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Biologie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

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Evolution

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Auf der Galápagosinsel Daphne Major starb 1977 bei einer Dürre ein großer Teil der Finken. Überlebt haben vor allem Vögel mit tieferem Schnabel, weil sie harte Samen knacken konnten. Schon die Nachkommen hatten im Mittel einen tieferen Schnabel. Quelle: Boag und Grant 1981, Intense natural selection in a population of Darwin's finches, Science 214.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich kann Evolution als Veränderung von Populationen über viele Generationen beschreiben und von der Entwicklung eines Einzelwesens unterscheiden.

EntdeckenFrage

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Auf der Galápagosinsel Daphne Major starb 1977 bei einer Dürre ein großer Teil der Finken. Überlebt haben vor allem Vögel mit tieferem Schnabel, weil sie harte Samen knacken konnten. Schon die Nachkommen hatten im Mittel einen tieferen Schnabel.

MerkenPopulationen verändern sich

Ein einzelnes Lebewesen verändert seine Erbanlagen nicht.

Eine Population verändert sich, weil sich über viele Generationen die Anteile der Erbanlagen verschieben.

BeispielPopulation und Evolution

Birkenspanner wurden in Industriegebieten dunkler. Wie ist das richtig beschrieben? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Falter behält seine Farbe.
  2. Der Anteil dunkler Falter wuchs, weil sie häufiger überlebten.
  1. Ein Falter behält seine Farbe.
  2. Der Anteil dunkler Falter wuchs, weil sie häufiger überlebten.
Ergebnis:
Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.

AchtungEinzelne passen sich an

So nicht
Jeder einzelne Falter hat sich an den dunklen Baum angepasst.
So richtig
Ein Falter ändert seine Farbe nicht. Dunkle Falter überlebten häufiger, und ihr Anteil in der Population wuchs.

Frage, ob sich ein einzelnes Tier verändert oder ob sich die Anteile in der ganzen Gruppe verschieben. Evolution geschieht in Populationen.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Variation entsteht zufällig.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht zufällig.
    2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  2. ●2
    Was verändert sich bei der Evolution? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Evolution geschieht in Populationen.
    2. Ein einzelnes Lebewesen ändert seine Erbanlagen nicht.
    Ergebnis:
    die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  3. ★3
    Ein Teil einer Insektenpopulation überlebt ein Gift. Nach zehn Generationen ist die Population fast unempfindlich. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Unempfindliche gab es schon vorher.
    2. Sie hatten mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.

2Ich kann Variation und Selektion als Ursachen der Evolution erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Hellere Mäuse wurden auf hellem Sand seltener von Raubvögeln gefressen. Im Versuch mit Tonmodellen wurden auffällige Modelle häufiger angegriffen. Die Auslese wirkte auf erbliche Unterschiede der Fellfarbe.

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

Wer in seiner Umwelt besser zurechtkommt, hat im Mittel mehr Nachkommen. So nimmt der Anteil seiner Erbanlagen zu.

BeispielVariation und Selektion

Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Variation entsteht ungerichtet.
  2. Danach wählt die Umwelt aus.
  1. Variation entsteht ungerichtet.
  2. Danach wählt die Umwelt aus.
Ergebnis:
Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.

AchtungErworbenes wird vererbt

So nicht
Die Giraffe hat sich gestreckt, und ihre Jungen hatten längere Hälse.
So richtig
Streckt sich ein Tier, ändert das seine Erbanlagen nicht. Giraffen mit erblich längerem Hals hatten mehr Nachkommen.

Was ein Lebewesen im Leben erwirbt, wie Muskeln oder Narben, steht nicht in den Keimzellen. Vererbt wird nur, was in den Erbanlagen steht.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fortpflanzungserfolg zählt, nicht nur Überleben.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungserfolg zählt, nicht nur Überleben.
    2. Das nennt man sexuelle Selektion.
    Ergebnis:
    Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  2. ●5
    Was ist mit „survival of the fittest“ gemeint? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fit heißt angepasst.
    2. Es zählt die Zahl der Nachkommen.
    Ergebnis:
    Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  3. ★6
    In einer Population haben alle Tiere dieselben Erbanlagen. Kann Selektion wirken? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion braucht Variation.
    2. Ohne Unterschiede bleiben die Anteile gleich.
    Ergebnis:
    Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

In völliger Dunkelheit nützt ein Auge nichts, und es kostet Energie. Fische ohne Augen sparen sie. Erbliche Veränderungen, die das Auge verkleinern, wurden nicht mehr ausgemerzt. Vorfahren der Höhlenfische hatten noch Augen.

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

Zufällige Veränderungen der Erbanlagen sind schon da. Die Umwelt entscheidet, welche sich ausbreiten.

BeispielAngepasstheit erklären

Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
  2. Ändert sich die Umwelt, kann der Vorteil verschwinden.
  1. Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
  2. Ändert sich die Umwelt, kann der Vorteil verschwinden.
Ergebnis:
Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.

AchtungMerkmal entsteht, um zu nützen

So nicht
Der Eisbär hat weißes Fell, um sich im Schnee zu tarnen.
So richtig
Weißes Fell entstand zufällig. Weiße Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.

Streiche in Gedanken „um zu“ und „damit“. Sage stattdessen: weil, und danach, wer mehr Nachkommen hatte.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Wie ist eine Angepasstheit entstanden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Kein Tier kann sich Merkmale wünschen.
    Lösung zeigen
    1. Kein Tier kann sich Merkmale wünschen.
    2. Die Umwelt wählt aus.
    Ergebnis:
    durch Variation und Selektion über viele Generationen
  2. ●8
    Was zeigt die Tarnung eines Stabinsekts? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auslese wirkt über Räuber.
    2. Tarnung wurde über Generationen verbessert.
    Ergebnis:
    Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  3. ★9
    Wale haben Lungen und müssen auftauchen. Ist das eine perfekte Anpassung ans Wasser? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Evolution baut um, was da ist.
    2. Sie plant nicht neu.
    Ergebnis:
    Nein, es ist ein Erbe der Landsäugetiere, das trotzdem funktioniert.

4Ich kann Fossilien, Übergangsformen und Embryonalentwicklung als Belege für Evolution deuten.

EntdeckenFrage

Wo und wann fand man das Fossil Tiktaalik?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Auf der Ellesmere-Insel im Norden Kanadas, im Jahr 2004. Das Tier lebte vor etwa 375 Millionen Jahren. Es hatte Kiemen und Flossen wie ein Fisch, aber Handgelenkknochen und einen beweglichen Hals wie ein Landwirbeltier.

MerkenBelege für Evolution

Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.

Ähnlichkeiten im Körperbau und im Erbgut zeigen Verwandtschaft. Mehrere unabhängige Belege weisen auf dasselbe Ergebnis.

BeispielBelege für Evolution

Was zeigt der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
Ergebnis:
Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform

AchtungEvolution hat ein Ziel

So nicht
Die Evolution führt von einfachen Tieren zum Menschen als Ziel.
So richtig
Evolution hat kein Ziel. Der Stammbaum verzweigt sich, und der Mensch ist ein Ast neben vielen anderen.

Zeichne einen Stammbaum als Busch mit vielen Ästen und nicht als Leiter. Kein heutiges Lebewesen ist höher oder fertiger.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Welche Aussage über Belege für Evolution stimmt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mehrere unabhängige Wege führen zum selben Ergebnis.
    Lösung zeigen
    1. Mehrere unabhängige Wege führen zum selben Ergebnis.
    2. Das macht die Schlussfolgerung stark.
    Ergebnis:
    Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.
  2. ●11
    Was sind Rudimente? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Beispiele sind der Wurmfortsatz oder Beckenknochen bei Walen.
    2. Sie zeigen Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  3. ★12
    Warum ist die Schichtung der Fossilien wichtig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Schichten lagern sich nacheinander ab.
    2. Damit lassen sich Abfolgen erkennen.
    Ergebnis:
    Ältere Fossilien liegen unten, jüngere oben; so lässt sich die Reihenfolge des Auftretens ablesen.

5Ich kann Homologie und Analogie unterscheiden und daraus Verwandtschaft ableiten.

EntdeckenFrage

Haben Giraffen mehr Halswirbel als Menschen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Nein, beide haben sieben. Fast alle Säugetiere haben sieben Halswirbel, die Giraffe hat nur sehr viel längere. Das zeigt gemeinsamen Grundbau trotz sehr verschiedener Körperform.

MerkenHomologie und Analogie

Homologe Organe haben denselben Grundbau und stammen von gemeinsamen Vorfahren.

Analoge Organe erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedene Herkunft.

BeispielHomologie und Analogie

Haie und Delfine haben ähnliche Körperform. Was sagt das über die Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ähnliche Umwelt, ähnliche Form.
  2. Der Grundbau unterscheidet sich.
  1. Ähnliche Umwelt, ähnliche Form.
  2. Der Grundbau unterscheidet sich.
Ergebnis:
Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.

AchtungÄhnlichkeit als Verwandtschaft

So nicht
Fledermaus und Vogel haben Flügel, also sind sie nah verwandt.
So richtig
Beide Flügel haben verschiedenen Bau und verschiedene Herkunft. Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft: Das ist Analogie.

Prüfe, ob der Grundbau gleich ist. Gleicher Bau spricht für Verwandtschaft, gleiche Aufgabe allein nicht.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Maulwurf und Maulwurfsgrille graben beide mit Schaufelhänden. Wie sind diese Grabwerkzeuge einzuordnen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gleiche Aufgabe, anderer Grundbau.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Aufgabe, anderer Grundbau.
    2. Das spricht für unabhängige Entstehung.
    Ergebnis:
    analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  2. ●14
    Was haben homologe Organe gemeinsam? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Homologie zeigt Verwandtschaft.
    2. Funktion und Aussehen können verschieden sein.
    Ergebnis:
    den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  3. ★15
    Wie nennt man die Entstehung ähnlicher Merkmale bei nicht verwandten Arten durch gleiche Umweltanforderungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Konvergenz heißt Annäherung.
    2. Sie erzeugt analoge Organe.
    Ergebnis:
    Konvergenz

6Ich kann die Entstehung neuer Arten durch Isolation erklären.

EntdeckenFrage

Wie viele Fischarten entstanden im Viktoriasee?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Mehrere Hundert Arten von Buntbarschen. Der See trocknete nach heutigem Wissen vor etwa 12 000 Jahren aus und füllte sich dann wieder. In dieser kurzen Zeit entstanden viele Arten aus wenigen Vorfahren.

MerkenArtbildung

Wird eine Population getrennt, tauschen die Teile keine Erbanlagen mehr aus.

Beide verändern sich unabhängig. Sind sie nach langer Zeit nicht mehr kreuzbar, sind es neue Arten.

BeispielArtbildung und Isolation

Was bezeichnet man als Art? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
  2. Aussehen kann täuschen.
  1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
  2. Aussehen kann täuschen.
Ergebnis:
Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben

AchtungArtbildung ohne Trennung

So nicht
Neue Arten entstehen, wenn sich Tiere einfach an etwas Neues gewöhnen.
So richtig
Neue Arten entstehen meist, wenn Teilpopulationen getrennt sind und sich unabhängig verändern, bis sie nicht mehr kreuzbar sind.

Frage, ob die Teile der Population noch Erbanlagen austauschen. Ohne Austausch verändern sie sich getrennt weiter.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Warum können Hunderassen trotz verschiedener Größe zu einer Art gehören? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aussehen reicht nicht für die Artbestimmung.
    Lösung zeigen
    1. Aussehen reicht nicht für die Artbestimmung.
    2. Entscheidend ist die Fortpflanzung.
    Ergebnis:
    Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
  2. ●17
    Warum bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
    2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
    Ergebnis:
    Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  3. ★18
    Warum sind Artgrenzen bei Bakterien schwierig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ohne Fortpflanzungsgemeinschaft greift die Definition nicht.
    2. Man nutzt Erbgut und Merkmale.
    Ergebnis:
    Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.

7Ich kann Resistenzbildung und Züchtung als Selektion deuten und Wachstum von Bakterien berechnen.

EntdeckenFrage

Wann tauchten die ersten Bakterien auf, die Penicillin zerstören?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Schon 1940, vor der ersten Behandlung von Patienten. Forscher fanden bei Bakterien ein Enzym, das Penicillin abbaut. Resistente Bakterien gab es also schon vor dem Gebrauch des Mittels.

MerkenResistenz und Züchtung

Ein Antibiotikum tötet empfindliche Bakterien.

Zufällig resistente überleben und vermehren sich. Der Mensch löst keine Anpassung aus, er wählt aus.

BeispielResistenz, Züchtung und Bakterienwachstum

Aus einem einzigen Milchsäurebakterium entstehen durch 6 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 6 Teilungen sind es 2 hoch 6.
  3. 2 hoch 6 ist 64.
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 6 Teilungen sind es 2 hoch 6.
  3. 2 hoch 6 ist 64.
Ergebnis:
64

AchtungBakterien gewöhnen sich ans Mittel

So nicht
Bakterien lernen das Antibiotikum kennen und werden dadurch resistent.
So richtig
Resistente Bakterien gab es zufällig schon. Das Mittel tötet die empfindlichen, die resistenten vermehren sich.

Das Mittel erzeugt keine Resistenz, es wählt sie aus. Frage, welche Bakterien nach der Behandlung noch leben.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Warum sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
    Lösung zeigen
    1. Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
    2. Sie geben ihre Erbanlagen weiter.
    Ergebnis:
    Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  2. ●20
    Aus einem einzigen Staphylokokkokkus entstehen durch 6 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    2. Nach 6 Teilungen sind es 2 hoch 6.
    3. 2 hoch 6 ist 64.
    Ergebnis:
    64
  3. ★21
    Kolibakterien teilen sich alle 20 Minuten. Eine Kultur startet mit 10 Zellen. Wie viele Zellen sind nach 2 Stunden ohne Hemmung zu erwarten?
    Lösung zeigen
    1. In 2 Stunden gibt es 6 Teilungen.
    2. Jede Teilung verdoppelt: 10 mal 2 hoch 6.
    3. 10 mal 64 sind 640.
    Ergebnis:
    640

8Ich kann die Stammesgeschichte des Menschen einordnen und Alter mit der Halbwertszeit bestimmen.

EntdeckenFrage

Tragen Menschen außerhalb Afrikas Erbgut der Neandertaler in sich?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Ja, etwa ein bis zwei Prozent. Moderne Menschen und Neandertaler haben sich vor Zehntausenden Jahren gepaart. Das zeigt der Vergleich ihres Erbguts. Der Mensch stammt aber nicht vom Neandertaler ab.

MerkenDer Mensch in der Stammesgeschichte

Mensch und Schimpanse haben gemeinsame Vorfahren vor sechs bis sieben Millionen Jahren.

Der Mensch stammt nicht vom heutigen Schimpansen ab.

BeispielStammesgeschichte und Halbwertszeit

In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
  2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 1 mal 5730 sind 5730.
  1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
  2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 1 mal 5730 sind 5730.
Ergebnis:
5730 Jahre

AchtungHalbwertszeit falsch angewendet

So nicht
Ein Achtel ist noch da, also sind es 8 Halbwertszeiten.
So richtig
Nach jeder Halbwertszeit halbiert sich der Rest. Ein Achtel, also 1 von 8 Teilen, ist die Hälfte der Hälfte der Hälfte: 3 Halbwertszeiten, nicht 8.

Halbiere Schritt für Schritt: 1, dann ein Halb, ein Viertel, ein Achtel. Zähle die Schritte.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    In einem Knochen aus einer Höhle ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
    2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 2 mal 5730 sind 11460.
    Ergebnis:
    11.460 Jahre
  2. ●23
    Welches Merkmal zeigt früh den aufrechten Gang in der Stammesgeschichte? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der aufrechte Gang kam vor dem großen Gehirn.
    2. Fußspuren aus Laetoli zeigen ihn.
    Ergebnis:
    ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind
  3. ★24
    Warum eignet sich Kohlenstoff 14 nicht, um 100 Millionen Jahre alte Gesteine zu datieren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Messung gelingt bis etwa 50 000 Jahre.
    2. Für ältere Proben wählt man Uran oder Kalium.
    Ergebnis:
    Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Kann sich ein einzelnes Lebewesen im Laufe seines Lebens evolutiv verändern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
    2. Ein Einzelwesen behält seine Gene.
    Ergebnis:
    Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  2. ●26
    Wovon hängt es ab, wie viele Nachkommen ein Lebewesen hat? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fitness ist nicht Stärke.
    2. Entscheidend ist, wer mehr Nachkommen hat.
    Ergebnis:
    von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt
  3. ●27
    Warum zeigen Wirbeltierembryonen früh ähnliche Merkmale wie Schlundtaschen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Frühe Stadien ähneln sich, weil sie von gemeinsamen Genen gesteuert werden.
    2. Später trennen sich die Wege.
    Ergebnis:
    Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  4. ●28
    Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Viren haben keinen Stoffwechsel, den das Mittel stört.
    2. Unnötiger Einsatz begünstigt Resistenzen.
    Ergebnis:
    Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  5. ●29
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    2. Aus der Mittelwertsänderung allein folgt keine Evolution.
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  6. ★30
    Warum haben manche Höhlenfische keine Augen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Nichtgebrauch, sondern die Selektion entscheidet.
    2. Zufällige Veränderungen werden nicht mehr ausgemerzt.
    Ergebnis:
    Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Populationen verändern sich
Ein einzelnes Lebewesen verändert seine Erbanlagen nicht.
Variation und Selektion
Nachkommen unterscheiden sich erblich.
Angepasstheit entsteht ohne Ziel
Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.
Belege für Evolution
Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.
Homologie und Analogie
Homologe Organe haben denselben Grundbau und stammen von gemeinsamen Vorfahren.
Artbildung
Wird eine Population getrennt, tauschen die Teile keine Erbanlagen mehr aus.
Resistenz und Züchtung
Ein Antibiotikum tötet empfindliche Bakterien.
Der Mensch in der Stammesgeschichte
Mensch und Schimpanse haben gemeinsame Vorfahren vor sechs bis sieben Millionen Jahren.

AchtungÜberleben des Stärksten

So nicht
Selektion bedeutet, dass der Stärkste überlebt.
So richtig
Entscheidend ist die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben. Das kann der Unauffälligste, der Kleinste oder der Bestgetarnte sein.

Stärke ist nur ein Weg. Zähle, wer in der Umwelt die meisten fortpflanzungsfähigen Nachkommen hat.

AchtungTheorie als bloße Vermutung

So nicht
Evolution ist nur eine Theorie, also nicht bewiesen.
So richtig
In der Wissenschaft ist eine Theorie ein gut geprüftes System von Erklärungen, das viele Beobachtungen zusammenhält.

In der Alltagssprache heißt Theorie Vermutung. In der Wissenschaft ist es eine Erklärung, die vielfach geprüft wurde.

AchtungMensch stammt vom heutigen Affen ab

So nicht
Der Mensch stammt vom Schimpansen ab.
So richtig
Mensch und Schimpanse haben gemeinsame Vorfahren, die weder Mensch noch Schimpanse waren. Beide Linien haben sich seit etwa sechs bis sieben Millionen Jahren getrennt entwickelt.

Zeichne die Gabelung. Beide Linien gehen von einem gemeinsamen Vorfahren aus, keine führt über die andere.

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

So nicht
Flügel von Insekt und Vogel erfüllen dieselbe Aufgabe, also sind sie homolog.
So richtig
Homolog heißt gleicher Grundbau bei verschiedener Aufgabe. Gleiche Aufgabe bei verschiedenem Bau heißt analog.

Frage zwei Dinge getrennt: Ist der Grundbau gleich? Ist die Aufgabe gleich? Gleicher Bau ist homolog, gleiche Aufgabe allein ist analog.

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

So nicht
Es gibt Lücken im Fossilbericht, also ist die Evolution nicht belegt.
So richtig
Fossilien entstehen selten. Lücken sind zu erwarten, und viele Übergangsformen sind trotzdem gefunden.

Frage, wie selten ein Tier zum Fossil wird. Dann suche die Übergangsformen, die es gibt, etwa Tiktaalik.

AchtungArt am Aussehen bestimmt

So nicht
Zwei Tiere sehen ähnlich aus, also sind sie dieselbe Art.
So richtig
Eine Art ist eine Gruppe von Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.

Prüfe, ob die Tiere sich kreuzen können und fruchtbare Nachkommen haben. Aussehen allein sagt es nicht.

AchtungVerdopplung als Addition gerechnet

So nicht
Bei 6 Teilungen entstehen 1 plus 6 Bakterien.
So richtig
Bei jeder Teilung verdoppelt sich die Zahl. Nach 6 Teilungen sind es 2 hoch 6, also 64 Bakterien aus einem.

Verdopple bei jeder Teilung. Rechne 2 hoch Zahl der Teilungen, dann mal Startzahl.

AchtungGrößenordnung der Zeit falsch geschätzt

So nicht
Der moderne Mensch ist fast so alt wie die Dinosaurier.
So richtig
Dinosaurier starben vor 66 Millionen Jahren aus. Der moderne Mensch gibt es seit etwa 300 000 Jahren, also nur einen winzigen Zeitabschnitt.

Rechne in Millionen Jahren und vergleiche die Zahlen. 0,3 Millionen sind sehr wenig gegen 66 Millionen.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich kann Evolution als Veränderung von Populationen über viele Generationen beschreiben und von der Entwicklung eines Einzelwesens unterscheiden.

    31
    Eine Giraffe streckt den Hals nach hohen Blättern. Wird der Hals ihrer Kinder deshalb länger? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.

  2. Ich kann Variation und Selektion als Ursachen der Evolution erklären.

    32
    Welche drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.

  4. Ich kann Fossilien, Übergangsformen und Embryonalentwicklung als Belege für Evolution deuten.

    34
    Warum zeigen Wirbeltierembryonen früh ähnliche Merkmale wie Schlundtaschen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.

  5. Ich kann Homologie und Analogie unterscheiden und daraus Verwandtschaft ableiten.

    35
    Die Mittelohrknochen der Säugetiere sind aus Kieferknochen der Vorfahren entstanden. Was sagt das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.

  6. Ich kann die Entstehung neuer Arten durch Isolation erklären.

    36
    Wann gelten zwei Populationen als verschiedene Arten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen

  7. Ich kann Resistenzbildung und Züchtung als Selektion deuten und Wachstum von Bakterien berechnen.

    37
    Warum wirkt ein Antibiotikum nach häufigem Gebrauch oft schlechter? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.

  8. Ich kann die Stammesgeschichte des Menschen einordnen und Alter mit der Halbwertszeit bestimmen.

    38
    In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    5730 Jahre

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Auf der Galápagosinsel Daphne Major starb 1977 bei einer Dürre ein großer Teil der Finken. Überlebt haben vor allem Vögel mit tieferem Schnabel, weil sie harte Samen knacken konnten. Schon die Nachkommen hatten im Mittel einen tieferen Schnabel.

Wörter

Ähnlich
gleiche Form, andere Größe
Anteil
wie viel von einem Ganzen
Teiler
eine Zahl, durch die es ohne Rest aufgeht

Lösungen

  1. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  2. die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.
  7. durch Variation und Selektion über viele Generationen
  8. Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  9. Nein, es ist ein Erbe der Landsäugetiere, das trotzdem funktioniert.
  10. Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.
  11. Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  12. Ältere Fossilien liegen unten, jüngere oben; so lässt sich die Reihenfolge des Auftretens ablesen.
  13. analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  14. den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  15. Konvergenz
  16. Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
  17. Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  20. 64
  21. 640
  22. 11.460 Jahre
  23. ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind
  24. Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.
  25. Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  26. von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt
  27. Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  28. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  29. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  30. Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.
  31. Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  32. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  33. Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  34. Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  35. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  36. Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen
  37. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  38. 5730 Jahre