, Strahlentiere, Gliedertiere)
• Konstanz der Arten (Arten können sich nicht verändern)
• Arten können aufgrund von Naturkatastrophen aussterben (à Katastrophentheorie)
- Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829)
à Schrittweise aktive Anpassung der Arten (Inkonstanz d. Arten)
• Grundsätze der Theorie:
§ Ständiger Gebrauch von Organen lässt diese größer/stärker werden; bei
Nichtgebrauch verkümmern sie
§ Erworbene Eigenschaften werden vererbt
§ Treibende Kraft ist ein „Vervollkommungstrieb“ (Streben nach Anpassung)
- Charles Darwin (1809-1882)
à passiver Artwandel durch Selektion (Inkonstanz d. Arten)
• Grundsätze der Selektionstheorie
§ Überproduktion: alle Lebewesen haben mehr Nachkommen, als für die
Erhaltung der Art notwendig sind
§ Variabilität: die Individuen einer Art unterscheiden sich geringfügig
§ Vererbung: viele der Unterschiede sind erblich
§ Konkurrenz: im Überlebenskampf/Konkurrenzkampf (struggle for life) haben
die verschiedenen Individuen ungleiche Chancen
§ Selektion (natürl. Auslese): die am besten an Umwelt angepassten
Individuen einer Art überleben und pflanzen sich fort (survival of the fittest)
§ Artwandel: vorteilhafte Eigenschaften werden vererbt und so immer
häufiger unter Individuen einer Art
- Artbegriffe
• Morphologischer Artbegriff: alle Lebenswesen, die untereinander und mit ihren
Nachkommen in wesentlichen Merkmalen übereinstimmen werden zu einer Art
zusammengefasst
àProblem: männl./weibl. Enten; Raupe -> Schmetterling; Polymophismus bei
jjjjErdbeerfröschen
• Biologischer Artbegriff: unter einer Art fasst man alle Lebewesen zusammen, die sich
miteinander kreuzen können und deren Nachkommen fertil sind
, • Population: Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit in einem
begrenzten Gebiet leben und sich untereinander fortpflanzen können
• Rasse: Populationen einer Art, die sich in einem/mehreren vererbbaren Merkmalen
unterscheidet (geringfügig!)
- Entstehung des Giraffenhalses Lamarck-Darwin:
• L
§ Kurzhalsige Urgiraffen mussten in Bodennähe Futter suchen
§ Durch Strecken wurden Hälse länger à Vererbung
§ Ständiges Strecken führte zum heutigen Langhals
• D
§ Urgiraffen mit versch. Langen Hälsen à Vererbung d. Unterschiede
§ Nahrungskonkurrenz à Selektion (Durchsetzung der Langhälse)
§ Ständiger Konkurrenzkampf à Überleben der Langhälse
1.3 Methoden zur Rekonstruktion der Stammesgeschichte
- Brückenformen (Mosaikformen)
• Definition: Arten, die sowohl Merkmale stammesgeschichtlich älteren als auch
jüngeren verwandtschaftlichen Gruppen in sich vereinen
• Bsp.: Urvogel Archaeopteryx
§ Reptilienmerkmale
• Bezahnter Kiefer
• Fingerendglieder frei, mit Krallen
• Kleines Brustbein ohne Kamm
• Schien- und Wadenbein nicht verwachsen
• Lange Schwanzwirbelsäule
§ Vogelmerkmale
• Vogelschädel
• Vogelarmskelett
• Mittelfußknochen zum Lauf verwachsen
• Greiffuß (1. Zehe nach hinten gerichtet)
• Federkleid
- Rudimente
• Definition: im Laufe der Evolution zurückgebildete Organe/Strukturen, die häufig
keine Funktion mehr erfüllen
• Bsp.: Reste des Beckengürtels bei Walen; Greifbeine des Pferdefußes
(zurückgebildete Mittelhand/Mittelfußknochen); Restkörperbehaarung beim
Menschen
- Atavismen
• Definition: Wenn bei Lebewesen Merkmale wieder auftreten, die bei den Vorfahren
vollentwickelt waren, aber im Laufe der Evolution reduziert/ganz abgebaut wurden
• Bsp.: Verlängerung des Griffelbeins mit Zehenknochen bei Pferden; Schwanzartig
verlängertes Steißbein/ extrem starke Körperbehaarung bei Menschen
- Homologien
• Homolog: Organe/Merkmale, die auf gemeinsamen Grundbauplan zurückgehen
àhomologe Organe sind ursprungsgleich, aber häufig nicht funktionsgleich
jjj.(divergente Entwicklung)
• Anatomie (Homologiekriterien):
§ Kriterium der Lage: Organe/Strukturen sind homolog, wenn sie in
vergleichbaren Gefügesystem gleiche Lage einnehmen
àExtremitäten-Skelett v. Säugetieren (Oberarmknochen, Elle u. Speiche,
jjjjHandwurzel-, Mittelhand-, Fingerknochen)
