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Von Alicia-Loreen Bitter

Biologie Lernzettel: Evolution Artbegriff Morphologisch: alle Individuen mit demselben Aussehen  selbe Art Biologisch: alle Individuen, die sich untereinander fruchtbar miteinander fortpflanzen können Artbildung Allopatrische Artbildung: Population in Teilpopulation aufgeteilt, Genfluss wird unterbrochen  entwickeln sich unabhängig von einander ; andere Mutationen und unterschiedliche Selektionsfaktoren je nach Population, Umweltbedingungen  divergierende Evolution ; fruchtbare Fortpflanzungen unter Teilpopulationen nicht möglich  zwei neue Arten Sympatrische Artbildung: Bildung zweier Arten, in einem Gebiet ohne geographische oder physikalische Trennung, Voraussetzung:1) Population bewohnt Areal, dass mind. Zwei versch. Ökologische Bedingungen bietet, 2) mehrere Genotypen sind vorhanden, die jeweils bei einer der ökol. Bedingungen Selektionsvorteil hat, 3) Selektionsdruck ist so groß, dass Unterscheide in Population entstehen, 4) In Population sind Mutanten vorhanden, die zwei Merkmale vereinen Evolutionstheorien Lamarck: Organismen ändern sich ständig; streben danach, sich ihrer Umwelt in kleinen Schritten anzupassen, Vervollkommungstrieb: Lebewesen haben Bedürfnis, sich der Umwelt anzupassen (innerer Drang), Ständiger Gebrauch verstärkt Organe, ständiger Nichtgebrauch führt zu deren Rückbildung, Durch Gebrauch bzw. Nichtgebrauch erworbenen Merkmale werden weitervererbt (moderne Genetik widerlegt: Modifikationen können nicht weitervererbt werden)

Darwin: Überproduktion: Organismen erzeugen mehr Nachkommen als zur Arterhaltung notwendig ( trotz Selektion müssen noch ausreichend Individuen erhalten bleiben), Individuen einer Art konkurrieren um Nahrung, Lebensraum etc. („struggle for life“), Variabilität: Individuen einer Art nie völlig gleich, Unterschiede treten zufällig auf (von moderner Genetik durch Mutation und Rekombination erklärt) Die besser angepassten überleben häufiger („survival of the fittest“), Die am besten angepassten Individuen werden selektiert (größte Chance zur Fortpflanzung, Merkmale in stärkerem Maße weitergegeben als von schlecht angepassten)  Durch die natürliche Auslese kommt es zur Änderung der Merkmale einer Ar, Vererbung: Merkmalsänderungen sind zu einem großen Teil vererbbar

Synthetische Evolutionstheorie: Erweiterung der Evolutionstheorie DARWINS  Durch Erkenntnisse aus Zellbiologie und Genetik Kernaussage: Alle evolutiven Veränderungen beruhen auf Veränderungen von Genfrequenzen im Genpool von Populationen (Population: viele angepasste Individuen mit vorteilhaften erblichen Merkmalen, in einem bestimmten Gebiet) (Genpool: alle Gen-Varianten einer Population) Prozesse, welche Genfrequenz im Genpool einer Population verändern oder zu Neukombinationen der Erbanlagen führen

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Evolutionsfaktoren Selektion: ist natürliche Auslese durch Umwelt, Voraussetzung: Variabilität, verändert Häufigkeit von Genen und vermindert die Variabilität, besser Angepassten überleben Mutation: schafft neue Gene (Veränderung in der Erbsubstanz), Ursache für Variabilität von Lebewesen  Punktmutation: veränderte Aminosäuren  Chromosomenmutation: veränderte Genstränge  Genommutation: veränderte Chromosomen 1) Genmutation: tritt am häufigsten auf, betrifft nur ein einzelnes Gen, wird durch Punktmutation (Austausch), Deletion (Verlust) oder Insertion (Einschub) eines Nukleotids verändert 2) Chromosomenmutation: Strukturveränderung eines Chromosoms 3) Genomutation: Veränderung einer Gesamtzahl der Chromosomen eins Organismus, Ursache: Nondisjunktion während der Meiose, können Gonosomen und Autosomen auftreten Rekombination: erhöht genetische Verschiedenheit bei sexueller Paarung. Erbanlagen der Eltern (Genpool) werden neu kombiniert, sodass Nachkommen mit individuellen Kombinationen von Erbanlagen entstehen. Variabilität der Individuen in einer Population wird erhöht, nur bei geschlechtlicher Fortpflanzung Gendrift: Zufallsbedingte Änderung des Genpools (Bsp: Umweltkatastrophen, Abtrennung einer Teilpopulation von Stammpopulation), Variabilität wird erhöht Konvergenz: entfernte Verwandte ähneln sich täuschend Divergenz: Nahe Verwandte sehen verschieden aus

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Crossing-Over: Läuft bei Meiose ab, Vermehrung der Zellen. Zwei Chromosomen bestehend aus jeweils zwei Chromatiden, überlappen sich, es kommt zu Brücken, an Bruchstellen neu zusammengefügt  über Kreuz Genetische Variabilität: Varianz, beschreibt Bandbreite der phänotypischen Ausprägungen eines Gens bei Lebewesen: besteht aus Rekombination (bei jedem sexuellen Fortpflanzungsakt), Mutation (neue Allele), Gendrift und horizontaler Gentransfer, genotypische Variabilität Adaptive Radiation: Anpassung nah verwandter Organismen an unterschiedliche Lebensbedingungen (Entstehung neuer Typen aus einer Stammform durch Anpassung an Umweltbedingungen), Voraussetzung: 1) isolierte Gebiete, die ausschließlich von einer Verwandtschaftsgruppe besiedelt sind 2) Erwerb leistungsfähiger Strukturen, die neue Lebensweisen ermöglichen Homologie: gemeinsamer Vorfahre hatte gleiche Merkmale: Ähnlichkeit biologische Strukturen aufgrund übereinstimmender Erbinformationen durch gemeinsame Abstammung (Bsp. Füße Mensch, Hufe Pferd) Analogie: gemeinsamer Vorfahre hatte Merkmal noch nicht  hat sich erst durch Umweltanpassung angenähert: Ähnlichkeit biologischer Strukturen durch ähnliche Faktoren, meist an Konvergenz gebunden (Bsp. Atmung Hai (Kiemen) u. Delfin (Lunge) Variation: Abweichung der Erscheinungsform innerhalb einer Art

Selektionsfaktoren Abiotisch: Umweltbedingungen, Temperatur, Gifte, Wind Biotisch: Fressfeinde und Beute, Parasiten, Konkurrenten 4

Intrapezifisch: Auswahl eines Sexualpartners anhand von bestimmten Merkmalen (Gesang) Interspezifisch: Nachahmung der Umweltumgebung Adaptierung von Farbe und Gestalt (Mimese), Nachahmung einer anderen Art z.B. Gifte schützt vor Fressfeinden, aber Tier ist harmlos (Mimikry) Selektionstypen stabilisierende Selektion: langfristig konstante Umweltbedingungen sorgen dafür, dass sich bestimmte Merkmale einer Population nicht verändern, reproduktive Fitness ist bei abweichenden Formen sehr gering, Mutation werden weniger häufig an Nachkommen weitergegeben, nachfolgende Generation hat die gleiche Variabilität, wie Ausgangspopulation Beispiel: Vögel mit großem Flügel sind flugfähiger, Vögel mit kleinen Flügeln, können besser ausweichen  Stabilisierung des Mittelwerts transformierende Selektion: durch veränderte Umweltverhältnisse sind nicht mehr alle Individuen gut angepasst, reproduktive Fitness steigt durch ungleichen Selektionsdruck, Individuen, die besser an neue Umweltverhältnisse angepasst sind, haben bessere Überlebenschancen, langfristig: veränderte genetische Zusammensetzung der Population Beispiel: Milchkühe sollen mehr Leistung erbringen, durch Zucht wird Euter größer disruptive Selektion: auch aufspaltende Selektion genannt, geschieht durch verschiedene Selektionsfaktoren, Folgen: weniger Nachkommen, geringe Reproduktive Fitness, ursprünglich einheitliche Population spaltet sich in zwei Teilpopulationen auf, kann sogar zur Bildung neuer Arten führen Beispiel: Fink aus Kamerun  zuerst verschieden große Schnäbel, dann durch Einnischung nur noch große und kleine Schnäbel, mittlere Schnäbel setzen sich nicht durch Einfluss der Selektionsfaktoren= Selektionsdurck

Isolationsmechanismen  räumliche Separation 5

Räumliche Isolation: durch geografische Schranken: getrennte Verbreitungsgebiete (Separation) Reproduktive Isolation: Artneubildung wenn Individuen zweier Populationen sich nicht mehr fortpflanzen, obwohl sie könnten 1) Präzygotische Barriere: keine Paarung zwischen den Sexualpartnern 2) Postzygotische Barriere: Befruchtung findet statt, Nachkommen sind nicht überlebensfähig, steril oder benachteiligt Ökologische Isolation: versch. Populationen einer Art leben im selben Gebiet, nutzen aber Ressourcen auf unterschiedlicher Weise Jahreszeitliche Isolation: durch unterschiedlicher Fortpflanzungszeiten Paarung, Begattung Ethologische Isolation: durch Missverständnisse und Hindernisse im Paarungsverhalten (versch. Bestäuberarten bei Pflanzen; Gesangsunterschiede) Genitale Isolation: durch nicht zusammenpassende Geschlechtsorgane, Befruchtung Gametische Isolation: durch erfolglose Befruchtung der Eizelle aufgrund der Unverträglichkeit der Keimzellen, Nachkommen: Genetische Isolation: durch Aussterben o. Sterilität der Art-Mischlinge (Maultiere) Genealogische Isolation: durch Sterilität in späteren Tochtergenerationen Hybridisierung: sind steril  keine Fortpflanzung

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Fachbegriffsliste zur Klausurvorbereitung Allel: unterschiedliche Varianten eines Gens an einer bestimmten Stelle auf einem Chromosom, gibt viele von ihnen, mehr oder weniger große Unterschiede in der DNA-Sequenz Phänotyp: Erscheinungsbild eines Organismus, innere/äußere Strukturen und Funktionen, kann sich im Organismus ändern, abhängig von ausgeprägten Genen (Expression), Gene von Mutter und Vater, stärkeres gewinnt, sichtbar Genotyp: (Erbbild) Gesamtheit der Gene eines Organismus, alle in der DNA codierten genetischen Informationen, genetische Ausstattung, Ausprägung eines oder mehrerer Merkmale Homozygot: reinerbig, bestimmtes Merkmal auf beiden Chromosomen identisch  Merkmal reinerbig, homozygot Heterozygot: mischerbig, bestimmtes Merkmal in zwei unterschiedlichen Varianten  mischerbig, heterozygot Polyploid: Vorhandensein von mehr als zwei Chromosomensätzen in der Zelle, Diploid: doppelter Chromosomensatz, Zellen enthalten jedes Chromosom in zweifacher Ausfertigung, kann in Meiose entstehen, bei vielen Pflanzen, führt zur Leistungssteigerung Haploid: mit einfachem Chromosomensatz, entstehen als Folge der Reifeteilung

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Meiose: Kern- und Zellteilung, aus diploider Zelle vier Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz, tritt bei Bildung von Geschlechtszellen auf, artspezifische Chromosomenzahl erhalten Mitose: Teil der Zellteilung bei Organismen, z.B. Menschen, Tiere oder Pflanzen, beschreibt die Teilung des Zellkerns, wird anhand des Zustands der Chromosomen in unterschiedliche Phasen unterteilt Modifikatorische Variabilität: durch Unterschiede der Umweltfaktoren variieren Merkmale, wirkt sich nicht auf das Erbmaterial aus, nicht vererbbar und sterben nach dem Tod aus Modifikation: eine durch Umwelteinflüsse hervorgerufene Veränderung der Erscheinungsform einer Pflanzenart

Selektionsdruck: Einwirkung eines Selektionsfaktors auf eine Population von Lebewesen Genpool: Gesamtheit der Erbanlagen aller Individuen einer Population 1) Primärer Genpool: Kulturart und problemlos einkreuzbare Arten 2) Sekundärer Genpool: mit Schwierigkeiten einkreuzbar 3) Teritärer Genpool: nur mit speziellen Verfahren einkreuzbar Genfrequenz: Häufigkeit mit der ein bestimmtes Gen in identischer oder fast identischer Form im Genom eines Organismus enthalten ist Population: eine Gruppe von Individuen derselben Art oder Rasse, bewohnen ein bestimmtes geografisches Gebiet, pflanzen sich untereinander fort, über mehrere Generationen verbunden

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Reproduktive Fitness: Fähigkeit eines Organismus im Vergleich zu anderen, seine Erbgrundlagen in den Genpool der nächsten Generation einzubringen Biologischer Artbegriff: Gruppe von Organismen, unterscheiden sich von anderen Gruppen, untereinander fortpflanzen und fruchtbaren Nachwuchs erzeugen

Ökologische Nische: besteht aus biotischen und abiotischen Umweltfaktoren, die das Leben einer Art beeinflussen, Wechselwirkung zwischen einer Art und ihrer Umwelt Biotische Umweltfaktoren: sind alle belebten Elemente eines Ökosystems, die in Wechselwirkung und Interaktion stehen (Räuber-Beute-Beziehung, Konkurrenz, Parasitismus) Abiotische Umweltfaktoren: sind nicht belebte Bestandteile eines Ökosystems, die mit anderen unbelebten und lebenden Elementen in Wechselwirkung und Interaktion stehen (Licht, Wasser, Temperatur, Klima, Boden)

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