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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
  • 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
    Eine Giraffe streckt den Hals nach hohen Blättern. Wird der Hals ihrer Kinder deshalb länger? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Streckung verändert nicht die Keimzellen.
    Lösung zeigen
    1. Streckung verändert nicht die Keimzellen.
    2. Vererbt wird, was in den Genen liegt.
    Ergebnis:
    Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  2. ●2
    Wie lange dauert es mindestens, bis Evolution an einer Population sichtbar wird? Begründe die Wahl.
    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
  3. ★3
    Ein Medikament verändert die Haut eines Menschen. Wird das an die Kinder vererbt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Vererbt wird, was in den Keimzellen steht.
    2. Veränderungen der Haut stehen dort nicht.
    Ergebnis:
    Nein, es verändert nur den Körper, nicht die Keimzellen.

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

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

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

Auflösung

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

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

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

BeispielVariation und Selektion

Welche drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Nachkommen unterscheiden sich erblich.
  2. Nicht alle kommen durch, weil Nahrung und Raum begrenzt sind.
  1. Nachkommen unterscheiden sich erblich.
  2. Nicht alle kommen durch, weil Nahrung und Raum begrenzt sind.
Ergebnis:
erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt

AchtungErworbenes wird vererbt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Was bedeutet „Fitness“ in der Biologie? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
    Lösung zeigen
    1. Fitness misst den Fortpflanzungserfolg.
    2. Ein starkes Tier ohne Nachkommen hat keine Fitness.
    Ergebnis:
    die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  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
    In einer Population haben alle Tiere dieselben Erbanlagen. Kann Selektion wirken? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion braucht Variation.
    2. Ohne Unterschiede bleiben die Anteile gleich.
    Ergebnis:
    Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

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

Auflösung

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

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

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

BeispielAngepasstheit erklären

Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
  2. Ändert sich die Umwelt, kann der Vorteil verschwinden.
  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.

AchtungMerkmal entsteht, um zu nützen

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Warum haben Eisbären weißes Fell? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das helle Fell war zuerst da.
    Lösung zeigen
    1. Das helle Fell war zuerst da.
    2. Wer es hatte, hatte mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  2. ●8
    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. ★9
    Warum haben manche Höhlenfische keine Augen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Nichtgebrauch, sondern die Selektion entscheidet.
    2. Zufällige Veränderungen werden nicht mehr ausgemerzt.
    Ergebnis:
    Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.

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

EntdeckenFrage

Wo und wann fand man das Fossil Tiktaalik?

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

Auflösung

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

MerkenBelege für Evolution

Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.

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

BeispielBelege für Evolution

Wie lässt sich das Alter eines Fossils bestimmen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Radioaktive Isotope zerfallen mit bekannter Halbwertszeit.
  2. Schichten geben ein relatives Alter.
  1. Radioaktive Isotope zerfallen mit bekannter Halbwertszeit.
  2. Schichten geben ein relatives Alter.
Ergebnis:
Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht

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

Flossen von Fisch und Delfin: Was gilt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Delfine haben Knochen wie Landsäugetiere.
  2. Die Form entstand durch Anpassung.
  1. Delfine haben Knochen wie Landsäugetiere.
  2. Die Form entstand durch Anpassung.
Ergebnis:
Sie sind analog: gleiche Aufgabe, aber der Fisch hat Strahlen, der Delfin Handknochen.

AchtungÄhnlichkeit als Verwandtschaft

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Maulwurf und Maulwurfsgrille graben beide mit Schaufelhänden. Wie sind diese Grabwerkzeuge einzuordnen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gleiche Aufgabe, anderer Grundbau.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Aufgabe, anderer Grundbau.
    2. Das spricht für unabhängige Entstehung.
    Ergebnis:
    analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  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
    Haie und Delfine haben ähnliche Körperform. Was sagt das über die Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ähnliche Umwelt, ähnliche Form.
    2. Der Grundbau unterscheidet sich.
    Ergebnis:
    Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.

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 führt Selektion nach einer Trennung zu verschiedenen Arten? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Jede Gruppe hat eigene Auslese.
  2. Die Unterschiede summieren sich.
  1. Jede Gruppe hat eigene Auslese.
  2. Die Unterschiede summieren sich.
Ergebnis:
Unterschiedliche Umwelten begünstigen verschiedene Merkmale in den getrennten Gruppen.

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. ○16
    Auf den Galápagosinseln leben Finken mit verschiedenen Schnäbeln. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Inseln trennen die Populationen.
    Lösung zeigen
    1. Inseln trennen die Populationen.
    2. Selektion wirkt getrennt.
    Ergebnis:
    Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  2. ●17
    Was ist ein Beispiel für räumliche Isolation? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Warum wirkt ein Antibiotikum nach häufigem Gebrauch oft schlechter? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Resistente gab es schon vorher.
  2. Das Mittel wählt sie aus.
  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.

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 Kolibakterium entstehen durch 5 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 5 Teilungen sind es 2 hoch 5.
    3. 2 hoch 5 ist 32.
    Ergebnis:
    32
  2. ●20
    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.
  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

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?
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

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
    Seit wann gibt es nach Funden aus Marokko den modernen Menschen mindestens? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Funde von Jebel Irhoud sind etwa 300 000 Jahre alt.
    Lösung zeigen
    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
  2. ●23
    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
    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
  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
    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.
  2. ●26
    Wozu haben Fische Schwimmblasen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Merkmale mit Vorteil setzen sich durch.
    2. Der Vorteil erklärt, warum sie erhalten blieben.
    Ergebnis:
    Sie helfen beim Schweben im Wasser; Fische mit dieser Struktur hatten Vorteile.
  3. ●27
    Was zeigt der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Er hatte Federn und Zähne.
    2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
    Ergebnis:
    Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  4. ●28
    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.
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    Der Mensch stammt von welchem Vorfahren ab? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Beide Linien haben sich getrennt weiterentwickelt.
    2. Neandertaler sind eine Schwesterlinie.
    Ergebnis:
    von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

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

AchtungÜberleben des Stärksten

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

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

AchtungMensch stammt vom heutigen Affen ab

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

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

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

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

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

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

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

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

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
    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
    Welche drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.

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

    34
    Warum haben Menschen und Schimpansen sehr ähnliche DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.

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

    35
    Die Flügel von Schmetterling und Fledermaus: Was sind sie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft

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

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

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

    37
    Aus einem einzigen Staphylokokkokkus entstehen durch 3 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    8

  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?
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    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. Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  2. viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  3. Nein, es verändert nur den Körper, nicht die Keimzellen.
  4. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  5. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  6. Nein, denn ohne erbliche Unterschiede gibt es nichts auszuwählen.
  7. Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.
  8. Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  9. Augen kosten Energie; ohne Licht bringt ein Auge keinen Vorteil, und Fische ohne Augen sparten Energie.
  10. Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.
  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. analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  14. die Brustflosse eines Wals
  15. Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.
  16. Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  17. Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. 32
  20. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  21. Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.
  22. seit etwa 300 000 Jahren
  23. 5730 Jahre
  24. etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind
  25. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  26. Sie helfen beim Schweben im Wasser; Fische mit dieser Struktur hatten Vorteile.
  27. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  28. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  29. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  30. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  31. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  32. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  33. Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  34. Weil sie gemeinsame Vorfahren haben, deren Erbgut über die Linien weitergegeben wurde.
  35. analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  36. Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  37. 8
  38. 5730 Jahre