Biologie 12/1 Gymnasium Bayern Zusammenfassung PDF

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Summary

Zusammenfassung über Evolution ...

Description

• Evolution = stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen • Genbestand einer Art ändert sich in der Generationenfolge so, dass der Träger jeweils optimal an seine ökologische Nische angepasst ist Population = Gruppe von Individuen derselben Art, die ein bestimmtes geografisches Gebiet bewohnen, sich untereinander fortpflanzen und über mehrere Generationen genetisch verbunden sind

• Gesamtheit aller Individuen, die in ihren wesentlichen Merkmalen untereinander übereinstimmen

• Individuen, die sich untereinander fortpflanzen können und fruchtbare Nachkommen erzeugen

1. Übe Überpr rpr rproduk oduk odukti ti tio on von Nachkommen bei einer Population 2. Nahrungsangebot und Lebensraum begrenzt 3. Lebewesen konkurrieren: Kamp Kampff um d das as Dase Dasein in (struggle for life) 4. Var Variabi iabi iabilit lit lität ät bei Individuen einer Population 5. Die am besten Angepassten überleben und pflanzen sich fort: nat natürl ürl ürliche iche Se Sele le lekt kt ktion ion erblich blich bedingt 6. Selektierte Merkmale sind er 7. Evolu volution tion dur durch ch nat atürli ürli ürliche che Se Selek lek lekti ti tion on über viele Generationen hinweg

• geht von Darwin aus genet net netisc isc ische he Var Variabili iabili iabilität tät (Mutation, Rekombination) und Gendr Gendrift ift • ge Selekt kt ktion ion • verschiedene Selektionsformen und Selektionsfaktoren → Sele • Isolation (geografisch, ökologisch) und sexuelle Selektion (reproduktiv) → Art Artbild bild bildu ung • Ge Geneti neti netik, k, Ök Ökologie ologie u und nd Ev Evol ol oluti uti ution on

• Genpool einer Population ändert sich durch Mutation und Rekombination utatione ione ionen n (von Genen, Chromosomen, Chromosomensätzen) • Mutat - neutrale (keine Auswirkung auf Phänotyp), negative (schädliche), positive - somatische Mutationen: kein Evolutionspotential - Keimbahnmutationen: können vererbt werden • Genpool der Population erhält neue Allele • Mutation zufällig und ungerichtet Rekom • Rekom kombi bi binat nat nation ion von Genen durch sexuelle Prozesse während Meiose - interchromosomale Rekombination: Zufallsverteilung der homologen Chromosomen auf haploide Geschlechtszellen - intrachromosomale Rekombination: crossing over • vorhandene DNA wird gemischt und neu verteilt → Entstehung von genetischer Variation •Selektion, höhere Überlebenschancen für besser angepasste Varianten → höhere Chance zur Fortpflanzung • Nachkommen mit ähnlichen Merkmalen → Veränderter Genpool einer Population

Sexuel xuel xuelle le Sel Selekt ekt ektion ion ion: Auswahl eines Sexualpartners anhand von bestimmten Merkmalen • Se Selekt lekt lektion ion d du urch FFre re ressfei ssfei ssfeinde nde (Räuber-Beute-Beziehung) • Se - Mimese: Nachahmung der Umweltumgebung durch Adaptierung von Farbe und Gestalt - Mimikry: Nachahmung der Signale eines wehrhaften oder ungenießbaren Tieres durch harmlose Tiere (Scheinwarntracht), Fressfeinde haben den Eindruck, harmloses Tier sei gefährlich • Se Selekt lekt lektion ion d du urch ar artv tv tver er erschi schi schiede ede edene ne Konk Konku urr rrent ent enten en (zwei Arten beanspruchen dieselben Umweltfaktoren) • Se Sellektio ektion nd dur ur urch ch Kra Krankhe nkhe nkheit it itser ser serre re rege ge gerr o oder der PPara ara arasit sit siten en

• Temperatur (Beispiel: Maulwurf) → weniger Nahrung, geringere Körpergröße als Vorteil - Bergmann’sche Regel: Vertreter einer Tiergruppe in kalten Regionen größer als in warmen - Allen’sche Regel: Körperanhänge vergleichbarer Tierarten in kälteren Regionen kleiner • Wind (flugunfähige Insekten werden nicht weggeweht) • Weitere: Licht, Wasserversorgung, Salzgehalt im Wasser, Bodenverhältnisse, Gifte → Selektion = natürliche Auslese durch verschiedene Umweltfaktoren, Selektionsdruck, Selektion wirkt auf Phänotyp des Population ein, Genpool wird verändert (Voraussetzung für Evolution)

geric ric richtet htet htete e Sel Selektio ektio ektion n: Merkmalsverschiebung in eine Richtung (Folgen von Umweltveränderungen) • ge • stabil stabilisie isie isiere re ren nde Sel Selek ek ektio tio tion n: Individuen, die vom Durchschnitt abweichen haben Selektionsnachteil • disr disrupt upt uptive ive Se Sele le lekt kt ktion ion ion: Extremtypen eines Merkmalsspektrums haben Selektionsvorteil, Durchschnitt hat Nachteil - frequenzabhängige Selektion bei schwankender Anzahl - langfristig bildet sich ein Gleichgewicht: balancierter Polymorphismus → mehrfache disruptive Selektion → adaptive Radiation (Artbildung) sexuel xuel xuelle le Sel Selekt ekt ektion ion ion: individuell unterschiedlicher Erfolg zum Zugang zu Sexualpartner (Aussehen und • se Verhalten)

• geografische Separation von mindestens zwei Teilpopulationen - durch Kontinentaldrift, Gebirgsbildung, Klimawandel, zufällige Isolation • kein Genfluss (Austausch von Allelen) mehr zwischen beide Populationen möglich • Teilpopulationen entwickeln sich in verschiedene Richtungen (Selektionsfaktoren wirken anders) • Artbildung nach dem biologischen Begriff → genetische Separation (Auftrennung des Genpools) • Folge: reproduktive Isolation, aus einer Art wurden zwei

• Entstehung einer neuen Art im Gebiet der Ursprungsart • ökologische Isolation: Individuen besetzen unterschiedliche ökologische Nischen • Fortpflanzungsfähigkeit muss durch zusätzliche Merkmalsänderung eingeschränkt werden • Polyploidie durch Mutation (Pflanzen)

• zufällige, nicht durch Selektion bewirkte Änderung der Zusammensetzung des Genpools • Veränderung der Allelfrequenzen in einer Population aufgrund zufälliger Ereignisse

• verschiedene Allelfrequenz zwischen Ausgangspopulation und Gründerpopulation • Gründer tragen mutante oder ursprünglich seltene Allele mit höherer Wahrscheinlichkeit • Gründerpopulation hat andere Allelzusammensetzung als Ausgangspopulation (Bedingung: Isolation von der Ausgangspopulation, damit kein Genfluss möglich ist)

• starke Reduzierung der genetischen Variabilität durch Sterben vom Großteil einer Population → genetische Verarmung, zufällige Auswahl der Individuen • Gendrift als wichtiger Faktor für Artbildung

• wiederholte Aufspaltung einer Ursprungsart in viele neue Arten durch - geografische Seperation - Besetzung neuer ökologischer Nischen • Gründerpopulation besiedelt neuen Lebensraum • Voraussetzung: neuer Lebensraum hat viele unbesetzte ökologische Nischen

• Unterbindung der Paarung zwischen Individuen einer Population (Genaustausch nicht mehr möglich) • aus einer Stammpopulation werden zwei Tochterpopulationen • jede Population hat isolierten Genpool und schlägt eigenen evolutiven Weg ein • Isolationsmechanismen verhindern Genaustausch mit anderen Arten Prä Präzygo zygo zygoti ti tische sche Bar Barrrier ieren en • geografische Isolation:

Populationen leben in verschiedenen Lebensräumen

• ethologische Isolation:

keine sexuelle Anziehung zwischen Männchen und Weibchen

• Zeitliche Isolation:

Paarung erfolgt zu verschiedenen Jahres-/Tageszeiten

• Mechanische Isolation:

Unterschiede im Bau der Geschlechtsorgane

• Gametische Isolation:

molekulare Erkennunsgmechanismen artfremder Gameten von Männchen und Weibchen passen nicht zueinander

Post Postzygot zygot zygotis is ische che Barr Barrie ie ieren ren • Bastardsterblichkeit: Hybridzygoten entwickeln sich nicht/erreichen nicht die Geschlechtsreife • Bastardsterilität: Hybriden produzieren keine funktionsfähigen Gameten • Bastardzusammenbruch: Nachkommen der Hybriden nur eingeschränkt lebensfähig oder fruchtbar

• Merkmale, die nur unvollständig ausgeprägt sind oder keine Funktion mehr besitzen • Organe entwickelten sich zurück, da sie keinen Evolutionsvorteil mehr boten (Beispiele: Steißbein beim Menschen, Wurmfortsatz)

• zufälliges Auftreten eines Merkmals, das im Laufe der Stammesgeschichte schon mal vorhanden war, aber im Laufe der Evolution phänotypisch verloren ging • Gene von früheren Merkmalen weiter im Genotyp vorhanden • Wiederauftreten durch z.B. Mutationen (Beispiel: Ganzkörperbehaarung, dritte Brustwarze, verlängerte Schwanzwirbelsäule)

• evolutionärer Prozess der wechselseitigen Anpassung zweier stark interagierender Arten aufeinander, der sich in der Stammesgeschichte beider Arten erstreckt Ko Koev ev evolut olut olutio io ion n vvon on Bl Blütenpfl ütenpfl ütenpflanz anz anzen en u und nd best bestääuben ubende de den n IInsekt nsekt nsekten en • Symbiose von Bestäuber und Pflanze • Angepasstheiten der Pflanze (Duft, Form, Nektar/Pollen, Färbung) • Angepasstheiten der Bestäuber (Mundwerkzeuge, Sinnesorgane, Verhalten) Koevol Koevoluti uti utio on von Par Parasit asit un und d Wirt • Angepasstheit von Wirt und Parasit → Parasit profitiert, ohne den Wirt unnötig zu schaden/vernichten Koevol Koevoluti uti ution on von Räu Räube be berr und Be Beute ute • Räuber und Beute bilden Jagd- und Abwehrmechanismen aus → Gleichgewicht zwischen Räuber und Beute Vorteile wechselseitiger Anpassung • Spezifität • minimaler Energie- bzw. Materialaufwand • engere Einnischung und höhere Diversität • Ökosysteme mit hoher Artdiversität sind stabiler • geringe Konkurrenz Nachteile wechselseitiger Anpassung • immer komplexere Beziehungsgefüge • zu enge Abhängigkeit führt zu Empfindlichkeit gegen äußere Störungen • Gefährdung einer der beiden Arten führt zu Störung des ganzen Systems

• Organismen, die sowohl Me Merk rk rkmal mal male ed der er phy phyloge loge logenet net netisc isc isch h älte ältere re ren nw wie ie d der er jün jünge ge gere re ren nG Grup rup ruppe pe aufw ufweise eise eisen n • Tier vereint Merkmale zweier unterschiedlicher Tiergruppen • Mosaik ursprünglicher und abgewandelter Merkmale → widerlegt Artkonstanz Archae chae chaeopt opt opter er eryx yx yx: Brückentier zwischen Reptilien und Vögeln • Ar - Reptilienmerkmale: kleines einfaches Gehirn, Kegelzähne, lange Schwanzwirbelsäule, freie Finger- und Mittelhandknochen, Krallen - Vogelmerkmale: Vogelschädel mit großen Augen, Flügel, Federn, Vogelbeine und Füße, Mittelfußknochen bildet den Lauf

• Ähnlichkeit biologischer Strukturen bei verschiedenen Lebewesen aufgrund übereinstimmender DNA Kriteriu eriu erium m de derr La Lage ge ge: homolog, wenn sie im vergleichbaren Gefügesystem die gleiche Lage einnehmen - Krit - Krit Kriteriu eriu erium m de derr spe spezifi zifi zifisc sc sche he hen nQ Quali uali ualität tät tät: homolog, wenn sie in besonderen Einzelheiten ihres Aufbaus übereinstimmen Kriteriu eriu erium m de derr St Stet et etigke igke igkeit it it: homolog, wenn eine Reihe von Zwischenformen bekannt ist, bei denen ein - Krit Übergang von einer Struktur zur anderen erkennbar ist

• Funktionsähnlichkeit biologischer Strukturen bei verschiedenen Arten • Übereinstimmung nur oberflächlich, im Detail zahlreiche Unterschiede • Ähnlichkeit aufgrund vergleichbarem Selektionsdruck → konvergente Entwicklung

• Kr Kriter iter iterium ium de derr Lage Lage: Abfolge einzelner Verhaltenselemente stimmt in längerer Handlungskette überein • Kr Kriter iter iterium ium de derr spez spezifisc ifisc ifische he hen n Qu Qualit alit alität ät ät: Verhalten ausreichend komplex und übereinstimmend in einzelnen Bestandteilen • Kr Kriter iter iterium ium de derr Ste Stetigke tigke tigkeit it it: Verhaltensweisen lassen sich durch Zwischenformen verbinden • Rudimente Verhaltenshomologien, z.B. Greif-Reflex beim Säugling sowie beim Affen • Verhaltensweisen können auch von anderen Arten erlernt sein • Verhaltensanalogien durch Konvergenz

• DNA zweiter Arten wird getrennt fragmentiert • wird erhitzt bis Wasserstoffbrückenbindungen brechen • komplementäre Stränge trennen sich • Einzelstränge der verschiedenen Arten werden wieder zusammengelegt • komplementäre Sequenzen lagern sich zu Hybrid-Doppelsträngen zusammen • je ähnlicher die DNA der beiden Arten, desto mehr Wasserstoffbrückenbindungen bilden sich und desto höher muss Schmelztemperatur beim erneuten Vereinzeln der Stränge sein • Schmelztemperatur als Maß für genetische Ähnlichkeit • Je näher Hybrid-Schmelzpunkt an Schmelzpunkt der artreinen DNA, desto näher verwandt...