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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
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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

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

AchtungEinzelne passen sich an

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Birkenspanner wurden in Industriegebieten dunkler. Wie ist das richtig beschrieben? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Falter behält seine Farbe.
    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.
  2. ●2
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht zufällig.
    2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  3. ★3
    Warum ist „Der Mensch entwickelt sich weiter“ in der Evolution missverständlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Entwicklung betrifft ein Lebewesen.
    2. Evolution betrifft viele Generationen.
    Ergebnis:
    Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.

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

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

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

Auflösung

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

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

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

BeispielVariation und Selektion

Was 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

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
    Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fortpflanzungserfolg zählt, nicht nur Überleben.
    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.
  2. ●5
    Gibt es bei der Selektion ein Ziel, auf das die Evolution hinarbeitet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion richtet sich nach der Umwelt der Gegenwart.
    2. Es gibt kein Endziel.
    Ergebnis:
    Nein, sie wirkt ohne Plan, nur auf die Umwelt jetzt.
  3. ★6
    Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht ungerichtet.
    2. Danach wählt die Umwelt aus.
    Ergebnis:
    Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.

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

Sind Angepasstheiten für alle Zeiten gut? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Umwelten ändern sich.
  2. Dann ändert sich die Auslese.
  1. Umwelten ändern sich.
  2. Dann ändert sich die Auslese.
Ergebnis:
Nein, sie passen zur Umwelt einer Zeit und können später nachteilig sein.

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
    Kakteen speichern Wasser im Stamm. Wie entstand das Merkmal? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Variation war schon da.
    Lösung zeigen
    1. Variation war schon da.
    2. Trockenheit wählte aus.
    Ergebnis:
    Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  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 haben manche Höhlenfische keine Augen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Nichtgebrauch, sondern die Selektion entscheidet.
    2. Zufällige Veränderungen werden nicht mehr ausgemerzt.
    Ergebnis:
    Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.

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

EntdeckenFrage

Wo und wann fand man das Fossil Tiktaalik?

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

Auflösung

Auf der Ellesmere-Insel im Norden Kanadas, im Jahr 2004. Das Tier lebte vor etwa 375 Millionen Jahren. Es hatte Kiemen und Flossen wie ein Fisch, aber Handgelenkknochen und einen beweglichen Hals wie ein Landwirbeltier.

MerkenBelege für Evolution

Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.

Ähnlichkeiten im Körperbau und im Erbgut zeigen Verwandtschaft. Mehrere unabhängige Belege weisen auf dasselbe Ergebnis.

BeispielBelege für Evolution

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

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
    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.
  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 Kriterium spricht für Homologie? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Lage, Zusammensetzung und Entwicklung zählen.
  2. Aussehen und Aufgabe sind nachrangig.
  1. Lage, Zusammensetzung und Entwicklung zählen.
  2. Aussehen und Aufgabe sind nachrangig.
Ergebnis:
gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe

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
    Die Mittelohrknochen der Säugetiere sind aus Kieferknochen der Vorfahren entstanden. Was sagt das? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fossilien zeigen die Zwischenschritte.
    Lösung zeigen
    1. Fossilien zeigen die Zwischenschritte.
    2. Homologie zeigt Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  2. ●14
    Welches Beispiel ist homolog zum Arm des Menschen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
    2. Insekten und Spinnen haben andere.
    Ergebnis:
    die Brustflosse eines Wals
  3. ★15
    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

6Ich kann die Entstehung neuer Arten durch Isolation erklären.

EntdeckenFrage

Wie viele Fischarten entstanden im Viktoriasee?

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

Auflösung

Mehrere Hundert Arten von Buntbarschen. Der See trocknete nach heutigem Wissen vor etwa 12 000 Jahren aus und füllte sich dann wieder. In dieser kurzen Zeit entstanden viele Arten aus wenigen Vorfahren.

MerkenArtbildung

Wird eine Population getrennt, tauschen die Teile keine Erbanlagen mehr aus.

Beide verändern sich unabhängig. Sind sie nach langer Zeit nicht mehr kreuzbar, sind es neue Arten.

BeispielArtbildung und Isolation

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

AchtungArtbildung ohne Trennung

So nicht
Neue Arten entstehen, wenn sich Tiere einfach an etwas Neues gewöhnen.
So richtig
Neue Arten entstehen meist, wenn Teilpopulationen getrennt sind und sich unabhängig verändern, bis sie nicht mehr kreuzbar sind.

Frage, ob die Teile der Population noch Erbanlagen austauschen. Ohne Austausch verändern sie sich getrennt weiter.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Was ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    Lösung zeigen
    1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
    Ergebnis:
    Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  2. ●17
    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 Kolibakterium entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 5 Teilungen sind es 2 hoch 5.
  3. 2 hoch 5 ist 32.
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 5 Teilungen sind es 2 hoch 5.
  3. 2 hoch 5 ist 32.
Ergebnis:
32

AchtungMerkmal entsteht, um zu nützen

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Aus 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
    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
    Warum verbreiten sich Resistenzen in Krankenhäusern schnell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Hoher Selektionsdruck.
    2. Viele Kontakte erleichtern die Weitergabe.
    Ergebnis:
    Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.

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

EntdeckenFrage

Tragen Menschen außerhalb Afrikas Erbgut der Neandertaler in sich?

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

Auflösung

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

MerkenDer Mensch in der Stammesgeschichte

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

Der Mensch stammt nicht vom heutigen Schimpansen ab.

BeispielStammesgeschichte und Halbwertszeit

Der Mensch stammt von welchem Vorfahren ab? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Beide Linien haben sich getrennt weiterentwickelt.
  2. Neandertaler sind eine Schwesterlinie.
  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

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 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
    Was zeigen Fossilien der Gattung Homo aus verschiedenen Zeiten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Neandertaler und moderner Mensch lebten gleichzeitig.
    2. Evolution verzweigt sich.
    Ergebnis:
    mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich
  3. ★24
    Ein Gegenstand ist 10 000 Jahre alt. Wie viel seines Kohlenstoffs 14 ist ungefähr noch vorhanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 10 000 geteilt durch 5730 sind etwa 1,7.
    2. Nach 2 Halbwertszeiten wäre es ein Viertel.
    Ergebnis:
    etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
    2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
    Ergebnis:
    Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  2. ●26
    Warum gibt es unter Löwenzahn auf einer oft gemähten Wiese mehr flach wachsende Pflanzen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion wirkt auf erbliche Unterschiede.
    2. Flach wachsen ist erblich.
    Ergebnis:
    Flache Pflanzen wurden seltener abgeschnitten und hatten mehr Samen.
  3. ●27
    Kann ein Tier ein Merkmal bekommen, weil es dieses braucht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind ungerichtet.
    2. Nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
    Ergebnis:
    Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  4. ●28
    Die Ranken einer Erbse und die Dornen eines Kaktus sind beide umgewandelte Blätter. Was sind sie zueinander? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Herkunft, verschiedene Aufgabe.
    2. Das ist Homologie.
    Ergebnis:
    homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  5. ●29
    Wann gelten zwei Populationen als verschiedene Arten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das biologische Artkonzept nutzt die Fortpflanzung.
    2. Aussehen kann täuschen.
    Ergebnis:
    Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen
  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.

AchtungÄhnlichkeit als Verwandtschaft

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

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

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

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

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

AchtungArt am Aussehen bestimmt

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

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

AchtungBakterien gewöhnen sich ans Mittel

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

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

AchtungVerdopplung als Addition gerechnet

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

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

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
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen

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

    32
    Wovon hängt es ab, wie viele Nachkommen ein Lebewesen hat? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Was zeigt die Tarnung eines Stabinsekts? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.

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

    34
    Wie hilft ein Vergleich der Aminosäurefolge eines Proteins bei der Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Je weniger Unterschiede, desto näher verwandt, weil sich Unterschiede mit der Zeit ansammeln.

  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
    Wie führt Selektion nach einer Trennung zu verschiedenen Arten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.

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

    37
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    32

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

    38
    In einem Stück Leder ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    11.460 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. Der Anteil dunkler Falter in der Population stieg über viele Generationen.
  2. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  3. Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.
  4. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  5. Nein, sie wirkt ohne Plan, nur auf die Umwelt jetzt.
  6. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  7. Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  8. Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  9. Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.
  10. Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  11. Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  14. die Brustflosse eines Wals
  15. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  16. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  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. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  21. Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.
  22. 17.190 Jahre
  23. mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich
  24. etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind
  25. Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  26. Flache Pflanzen wurden seltener abgeschnitten und hatten mehr Samen.
  27. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  28. homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  29. Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen
  30. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  31. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  32. von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt
  33. Es hat Vorfahren, die weniger gefressen wurden, weil sie Ästen ähnelten.
  34. Je weniger Unterschiede, desto näher verwandt, weil sich Unterschiede mit der Zeit ansammeln.
  35. Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.
  36. Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.
  37. 32
  38. 11.460 Jahre