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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.

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  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
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○ 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
    Birkenspanner wurden in Industriegebieten dunkler. Wie ist das richtig beschrieben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Falter behält seine Farbe.
    2. Der Anteil dunkler Falter wuchs, weil sie häufiger überlebten.
    Ergebnis:
    Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.
  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

Hellere Mäuse werden auf dunklem Boden häufiger gefressen. Was ändert sich im Laufe der Zeit? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Dunkle Mäuse überleben häufiger.
  2. Sie haben mehr Nachkommen.
  1. Dunkle Mäuse überleben häufiger.
  2. Sie haben mehr Nachkommen.
Ergebnis:
Der Anteil dunkler Mäuse nimmt zu.

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
    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
    Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungserfolg zählt, nicht nur Überleben.
    2. Das nennt man sexuelle Selektion.
    Ergebnis:
    Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  3. ★6
    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
    Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
    2. Ändert sich die Umwelt, kann der Vorteil verschwinden.
    Ergebnis:
    Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  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

Wie nutzt man DNA-Vergleiche als Beleg für Verwandtschaft?
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sammeln sich mit der Zeit.
  2. Verwandte haben weniger Unterschiede.
  1. Mutationen sammeln sich mit der Zeit.
  2. Verwandte haben weniger Unterschiede.
Ergebnis:
Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.

AchtungEvolution hat ein Ziel

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Warum gibt es Lücken im Fossilbericht? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fossilbildung ist selten.
    Lösung zeigen
    1. Fossilbildung ist selten.
    2. Trotzdem gibt es viele Übergangsformen.
    Ergebnis:
    Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  2. ●11
    Warum haben Menschen und Schimpansen sehr ähnliche DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ähnliches Erbgut zeigt nahe Verwandtschaft.
    2. Die Linien trennten sich vor etwa sechs bis sieben Millionen Jahren.
    Ergebnis:
    Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.
  3. ★12
    Was ist ein Lebendes Fossil, wie der Quastenflosser? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auch diese Arten verändern sich.
    2. Ähnlicher Körperbau heißt nicht gleiche Erbanlagen.
    Ergebnis:
    eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist

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

EntdeckenFrage

Haben Giraffen mehr Halswirbel als Menschen?

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

Auflösung

Nein, beide haben sieben. Fast alle Säugetiere haben sieben Halswirbel, die Giraffe hat nur sehr viel längere. Das zeigt gemeinsamen Grundbau trotz sehr verschiedener Körperform.

MerkenHomologie und Analogie

Homologe Organe haben denselben Grundbau und stammen von gemeinsamen Vorfahren.

Analoge Organe erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedene Herkunft.

BeispielHomologie und Analogie

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

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Was haben homologe Organe gemeinsam? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Homologie zeigt Verwandtschaft.
    Lösung zeigen
    1. Homologie zeigt Verwandtschaft.
    2. Funktion und Aussehen können verschieden sein.
    Ergebnis:
    den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  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
    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

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.

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. ○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
    Auf den Galápagosinseln leben Finken mit verschiedenen Schnäbeln. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Inseln trennen die Populationen.
    2. Selektion wirkt getrennt.
    Ergebnis:
    Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  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

Aus einem einzigen Staphylokokkokkus entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 4 Teilungen sind es 2 hoch 4.
  3. 2 hoch 4 ist 16.
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 4 Teilungen sind es 2 hoch 4.
  3. 2 hoch 4 ist 16.
Ergebnis:
16

AchtungBakterien gewöhnen sich ans Mittel

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium 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
    Warum wirkt ein Antibiotikum nach häufigem Gebrauch oft schlechter? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Resistente gab es schon vorher.
    2. Das Mittel wählt sie aus.
    Ergebnis:
    Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  3. ★21
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium 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

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

Seit wann gibt es nach Funden aus Marokko den modernen Menschen mindestens? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Funde von Jebel Irhoud sind etwa 300 000 Jahre alt.
  2. Die Dinosaurier starben vor 66 Millionen Jahren aus.
  1. Funde von Jebel Irhoud sind etwa 300 000 Jahre alt.
  2. Die Dinosaurier starben vor 66 Millionen Jahren aus.
Ergebnis:
seit etwa 300 000 Jahren

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 Knochen aus einer Höhle ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
    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
  2. ●23
    Welches Merkmal zeigt früh den aufrechten Gang in der Stammesgeschichte? Begründe die Wahl.
    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
  3. ★24
    In einem Knochen aus einer Höhle ist nur noch ein Sechzehntel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis ein Sechzehntel: Das sind 4 Halbierungen.
    2. 4 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 4 mal 5730 sind 22920.
    Ergebnis:
    22.920 Jahre

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Was gilt für Mutationen, die in Körperzellen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nur Mutationen in Keimzellen werden vererbt.
    2. Körperzellen sterben mit dem Körper.
    Ergebnis:
    Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.
  2. ●26
    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.
  3. ●27
    Welche Aussage über Belege für Evolution stimmt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    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.
  4. ●28
    Arm des Menschen, Flosse des Wals und Flügel der Fledermaus haben denselben Grundbau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleicher Grundbau mit verschiedener Aufgabe.
    2. Das spricht für Abstammung.
    Ergebnis:
    Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    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.

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.

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.

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
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.

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

    32
    Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Sind Angepasstheiten für alle Zeiten gut? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, sie passen zur Umwelt einer Zeit und können später nachteilig sein.

  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
    Flossen von Fisch und Delfin: Was gilt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.

  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
    Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.

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

    38
    In einem Stück Leder 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. viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  2. Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  5. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  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. Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  11. Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  14. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  15. Konvergenz
  16. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  17. Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  18. Hunde sind durch Züchtung vom Wolf abgeleitet; die Einteilung ist Konvention.
  19. 8
  20. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  21. 32
  22. 11.460 Jahre
  23. ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind
  24. 22.920 Jahre
  25. Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.
  26. Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  27. Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.
  28. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  29. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  30. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  31. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  32. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  33. Nein, sie passen zur Umwelt einer Zeit und können später nachteilig sein.
  34. Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.
  35. Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.
  36. Sie sind verschiedene Arten, weil ihre Nachkommen nicht fruchtbar sind.
  37. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  38. 5730 Jahre