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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

Ein Mensch lernt Klavierspielen. Wird sein Kind dadurch mit dem Können geboren? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Lernen verändert das Gehirn, nicht die Keimzellen.
  2. Die Kinder müssen selbst üben.
  1. Lernen verändert das Gehirn, nicht die Keimzellen.
  2. Die Kinder müssen selbst üben.
Ergebnis:
Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.

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
    Wie ändert sich bei der Evolution die Häufigkeit eines vorteilhaften Allels? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Träger des Allels haben mehr Nachkommen.
    Lösung zeigen
    1. Träger des Allels haben mehr Nachkommen.
    2. Das Allel wird häufiger.
    Ergebnis:
    Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  2. ●2
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht zufällig.
    2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  3. ★3
    Warum ist „Der Mensch entwickelt sich weiter“ in der Evolution missverständlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Entwicklung betrifft ein Lebewesen.
    2. Evolution betrifft viele Generationen.
    Ergebnis:
    Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.

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

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Was bedeutet „Fitness“ in der Biologie? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
    Lösung zeigen
    1. Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
    2. Ein starkes Tier ohne Nachkommen hat keine Fitness.
    Ergebnis:
    die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  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
    Natürliche Selektion wirkt nicht nur auf Körperbau. Welches Beispiel passt ebenfalls? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Alles Erbliche kann Fortpflanzungserfolg beeinflussen.
    2. Dazu gehört auch Verhalten.
    Ergebnis:
    Verhalten, das erblich ist, etwa Warnrufe oder Balzverhalten

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.

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. ○7
    Der Blinddarm des Menschen ist klein. Was ist die beste Erklärung? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Nicht der Gebrauch verändert die Erbanlagen.
    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.
  2. ●8
    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. ★9
    Warum ist „Der Hase ist schnell, um dem Fuchs zu entkommen“ biologisch ungenau? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. „Um zu“ unterstellt eine Absicht.
    2. Selektion wirkt rückblickend.
    Ergebnis:
    Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.

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 das Fossil Tiktaalik? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Es hatte Flossen und Handgelenkknochen.
  2. Es lag in Gesteinen von etwa 375 Millionen Jahren.
  1. Es hatte Flossen und Handgelenkknochen.
  2. Es lag in Gesteinen von etwa 375 Millionen Jahren.
Ergebnis:
eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen

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
    Warum sind die Fossilfunde des Pferdes ein guter Beleg? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Reihen aus aufeinanderfolgenden Schichten zeigen Übergänge.
    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.
  2. ●11
    Was zeigt der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Er hatte Federn und Zähne.
    2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
    Ergebnis:
    Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  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 Kriterium spricht für Homologie? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Lage, Zusammensetzung und Entwicklung zählen.
  2. Aussehen und Aufgabe sind nachrangig.
  1. Lage, Zusammensetzung und Entwicklung zählen.
  2. Aussehen und Aufgabe sind nachrangig.
Ergebnis:
gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe

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
    Flügel von Insekt und Vogel erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedenen Bau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft.
    2. Man nennt das Konvergenz.
    Ergebnis:
    Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  2. ●14
    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.
  3. ★15
    Die Mittelohrknochen der Säugetiere sind aus Kieferknochen der Vorfahren entstanden. Was sagt das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fossilien zeigen die Zwischenschritte.
    2. Homologie zeigt Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.

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

Warum bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
  2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
  1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
  2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
Ergebnis:
Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.

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
    Wie entstehen neue Arten meistens? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Trennung unterbricht den Austausch.
    Lösung zeigen
    1. Trennung unterbricht den Austausch.
    2. Danach läuft die Entwicklung getrennt.
    Ergebnis:
    Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  2. ●17
    Was ist ein Beispiel für räumliche Isolation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Räumliche Trennung stoppt den Austausch.
    2. Danach entwickeln sich die Teile getrennt.
    Ergebnis:
    Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  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

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. ○19
    Aus einem einzigen Kolibakterium entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    So fängst du an:
    Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    Lösung zeigen
    1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    2. Nach 5 Teilungen sind es 2 hoch 5.
    3. 2 hoch 5 ist 32.
    Ergebnis:
    32
  2. ●20
    Was unterscheidet künstliche von natürlicher Selektion? Begründe die Wahl.
    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.
  3. ★21
    Warum verbreiten sich Resistenzen in Krankenhäusern schnell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Hoher Selektionsdruck.
    2. Viele Kontakte erleichtern die Weitergabe.
    Ergebnis:
    Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.

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 ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
  2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 2 mal 5730 sind 11460.
  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

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 Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
    Lösung zeigen
    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
  2. ●23
    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
  3. ★24
    In einem Knochen aus einer Höhle 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
    Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht ungerichtet.
    2. Danach wählt die Umwelt aus.
    Ergebnis:
    Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  2. ●26
    Warum haben Eisbären weißes Fell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das helle Fell war zuerst da.
    2. Wer es hatte, hatte mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  3. ●27
    Wie lässt sich das Alter eines Fossils bestimmen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Radioaktive Isotope zerfallen mit bekannter Halbwertszeit.
    2. Schichten geben ein relatives Alter.
    Ergebnis:
    Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  4. ●28
    Flossen von Fisch und Delfin: Was gilt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Delfine haben Knochen wie Landsäugetiere.
    2. Die Form entstand durch Anpassung.
    Ergebnis:
    Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.
  5. ●29
    Warum können Hunderassen trotz verschiedener Größe zu einer Art gehören? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aussehen reicht nicht für die Artbestimmung.
    2. Entscheidend ist die Fortpflanzung.
    Ergebnis:
    Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
  6. ●30
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    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

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.

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.

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.

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
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen

  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
    Kann ein Tier ein Merkmal bekommen, weil es dieses braucht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.

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

    34
    Warum haben Menschen und Schimpansen sehr ähnliche DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.

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

    35
    Arm des Menschen, Flosse des Wals und Flügel der Fledermaus haben denselben Grundbau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren

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

    36
    Warum können Hunderassen trotz verschiedener Größe zu einer Art gehören? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.

  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 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. Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  2. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  3. Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.
  4. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. Verhalten, das erblich ist, etwa Warnrufe oder Balzverhalten
  7. Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  8. durch Variation und Selektion über viele Generationen
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Sie zeigen eine Abfolge von Formen mit immer größerer Größe und weniger Zehen.
  11. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  14. Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  15. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  16. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  17. Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
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  20. Bei künstlicher Selektion wählt der Mensch aus, bei natürlicher die Umwelt.
  21. Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.
  22. 5730 Jahre
  23. 17.190 Jahre
  24. 22.920 Jahre
  25. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  26. Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  27. Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  28. Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.
  29. Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
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  31. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  32. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  33. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  34. Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.
  35. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  36. Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
  37. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  38. 17.190 Jahre