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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

Was verändert sich bei der Evolution? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Evolution geschieht in Populationen.
  2. Ein einzelnes Lebewesen ändert seine Erbanlagen nicht.
  1. Evolution geschieht in Populationen.
  2. Ein einzelnes Lebewesen ändert seine Erbanlagen nicht.
Ergebnis:
die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen

AchtungEinzelne passen sich an

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Wie lange dauert es mindestens, bis Evolution an einer Population sichtbar wird? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Anteile verschieben sich nur schrittweise.
    Lösung zeigen
    1. Die Anteile verschieben sich nur schrittweise.
    2. Bei kurzlebigen Arten geht es schneller.
    Ergebnis:
    viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  2. ●2
    Was ist eine Population? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eine Population besteht aus einer Art.
    2. Ihre Mitglieder tauschen Erbanlagen aus.
    Ergebnis:
    alle Lebewesen einer Art, die in einem Gebiet zusammenleben und sich fortpflanzen können
  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

Was bedeutet „Fitness“ in der Biologie? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
  2. Ein starkes Tier ohne Nachkommen hat keine Fitness.
  1. Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
  2. Ein starkes Tier ohne Nachkommen hat keine Fitness.
Ergebnis:
die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben

AchtungErworbenes wird vererbt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Variation entsteht ungerichtet.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht ungerichtet.
    2. Danach wählt die Umwelt aus.
    Ergebnis:
    Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  2. ●5
    Was ist mit „survival of the fittest“ gemeint? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fit heißt angepasst.
    2. Es zählt die Zahl der Nachkommen.
    Ergebnis:
    Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  3. ★6
    In einer Population haben alle Tiere dieselben Erbanlagen. Kann Selektion wirken? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion braucht Variation.
    2. Ohne Unterschiede bleiben die Anteile gleich.
    Ergebnis:
    Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

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

Auflösung

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

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

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

BeispielAngepasstheit erklären

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

AchtungMerkmal entsteht, um zu nützen

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Warum haben Eisbären weißes Fell? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das helle Fell war zuerst da.
    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.
  2. ●8
    Wozu haben Fische Schwimmblasen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Merkmale mit Vorteil setzen sich durch.
    2. Der Vorteil erklärt, warum sie erhalten blieben.
    Ergebnis:
    Sie helfen beim Schweben im Wasser; Fische mit dieser Struktur hatten Vorteile.
  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 der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
Ergebnis:
Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform

AchtungEvolution hat ein Ziel

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Was sind Atavismen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gene der Vorfahren können noch vorhanden sein.
    Lösung zeigen
    1. Gene der Vorfahren können noch vorhanden sein.
    2. Sie werden selten ausgeprägt.
    Ergebnis:
    Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  2. ●11
    Warum 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

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

AchtungÄhnlichkeit als Verwandtschaft

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    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
    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

Wie entstehen neue Arten meistens? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Trennung unterbricht den Austausch.
  2. Danach läuft die Entwicklung getrennt.
  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.

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 bezeichnet man als Art? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
    2. Aussehen kann täuschen.
    Ergebnis:
    Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben
  2. ●17
    Zwei lange getrennte Teilpopulationen treffen wieder zusammen und kreuzen sich nicht mehr. Was ist geschehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fruchtbare Nachkommen entscheiden über die Art.
    2. Fehlen sie, sind es zwei Arten.
    Ergebnis:
    Sie sind zwei Arten geworden.
  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

Was unterscheidet künstliche von natürlicher Selektion? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
  2. Der Auswahlfaktor ist verschieden.
  1. In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
  2. Der Auswahlfaktor ist verschieden.
Ergebnis:
Bei künstlicher Selektion wählt der Mensch aus, bei natürlicher die Umwelt.

AchtungBakterien gewöhnen sich ans Mittel

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 6 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 6 Teilungen sind es 2 hoch 6.
    3. 2 hoch 6 ist 64.
    Ergebnis:
    64
  2. ●20
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    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
  3. ★21
    Ein Landwirt spritzt jedes Jahr dasselbe Mittel gegen Unkraut. Nach Jahren wirkt es kaum noch. Warum? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Mittel selektiert.
    2. Wechsel der Mittel verzögert Resistenz.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Pflanzen überlebten, bildeten Samen und gaben die Eigenschaft weiter.

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

Welches Merkmal zeigt früh den aufrechten Gang in der Stammesgeschichte? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der aufrechte Gang kam vor dem großen Gehirn.
  2. Fußspuren aus Laetoli zeigen ihn.
  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

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 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
  3. ★24
    In einem Holzstück aus einem Pfahlbau 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
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    2. Aus der Mittelwertsänderung allein folgt keine Evolution.
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  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 haben Wüstenfüchse große Ohren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Merkmale waren schon da.
    2. Selektion begünstigte sie.
    Ergebnis:
    Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.
  4. ●28
    Was zeigt das Fossil Tiktaalik? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    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
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    Der Mensch stammt von welchem Vorfahren ab? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Beide Linien haben sich getrennt weiterentwickelt.
    2. Neandertaler sind eine Schwesterlinie.
    Ergebnis:
    von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

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

AchtungÜberleben des Stärksten

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

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

AchtungTheorie als bloße Vermutung

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

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

AchtungMensch stammt vom heutigen Affen ab

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

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

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

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

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

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

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

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

AchtungArt am Aussehen bestimmt

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

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

AchtungVerdopplung als Addition gerechnet

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

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

AchtungGrößenordnung der Zeit falsch geschätzt

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

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

Kannst du das?

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

ÜbenSelbsttest

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

    31
    Was gilt für Mutationen, die in Körperzellen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.

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

    32
    Hellere Mäuse werden auf dunklem Boden häufiger gefressen. Was ändert sich im Laufe der Zeit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Der Anteil dunkler Mäuse nimmt zu.

  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 ist Evolution mehr als „nur eine Theorie“? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.

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

    35
    Welches Kriterium spricht für Homologie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe

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

    36
    Was geschieht, wenn eine Population durch einen neuen Fluss in zwei Teile getrennt wird? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.

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

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

Die Frage vom Anfang

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Wie schnell kann sich eine Population verändern?

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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. viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  2. alle Lebewesen einer Art, die in einem Gebiet zusammenleben und sich fortpflanzen können
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.
  7. Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  8. Sie helfen beim Schweben im Wasser; Fische mit dieser Struktur hatten Vorteile.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  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. Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  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. Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben
  17. Sie sind zwei Arten geworden.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. 64
  20. 32
  21. Zufällig unempfindliche Pflanzen überlebten, bildeten Samen und gaben die Eigenschaft weiter.
  22. 17.190 Jahre
  23. 17.190 Jahre
  24. 22.920 Jahre
  25. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  26. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  27. Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.
  28. eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen
  29. Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  30. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  31. Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.
  32. Der Anteil dunkler Mäuse nimmt zu.
  33. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  34. Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.
  35. gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe
  36. Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  37. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  38. 5730 Jahre