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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
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  • 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
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    Lösung zeigen
    1. Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    2. Aus der Mittelwertsänderung allein folgt keine Evolution.
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  2. ●2
    Wie ändert sich bei der Evolution die Häufigkeit eines vorteilhaften Allels? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Träger des Allels haben mehr Nachkommen.
    2. Das Allel wird häufiger.
    Ergebnis:
    Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  3. ★3
    Ein Teil einer Insektenpopulation überlebt ein Gift. Nach zehn Generationen ist die Population fast unempfindlich. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Unempfindliche gab es schon vorher.
    2. Sie hatten mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.

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

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

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

Auflösung

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

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

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

BeispielVariation und Selektion

Welche Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Variation entsteht ungerichtet.
  2. Danach wählt die Umwelt aus.
  1. Variation entsteht ungerichtet.
  2. Danach wählt die Umwelt aus.
Ergebnis:
Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.

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
    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

Wozu haben Fische Schwimmblasen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Merkmale mit Vorteil setzen sich durch.
  2. Der Vorteil erklärt, warum sie erhalten blieben.
  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.

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
    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.
  3. ★9
    Wale haben Lungen und müssen auftauchen. Ist das eine perfekte Anpassung ans Wasser? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Evolution baut um, was da ist.
    2. Sie plant nicht neu.
    Ergebnis:
    Nein, es ist ein Erbe der Landsäugetiere, das trotzdem funktioniert.

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 hilft ein Vergleich der Aminosäurefolge eines Proteins bei der Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen häufen sich im Lauf der Zeit.
  2. Wenige Unterschiede bedeuten junge Trennung.
  1. Mutationen häufen sich im Lauf der Zeit.
  2. Wenige Unterschiede bedeuten junge Trennung.
Ergebnis:
Je weniger Unterschiede, desto näher verwandt, weil sich Unterschiede mit der Zeit ansammeln.

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
    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
    Was zeigt das Fossil Tiktaalik? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Es hatte Flossen und Handgelenkknochen.
    2. Es lag in Gesteinen von etwa 375 Millionen Jahren.
    Ergebnis:
    eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen
  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

Warum sind Haie und Delfine trotz ähnlicher Form nicht eng verwandt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Delfine sind Säugetiere.
  2. Haie sind Knorpelfische.
  1. Delfine sind Säugetiere.
  2. Haie sind Knorpelfische.
Ergebnis:
Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.

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 Kriterium spricht für Homologie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Lage, Zusammensetzung und Entwicklung zählen.
    2. Aussehen und Aufgabe sind nachrangig.
    Ergebnis:
    gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe
  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
    Zwei lange getrennte Teilpopulationen treffen wieder zusammen und kreuzen sich nicht mehr. Was ist geschehen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fruchtbare Nachkommen entscheiden über die Art.
    Lösung zeigen
    1. Fruchtbare Nachkommen entscheiden über die Art.
    2. Fehlen sie, sind es zwei Arten.
    Ergebnis:
    Sie sind zwei Arten geworden.
  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 sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
  2. Sie geben ihre Erbanlagen weiter.
  1. Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
  2. Sie geben ihre Erbanlagen weiter.
Ergebnis:
Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.

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
    Warum wirkt ein Antibiotikum nach häufigem Gebrauch oft schlechter? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Resistente gab es schon vorher.
    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.
  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
    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 Knochen aus einer Höhle 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
    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
    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
    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
    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

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    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.
  2. ●26
    Was bedeutet „Fitness“ in der Biologie? Begründe die Wahl.
    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
  3. ●27
    Wie ist eine Angepasstheit entstanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Kein Tier kann sich Merkmale wünschen.
    2. Die Umwelt wählt aus.
    Ergebnis:
    durch Variation und Selektion über viele Generationen
  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
    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.
  6. ●30
    Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    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

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.

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

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

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

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

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

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

AchtungArt am Aussehen bestimmt

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

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

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
    Wie ändert sich bei der Evolution die Häufigkeit eines vorteilhaften Allels? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie nimmt von Generation zu Generation zu.

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

    32
    Was ist die Aufgabe der Selektion? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Kann ein Tier ein Merkmal bekommen, weil es dieses braucht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.

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

    34
    Warum gibt es Lücken im Fossilbericht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.

  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
    Wann gelten zwei Populationen als verschiedene Arten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen

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

    37
    Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.

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

    38
    Was zeigen Fossilien der Gattung Homo aus verschiedenen Zeiten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich

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. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  2. Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  5. Wer am besten zur Umwelt passt, hinterlässt mehr Nachkommen.
  6. der kleine Käfer, wenn mehr seiner Nachkommen selbst Nachkommen haben
  7. Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  8. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  9. Nein, es ist ein Erbe der Landsäugetiere, das trotzdem funktioniert.
  10. Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.
  11. eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen
  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. gleiche Lage im Körperbau und gleiche Bauteile, auch bei verschiedener Aufgabe
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Sie sind zwei Arten geworden.
  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. Resistente Bakterien überleben und vermehren sich, ihr Anteil in der Population steigt.
  20. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  21. Viel Antibiotikaeinsatz wählt resistente Keime aus, und enge Kontakte verbreiten sie.
  22. seit etwa 300 000 Jahren
  23. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  24. 11.460 Jahre
  25. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  26. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  27. durch Variation und Selektion über viele Generationen
  28. homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  29. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  30. 16
  31. Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  32. Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.
  33. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  34. Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  35. die Brustflosse eines Wals
  36. Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen
  37. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  38. mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich