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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

Kann sich ein einzelnes Lebewesen im Laufe seines Lebens evolutiv verändern? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
  2. Ein Einzelwesen behält seine Gene.
  1. Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
  2. Ein Einzelwesen behält seine Gene.
Ergebnis:
Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.

AchtungEinzelne passen sich an

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Muskeln entstehen im Körper durch Training.
    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. ●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
    Ein Teil einer Insektenpopulation überlebt ein Gift. Nach zehn Generationen ist die Population fast unempfindlich. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Unempfindliche gab es schon vorher.
    2. Sie hatten mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.

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

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

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

Auflösung

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

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

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

BeispielVariation und Selektion

Welche 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
    Hellere Mäuse werden auf dunklem Boden häufiger gefressen. Was ändert sich im Laufe der Zeit? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Dunkle Mäuse überleben häufiger.
    Lösung zeigen
    1. Dunkle Mäuse überleben häufiger.
    2. Sie haben mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Der Anteil dunkler Mäuse nimmt zu.
  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
    Zwei Käfer: einer frisst viel und wächst groß, hat aber wenige Eier. Der andere ist klein und hat viele Eier. Wer hat die höhere Fitness? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fitness zählt Nachkommen.
    2. Stärke allein ist kein Maß.
    Ergebnis:
    der kleine Käfer, wenn mehr seiner Nachkommen selbst Nachkommen haben

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

Kakteen speichern Wasser im Stamm. Wie entstand das Merkmal? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Variation war schon da.
  2. Trockenheit wählte aus.
  1. Variation war schon da.
  2. Trockenheit wählte aus.
Ergebnis:
Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.

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
    Ist jedes Merkmal eine Angepasstheit? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
    Lösung zeigen
    1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
    2. Nicht alles hat eine Funktion.
    Ergebnis:
    Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  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 haben manche Höhlenfische keine Augen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Nichtgebrauch, sondern die Selektion entscheidet.
    2. Zufällige Veränderungen werden nicht mehr ausgemerzt.
    Ergebnis:
    Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.

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

Wie hilft ein Vergleich der Aminosäurefolge eines Proteins bei der Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen häufen sich im Lauf der Zeit.
  2. Wenige Unterschiede bedeuten junge Trennung.
  1. Mutationen häufen sich im Lauf der Zeit.
  2. Wenige Unterschiede bedeuten junge Trennung.
Ergebnis:
Je weniger Unterschiede, desto näher verwandt, weil sich Unterschiede mit der Zeit ansammeln.

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
    Was sind Rudimente? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Beispiele sind der Wurmfortsatz oder Beckenknochen bei Walen.
    2. Sie zeigen Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  3. ★12
    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

Flügel von Insekt und Vogel erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedenen Bau. Was ist das? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft.
  2. Man nennt das Konvergenz.
  1. Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft.
  2. Man nennt das Konvergenz.
Ergebnis:
Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen

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
    Welches Beispiel ist homolog zum Arm des Menschen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
    Lösung zeigen
    1. Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
    2. Insekten und Spinnen haben andere.
    Ergebnis:
    die Brustflosse eines Wals
  2. ●14
    Wie nennt man die Entstehung ähnlicher Merkmale bei nicht verwandten Arten durch gleiche Umweltanforderungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Konvergenz heißt Annäherung.
    2. Sie erzeugt analoge Organe.
    Ergebnis:
    Konvergenz
  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

Zwei lange getrennte Teilpopulationen treffen wieder zusammen und kreuzen sich nicht mehr. Was ist geschehen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fruchtbare Nachkommen entscheiden über die Art.
  2. Fehlen sie, sind es zwei Arten.
  1. Fruchtbare Nachkommen entscheiden über die Art.
  2. Fehlen sie, sind es zwei Arten.
Ergebnis:
Sie sind zwei Arten geworden.

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
    Was ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    Lösung zeigen
    1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
    Ergebnis:
    Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  2. ●17
    Was bezeichnet man als Art? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
    2. Aussehen kann täuschen.
    Ergebnis:
    Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben
  3. ★18
    Ein Hund und ein Wolf lassen sich kreuzen und haben fruchtbare Nachkommen. Warum werden sie oft getrennt genannt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Artgrenzen sind fließend.
    2. Der Artbegriff hat Ausnahmen.
    Ergebnis:
    Hunde sind durch Züchtung vom Wolf abgeleitet; die Einteilung ist Konvention.

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

Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Viren haben keinen Stoffwechsel, den das Mittel stört.
  2. Unnötiger Einsatz begünstigt Resistenzen.
  1. Viren haben keinen Stoffwechsel, den das Mittel stört.
  2. Unnötiger Einsatz begünstigt Resistenzen.
Ergebnis:
Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.

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 3 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 3 Teilungen sind es 2 hoch 3.
    3. 2 hoch 3 ist 8.
    Ergebnis:
    8
  2. ●20
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 3 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    2. Nach 3 Teilungen sind es 2 hoch 3.
    3. 2 hoch 3 ist 8.
    Ergebnis:
    8
  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

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
    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
    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?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
    2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 2 mal 5730 sind 11460.
    Ergebnis:
    11.460 Jahre
  3. ★24
    In einem Stück Holzkohle aus einer Feuerstelle 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

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen entstehen zufällig.
    2. Die Umwelt entscheidet danach, ob sie nützen.
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  2. ●26
    Was zeigt die Tarnung eines Stabinsekts? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auslese wirkt über Räuber.
    2. Tarnung wurde über Generationen verbessert.
    Ergebnis:
    Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  3. ●27
    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
  4. ●28
    Die Ranken einer Erbse und die Dornen eines Kaktus sind beide umgewandelte Blätter. Was sind sie zueinander? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Herkunft, verschiedene Aufgabe.
    2. Das ist Homologie.
    Ergebnis:
    homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  5. ●29
    Was geschieht, wenn eine Population durch einen neuen Fluss in zwei Teile getrennt wird? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Räumliche Trennung ist der Beginn.
    2. Genaustausch fehlt.
    Ergebnis:
    Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  6. ●30
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium 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.

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
    Was verändert sich bei der Evolution? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen

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

    32
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Warum haben Eisbären weißes Fell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.

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

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

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

    35
    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
    Was bezeichnet man als Art? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Lebewesen, die 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 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?
    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. Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  2. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. Der Anteil dunkler Mäuse nimmt zu.
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. der kleine Käfer, wenn mehr seiner Nachkommen selbst Nachkommen haben
  7. Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  8. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  9. Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.
  10. Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  11. Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. die Brustflosse eines Wals
  14. Konvergenz
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  17. Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben
  18. Hunde sind durch Züchtung vom Wolf abgeleitet; die Einteilung ist Konvention.
  19. 8
  20. 8
  21. Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.
  22. 17.190 Jahre
  23. 11.460 Jahre
  24. 17.190 Jahre
  25. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  26. Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  27. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  28. homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  29. Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  30. 16
  31. die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  32. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  33. Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  34. Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  35. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  36. Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben
  37. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  38. 5730 Jahre