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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

Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
  2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
  1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
  2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
Ergebnis:
Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.

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
    Kann sich ein einzelnes Lebewesen im Laufe seines Lebens evolutiv verändern? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
    Lösung zeigen
    1. Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
    2. Ein Einzelwesen behält seine Gene.
    Ergebnis:
    Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  2. ●2
    Ein Mensch lernt Klavierspielen. Wird sein Kind dadurch mit dem Können geboren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Lernen verändert das Gehirn, nicht die Keimzellen.
    2. Die Kinder müssen selbst üben.
    Ergebnis:
    Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  3. ★3
    Was gilt für Mutationen, die in Körperzellen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nur Mutationen in Keimzellen werden vererbt.
    2. Körperzellen sterben mit dem Körper.
    Ergebnis:
    Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.

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 drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Nachkommen unterscheiden sich erblich.
  2. Nicht alle kommen durch, weil Nahrung und Raum begrenzt sind.
  1. Nachkommen unterscheiden sich erblich.
  2. Nicht alle kommen durch, weil Nahrung und Raum begrenzt sind.
Ergebnis:
erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt

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
    Warum gibt es unter Löwenzahn auf einer oft gemähten Wiese mehr flach wachsende Pflanzen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Selektion wirkt auf erbliche Unterschiede.
    Lösung zeigen
    1. Selektion wirkt auf erbliche Unterschiede.
    2. Flach wachsen ist erblich.
    Ergebnis:
    Flache Pflanzen wurden seltener abgeschnitten und hatten mehr Samen.
  2. ●5
    Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Kann ein Tier ein Merkmal bekommen, weil es dieses braucht? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sind ungerichtet.
  2. Nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  1. Mutationen sind ungerichtet.
  2. Nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
Ergebnis:
Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.

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
    Welcher Satz beschreibt eine Angepasstheit richtig? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Angepasstheit ist Folge der Selektion.
    Lösung zeigen
    1. Angepasstheit ist Folge der Selektion.
    2. Sie ist an eine bestimmte Umwelt gebunden.
    Ergebnis:
    Das Merkmal bringt in der Umwelt einen Vorteil beim Fortpflanzungserfolg.
  2. ●8
    Der Blinddarm des Menschen ist klein. Was ist die beste Erklärung? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Gebrauch verändert die Erbanlagen.
    2. Selektion und Zufall verändern die Anteile.
    Ergebnis:
    Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  3. ★9
    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.

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

Welche Aussage über Belege für Evolution stimmt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mehrere unabhängige Wege führen zum selben Ergebnis.
  2. Das macht die Schlussfolgerung stark.
  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.

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
    Was sind Atavismen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gene der Vorfahren können noch vorhanden sein.
    Lösung zeigen
    1. Gene der Vorfahren können noch vorhanden sein.
    2. Sie werden selten ausgeprägt.
    Ergebnis:
    Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  2. ●11
    Warum ist Evolution mehr als „nur eine Theorie“? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eine wissenschaftliche Theorie ist gut geprüft.
    2. Fossilien, Gene und Anatomie passen zusammen.
    Ergebnis:
    Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.
  3. ★12
    Was ist ein Lebendes Fossil, wie der Quastenflosser? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auch diese Arten verändern sich.
    2. Ähnlicher Körperbau heißt nicht gleiche Erbanlagen.
    Ergebnis:
    eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist

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

Welches Beispiel ist homolog zum Arm des Menschen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
  2. Insekten und Spinnen haben andere.
  1. Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
  2. Insekten und Spinnen haben andere.
Ergebnis:
die Brustflosse eines Wals

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Die Flügel von Schmetterling und Fledermaus: Was sind sie? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
    Lösung zeigen
    1. Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
    2. Die Fledermaus hat umgebaute Vordergliedmaßen.
    Ergebnis:
    analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  2. ●14
    Maulwurf und Maulwurfsgrille graben beide mit Schaufelhänden. Wie sind diese Grabwerkzeuge einzuordnen? Begründe die Wahl.
    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
  3. ★15
    Warum sind Flügel von Fledermaus und Vogel nur teilweise homolog? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auf Knochenebene gleicher Grundbau.
    2. Auf der Aufgabenebene verschiedene Herkunft.
    Ergebnis:
    Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.

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 ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
  2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
  1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
  2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
Ergebnis:
Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.

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 bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
    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.
  2. ●17
    Was ist ein Beispiel für zeitliche Isolation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auch ohne Barriere kann Austausch ausbleiben.
    2. Der Zeitpunkt trennt.
    Ergebnis:
    Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.
  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 Staphylokokkokkus entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 4 Teilungen sind es 2 hoch 4.
  3. 2 hoch 4 ist 16.
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 4 Teilungen sind es 2 hoch 4.
  3. 2 hoch 4 ist 16.
Ergebnis:
16

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
    Was unterscheidet künstliche von natürlicher Selektion? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
    Lösung zeigen
    1. In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
    2. Der Auswahlfaktor ist verschieden.
    Ergebnis:
    Bei künstlicher Selektion wählt der Mensch aus, bei natürlicher die Umwelt.
  2. ●20
    Warum sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
    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.
  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 Stück Holzkohle aus einer Feuerstelle 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

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    In einem Stück Leder ist nur noch ein Achtel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis ein Achtel: Das sind 3 Halbierungen.
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Achtel: Das sind 3 Halbierungen.
    2. 3 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 3 mal 5730 sind 17190.
    Ergebnis:
    17.190 Jahre
  2. ●23
    Der Mensch stammt von welchem Vorfahren ab? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Beide Linien haben sich getrennt weiterentwickelt.
    2. Neandertaler sind eine Schwesterlinie.
    Ergebnis:
    von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  3. ★24
    In einem Stück Leder ist nur noch ein Sechzehntel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Sechzehntel: Das sind 4 Halbierungen.
    2. 4 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 4 mal 5730 sind 22920.
    Ergebnis:
    22.920 Jahre

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    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
  2. ●26
    Wie ist eine Angepasstheit entstanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Kein Tier kann sich Merkmale wünschen.
    2. Die Umwelt wählt aus.
    Ergebnis:
    durch Variation und Selektion über viele Generationen
  3. ●27
    Warum sind die Fossilfunde des Pferdes ein guter Beleg? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Reihen aus aufeinanderfolgenden Schichten zeigen Übergänge.
    2. Aus Eohippus wurde Equus.
    Ergebnis:
    Sie zeigen eine Abfolge von Formen mit immer größerer Größe und weniger Zehen.
  4. ●28
    Warum sind Haie und Delfine trotz ähnlicher Form nicht eng verwandt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Delfine sind Säugetiere.
    2. Haie sind Knorpelfische.
    Ergebnis:
    Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  5. ●29
    Wie führt Selektion nach einer Trennung zu verschiedenen Arten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jede Gruppe hat eigene Auslese.
    2. Die Unterschiede summieren sich.
    Ergebnis:
    Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.
  6. ●30
    In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch ein Achtel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Achtel: Das sind 3 Halbierungen.
    2. 3 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 3 mal 5730 sind 17190.
    Ergebnis:
    17.190 Jahre

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.

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.

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.

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.

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
    Birkenspanner wurden in Industriegebieten dunkler. Wie ist das richtig beschrieben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.

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

    32
    Was bedeutet „Fitness“ in der Biologie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Warum haben Wüstenfüchse große Ohren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.

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

    34
    Was sind Atavismen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen

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

    35
    Haie und Delfine haben ähnliche Körperform. Was sagt das über die Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.

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

    36
    Was ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.

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

    37
    Aus einem einzigen Kolibakterium entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    32

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

    38
    In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch ein Achtel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    17.190 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. Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  2. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  3. Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.
  4. Flache Pflanzen wurden seltener abgeschnitten und hatten mehr Samen.
  5. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  6. Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.
  7. Das Merkmal bringt in der Umwelt einen Vorteil beim Fortpflanzungserfolg.
  8. Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  9. Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  10. Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  11. Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  14. analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  17. Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. Bei künstlicher Selektion wählt der Mensch aus, bei natürlicher die Umwelt.
  20. Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  21. 640
  22. 17.190 Jahre
  23. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  24. 22.920 Jahre
  25. die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  26. durch Variation und Selektion über viele Generationen
  27. Sie zeigen eine Abfolge von Formen mit immer größerer Größe und weniger Zehen.
  28. Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  29. Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.
  30. 17.190 Jahre
  31. Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.
  32. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  33. Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.
  34. Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  35. Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.
  36. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  37. 32
  38. 17.190 Jahre