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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

Wie ändert sich bei der Evolution die Häufigkeit eines vorteilhaften Allels? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Träger des Allels haben mehr Nachkommen.
  2. Das Allel wird häufiger.
  1. Träger des Allels haben mehr Nachkommen.
  2. Das Allel wird häufiger.
Ergebnis:
Sie nimmt von Generation zu Generation zu.

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
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    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
  2. ●2
    Eine Giraffe streckt den Hals nach hohen Blättern. Wird der Hals ihrer Kinder deshalb länger? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Streckung verändert nicht die Keimzellen.
    2. Vererbt wird, was in den Genen liegt.
    Ergebnis:
    Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  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

Was ist die Aufgabe der Selektion? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Selektion wählt aus, was da ist.
  2. Neues entsteht durch Mutation.
  1. Selektion wählt aus, was da ist.
  2. Neues entsteht durch Mutation.
Ergebnis:
Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.

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 ist mit „survival of the fittest“ gemeint? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fit heißt angepasst.
    Lösung zeigen
    1. Fit heißt angepasst.
    2. Es zählt die Zahl der Nachkommen.
    Ergebnis:
    Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  2. ●5
    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.
  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

Ist jedes Merkmal eine Angepasstheit? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
  2. Nicht alles hat eine Funktion.
  1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
  2. Nicht alles hat eine Funktion.
Ergebnis:
Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.

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

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
    Wie lässt sich das Alter eines Fossils bestimmen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Radioaktive Isotope zerfallen mit bekannter Halbwertszeit.
    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
  2. ●11
    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.
  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

Die Ranken einer Erbse und die Dornen eines Kaktus sind beide umgewandelte Blätter. Was sind sie zueinander? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gleiche Herkunft, verschiedene Aufgabe.
  2. Das ist Homologie.
  1. Gleiche Herkunft, verschiedene Aufgabe.
  2. Das ist Homologie.
Ergebnis:
homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind

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
    Flossen von Fisch und Delfin: Was gilt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Delfine haben Knochen wie Landsäugetiere.
    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.
  2. ●14
    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.
  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

Ein Maultier ist unfruchtbar. Was folgt für Pferd und Esel? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Kreuzbar ist nicht dasselbe wie fruchtbare Nachkommen.
  2. Das Maultier zeigt die Grenze.
  1. Kreuzbar ist nicht dasselbe wie fruchtbare Nachkommen.
  2. Das Maultier zeigt die Grenze.
Ergebnis:
Sie sind verschiedene Arten, weil ihre Nachkommen nicht fruchtbar sind.

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 führt Selektion nach einer Trennung zu verschiedenen Arten? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Jede Gruppe hat eigene Auslese.
    Lösung zeigen
    1. Jede Gruppe hat eigene Auslese.
    2. Die Unterschiede summieren sich.
    Ergebnis:
    Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.
  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 Salmonelle entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  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.
  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

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 Staphylokokkokkus 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
    Aus wilden Kohlpflanzen wurden Blumenkohl, Rosenkohl und Brokkoli. Wie entstanden die Sorten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Künstliche Selektion wählt der Mensch.
    2. Die Merkmale waren vorher in der Variation.
    Ergebnis:
    Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  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

Was zeigen Fossilien der Gattung Homo aus verschiedenen Zeiten? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Neandertaler und moderner Mensch lebten gleichzeitig.
  2. Evolution verzweigt sich.
  1. Neandertaler und moderner Mensch lebten gleichzeitig.
  2. Evolution verzweigt sich.
Ergebnis:
mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich

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
    Welches Merkmal zeigt früh den aufrechten Gang in der Stammesgeschichte? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Der aufrechte Gang kam vor dem großen Gehirn.
    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
  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
    Ein Gegenstand ist 10 000 Jahre alt. Wie viel seines Kohlenstoffs 14 ist ungefähr noch vorhanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 10 000 geteilt durch 5730 sind etwa 1,7.
    2. Nach 2 Halbwertszeiten wäre es ein Viertel.
    Ergebnis:
    etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
    2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
    Ergebnis:
    Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  2. ●26
    Welche drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    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
  3. ●27
    Warum sind Pinguine im Wasser gut, an Land aber ungeschickt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Kompromisse sind normal.
    2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
    Ergebnis:
    Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  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
    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 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

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.

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.

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
    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
    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
    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 gibt es Lücken im Fossilbericht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.

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

    35
    Die Ranken einer Erbse und die Dornen eines Kaktus sind beide umgewandelte Blätter. Was sind sie zueinander? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind

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

    36
    Ein Maultier ist unfruchtbar. Was folgt für Pferd und Esel? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie sind verschiedene Arten, weil ihre Nachkommen nicht fruchtbar sind.

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

    37
    Aus wilden Kohlpflanzen wurden Blumenkohl, Rosenkohl und Brokkoli. Wie entstanden die Sorten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.

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

    38
    In einem Knochen aus einer Höhle 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. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  2. Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  3. Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.
  4. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  5. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  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. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  11. Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  12. Ältere Fossilien liegen unten, jüngere oben; so lässt sich die Reihenfolge des Auftretens ablesen.
  13. Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.
  14. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.
  17. Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. 32
  20. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  21. 640
  22. ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind
  23. 17.190 Jahre
  24. etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind
  25. Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  26. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  27. Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  28. Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  29. Sie können sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben.
  30. 64
  31. Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  32. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  33. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  34. Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  35. homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  36. Sie sind verschiedene Arten, weil ihre Nachkommen nicht fruchtbar sind.
  37. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  38. 5730 Jahre