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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 ist eine Population? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Eine Population besteht aus einer Art.
  2. Ihre Mitglieder tauschen Erbanlagen aus.
  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

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
    Was verändert sich bei der Evolution? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Evolution geschieht in Populationen.
    Lösung zeigen
    1. Evolution geschieht in Populationen.
    2. Ein einzelnes Lebewesen ändert seine Erbanlagen nicht.
    Ergebnis:
    die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  2. ●2
    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
  3. ★3
    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.

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

Warum entsteht Variation in einer Population? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sind zufällig.
  2. Die Meiose mischt Allele.
  1. Mutationen sind zufällig.
  2. Die Meiose mischt Allele.
Ergebnis:
durch Mutation und Neukombination bei der Fortpflanzung

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. ○4
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen entstehen zufällig.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen entstehen zufällig.
    2. Die Umwelt entscheidet danach, ob sie nützen.
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  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

Warum sind Pinguine im Wasser gut, an Land aber ungeschickt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Kompromisse sind normal.
  2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
  1. Kompromisse sind normal.
  2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
Ergebnis:
Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.

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
    Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
    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.
  2. ●8
    Der Blinddarm des Menschen ist klein. Was ist die beste Erklärung? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Warum gibt es Lücken im Fossilbericht? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fossilbildung ist selten.
  2. Trotzdem gibt es viele Übergangsformen.
  1. Fossilbildung ist selten.
  2. Trotzdem gibt es viele Übergangsformen.
Ergebnis:
Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Warum haben Menschen und Schimpansen sehr ähnliche DNA? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ähnliches Erbgut zeigt nahe Verwandtschaft.
    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.
  2. ●11
    Warum sind die Fossilfunde des Pferdes ein guter Beleg? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Reihen aus aufeinanderfolgenden Schichten zeigen Übergänge.
    2. Aus Eohippus wurde Equus.
    Ergebnis:
    Sie zeigen eine Abfolge von Formen mit immer größerer Größe und weniger Zehen.
  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

Was haben homologe Organe gemeinsam? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Homologie zeigt Verwandtschaft.
  2. Funktion und Aussehen können verschieden sein.
  1. Homologie zeigt Verwandtschaft.
  2. Funktion und Aussehen können verschieden sein.
Ergebnis:
den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung

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
    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
    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

Was ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
  2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
  1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
  2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
Ergebnis:
Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.

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 ein Beispiel für räumliche Isolation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Räumliche Trennung stoppt den Austausch.
    Lösung zeigen
    1. Räumliche Trennung stoppt den Austausch.
    2. Danach entwickeln sich die Teile getrennt.
    Ergebnis:
    Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  2. ●17
    Wie entstehen neue Arten meistens? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Trennung unterbricht den Austausch.
    2. Danach läuft die Entwicklung getrennt.
    Ergebnis:
    Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  3. ★18
    Warum sind Artgrenzen bei Bakterien schwierig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ohne Fortpflanzungsgemeinschaft greift die Definition nicht.
    2. Man nutzt Erbgut und Merkmale.
    Ergebnis:
    Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.

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

EntdeckenFrage

Wann tauchten die ersten Bakterien auf, die Penicillin zerstören?

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

Auflösung

Schon 1940, vor der ersten Behandlung von Patienten. Forscher fanden bei Bakterien ein Enzym, das Penicillin abbaut. Resistente Bakterien gab es also schon vor dem Gebrauch des Mittels.

MerkenResistenz und Züchtung

Ein Antibiotikum tötet empfindliche Bakterien.

Zufällig resistente überleben und vermehren sich. Der Mensch löst keine Anpassung aus, er wählt aus.

BeispielResistenz, Züchtung und Bakterienwachstum

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

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 wilden Kohlpflanzen wurden Blumenkohl, Rosenkohl und Brokkoli. Wie entstanden die Sorten? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Künstliche Selektion wählt der Mensch.
    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.
  2. ●20
    Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Viren haben keinen Stoffwechsel, den das Mittel stört.
    2. Unnötiger Einsatz begünstigt Resistenzen.
    Ergebnis:
    Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  3. ★21
    Milchsäurebakterien teilen sich alle 20 Minuten. Eine Kultur startet mit 20 Zellen. Wie viele Zellen sind nach 3 Stunden ohne Hemmung zu erwarten?
    Lösung zeigen
    1. In 3 Stunden gibt es 9 Teilungen.
    2. Jede Teilung verdoppelt: 20 mal 2 hoch 9.
    3. 20 mal 512 sind 10240.
    Ergebnis:
    10.240

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

EntdeckenFrage

Tragen Menschen außerhalb Afrikas Erbgut der Neandertaler in sich?

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

Auflösung

Ja, etwa ein bis zwei Prozent. Moderne Menschen und Neandertaler haben sich vor Zehntausenden Jahren gepaart. Das zeigt der Vergleich ihres Erbguts. Der Mensch stammt aber nicht vom Neandertaler ab.

MerkenDer Mensch in der Stammesgeschichte

Mensch und Schimpanse haben gemeinsame Vorfahren vor sechs bis sieben Millionen Jahren.

Der Mensch stammt nicht vom heutigen Schimpansen ab.

BeispielStammesgeschichte und Halbwertszeit

In einem Stück Holzkohle aus einer Feuerstelle ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
  2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 2 mal 5730 sind 11460.
  1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
  2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 2 mal 5730 sind 11460.
Ergebnis:
11.460 Jahre

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    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?
    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
    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
  3. ★24
    Warum eignet sich Kohlenstoff 14 nicht, um 100 Millionen Jahre alte Gesteine zu datieren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Messung gelingt bis etwa 50 000 Jahre.
    2. Für ältere Proben wählt man Uran oder Kalium.
    Ergebnis:
    Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Was ist der Genpool einer Population? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Genpool umfasst alle Allele.
    2. Er ändert sich von Generation zu Generation.
    Ergebnis:
    die Gesamtheit aller Allele der Population
  2. ●26
    Auf heller Rinde fressen Vögel mehr dunkle als helle Birkenspanner. Was folgt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wer seltener gefressen wird, hat mehr Nachkommen.
    2. Dadurch steigt sein Anteil.
    Ergebnis:
    Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.
  3. ●27
    Warum ist Evolution mehr als „nur eine Theorie“? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eine wissenschaftliche Theorie ist gut geprüft.
    2. Fossilien, Gene und Anatomie passen zusammen.
    Ergebnis:
    Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.
  4. ●28
    Die Flügel von Schmetterling und Fledermaus: Was sind sie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
    2. Die Fledermaus hat umgebaute Vordergliedmaßen.
    Ergebnis:
    analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    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
    1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
    2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 1 mal 5730 sind 5730.
    Ergebnis:
    5730 Jahre

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.

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.

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.

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.

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.

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
    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
    Wie nutzt man DNA-Vergleiche als Beleg für Verwandtschaft?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.

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

    35
    Welches Beispiel ist homolog zum Arm des Menschen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Brustflosse eines Wals

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

    36
    Warum bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.

  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

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. die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  2. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  3. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  4. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. der kleine Käfer, wenn mehr seiner Nachkommen selbst Nachkommen haben
  7. Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  8. Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.
  11. Sie zeigen eine Abfolge von Formen mit immer größerer Größe und weniger Zehen.
  12. Ältere Fossilien liegen unten, jüngere oben; so lässt sich die Reihenfolge des Auftretens ablesen.
  13. Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  14. Konvergenz
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  17. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  20. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  21. 10.240
  22. 11.460 Jahre
  23. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  24. Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.
  25. die Gesamtheit aller Allele der Population
  26. Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.
  27. Sie wird durch viele unabhängige Belege gestützt und erklärt Beobachtungen.
  28. analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  29. Sie sind zwei Arten geworden.
  30. 5730 Jahre
  31. Sie werden nicht an Nachkommen vererbt.
  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. Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.
  35. die Brustflosse eines Wals
  36. Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  37. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  38. 5730 Jahre