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Biologie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

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Evolution

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Auf der Galápagosinsel Daphne Major starb 1977 bei einer Dürre ein großer Teil der Finken. Überlebt haben vor allem Vögel mit tieferem Schnabel, weil sie harte Samen knacken konnten. Schon die Nachkommen hatten im Mittel einen tieferen Schnabel. Quelle: Boag und Grant 1981, Intense natural selection in a population of Darwin's finches, Science 214.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich kann Evolution als Veränderung von Populationen über viele Generationen beschreiben und von der Entwicklung eines Einzelwesens unterscheiden.

EntdeckenFrage

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

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

Auflösung

Auf der Galápagosinsel Daphne Major starb 1977 bei einer Dürre ein großer Teil der Finken. Überlebt haben vor allem Vögel mit tieferem Schnabel, weil sie harte Samen knacken konnten. Schon die Nachkommen hatten im Mittel einen tieferen Schnabel.

MerkenPopulationen verändern sich

Ein einzelnes Lebewesen verändert seine Erbanlagen nicht.

Eine Population verändert sich, weil sich über viele Generationen die Anteile der Erbanlagen verschieben.

BeispielPopulation und Evolution

Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
  2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
  1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
  2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
Ergebnis:
Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.

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
    Ein Mensch lernt Klavierspielen. Wird sein Kind dadurch mit dem Können geboren? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Lernen verändert das Gehirn, nicht die Keimzellen.
    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. ●2
    Kann sich ein einzelnes Lebewesen im Laufe seines Lebens evolutiv verändern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Evolution betrifft die Häufigkeit von Allelen.
    2. Ein Einzelwesen behält seine Gene.
    Ergebnis:
    Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  3. ★3
    Ein Teil einer Insektenpopulation überlebt ein Gift. Nach zehn Generationen ist die Population fast unempfindlich. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Unempfindliche gab es schon vorher.
    2. Sie hatten mehr Nachkommen.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.

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

EntdeckenFrage

Warum haben Mäuse an weißen Stränden in Florida helles Fell?

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

Auflösung

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

MerkenVariation und Selektion

Nachkommen unterscheiden sich erblich.

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

BeispielVariation und Selektion

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
    Welche drei Voraussetzungen braucht natürliche Selektion? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Nachkommen unterscheiden sich erblich.
    Lösung zeigen
    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
  2. ●5
    Was ist die Aufgabe der Selektion? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion wählt aus, was da ist.
    2. Neues entsteht durch Mutation.
    Ergebnis:
    Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.
  3. ★6
    Auf heller Rinde fressen Vögel mehr dunkle als helle Birkenspanner. Was folgt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wer seltener gefressen wird, hat mehr Nachkommen.
    2. Dadurch steigt sein Anteil.
    Ergebnis:
    Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

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

Auflösung

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

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

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

BeispielAngepasstheit erklären

Ist jedes Merkmal eine Angepasstheit? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
  2. Nicht alles hat eine Funktion.
  1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
  2. Nicht alles hat eine Funktion.
Ergebnis:
Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.

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 sind Pinguine im Wasser gut, an Land aber ungeschickt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Kompromisse sind normal.
    Lösung zeigen
    1. Kompromisse sind normal.
    2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
    Ergebnis:
    Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  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
    Warum ist „Der Hase ist schnell, um dem Fuchs zu entkommen“ biologisch ungenau? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. „Um zu“ unterstellt eine Absicht.
    2. Selektion wirkt rückblickend.
    Ergebnis:
    Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.

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

EntdeckenFrage

Wo und wann fand man das Fossil Tiktaalik?

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

Auflösung

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

MerkenBelege für Evolution

Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.

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

BeispielBelege für Evolution

Was zeigt der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
  1. Er hatte Federn und Zähne.
  2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
Ergebnis:
Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform

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

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

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
    Welches Beispiel ist homolog zum Arm des Menschen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
    Lösung zeigen
    1. Wirbeltiere haben denselben Gliedmaßenbauplan.
    2. Insekten und Spinnen haben andere.
    Ergebnis:
    die Brustflosse eines Wals
  2. ●14
    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.
  3. ★15
    Warum nutzt man homologe Merkmale für Stammbäume? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Stammbäume zeigen Abstammung.
    2. Nur Homologien zeigen sie.
    Ergebnis:
    Sie stammen vom gemeinsamen Vorfahren, analoge Merkmale würden falsche Verwandtschaft vortäuschen.

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

Warum bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
  2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
  1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
  2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
Ergebnis:
Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.

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 geschieht, wenn eine Population durch einen neuen Fluss in zwei Teile getrennt wird? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Räumliche Trennung ist der Beginn.
    Lösung zeigen
    1. Räumliche Trennung ist der Beginn.
    2. Genaustausch fehlt.
    Ergebnis:
    Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  2. ●17
    Auf den Galápagosinseln leben Finken mit verschiedenen Schnäbeln. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Inseln trennen die Populationen.
    2. Selektion wirkt getrennt.
    Ergebnis:
    Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  3. ★18
    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

Was unterscheidet künstliche von natürlicher Selektion? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
  2. Der Auswahlfaktor ist verschieden.
  1. In beiden Fällen sind Unterschiede erblich.
  2. Der Auswahlfaktor ist verschieden.
Ergebnis:
Bei künstlicher Selektion wählt der Mensch aus, bei natürlicher die Umwelt.

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
    Wirkt ein Antibiotikum gegen Grippeviren? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Viren haben keinen Stoffwechsel, den das Mittel stört.
    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.
  2. ●20
    Warum sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
    2. Sie geben ihre Erbanlagen weiter.
    Ergebnis:
    Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  3. ★21
    Ein Landwirt spritzt jedes Jahr dasselbe Mittel gegen Unkraut. Nach Jahren wirkt es kaum noch. Warum? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Mittel selektiert.
    2. Wechsel der Mittel verzögert Resistenz.
    Ergebnis:
    Zufällig unempfindliche Pflanzen überlebten, bildeten Samen und gaben die Eigenschaft weiter.

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

EntdeckenFrage

Tragen Menschen außerhalb Afrikas Erbgut der Neandertaler in sich?

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

Auflösung

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

MerkenDer Mensch in der Stammesgeschichte

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

Der Mensch stammt nicht vom heutigen Schimpansen ab.

BeispielStammesgeschichte und Halbwertszeit

In einem Stück Leder ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
  2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 1 mal 5730 sind 5730.
  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

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
    Der Mensch stammt von welchem Vorfahren ab? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Beide Linien haben sich getrennt weiterentwickelt.
    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
  2. ●23
    In einem Stück Leder ist nur noch ein Achtel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    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
  3. ★24
    Warum eignet sich Kohlenstoff 14 nicht, um 100 Millionen Jahre alte Gesteine zu datieren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Messung gelingt bis etwa 50 000 Jahre.
    2. Für ältere Proben wählt man Uran oder Kalium.
    Ergebnis:
    Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Menschen sind heute im Mittel größer als vor 150 Jahren. Welche Erklärung ist zuerst zu prüfen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körpergröße hängt auch von der Umwelt ab.
    2. Aus der Mittelwertsänderung allein folgt keine Evolution.
    Ergebnis:
    bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  2. ●26
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen entstehen zufällig.
    2. Die Umwelt entscheidet danach, ob sie nützen.
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  3. ●27
    Warum gibt es Lücken im Fossilbericht? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fossilbildung ist selten.
    2. Trotzdem gibt es viele Übergangsformen.
    Ergebnis:
    Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  4. ●28
    Wie nennt man die Entstehung ähnlicher Merkmale bei nicht verwandten Arten durch gleiche Umweltanforderungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Konvergenz heißt Annäherung.
    2. Sie erzeugt analoge Organe.
    Ergebnis:
    Konvergenz
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    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

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.

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.

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.

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
    Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.

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

    32
    Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Wie ist eine Angepasstheit entstanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    durch Variation und Selektion über viele Generationen

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

    34
    Was zeigt das Fossil Tiktaalik? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen

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

    35
    Maulwurf und Maulwurfsgrille graben beide mit Schaufelhänden. Wie sind diese Grabwerkzeuge einzuordnen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau

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

    36
    Wie entstehen neue Arten meistens? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.

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

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

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

    38
    In einem Knochen aus einer Höhle 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. Nein, Gelerntes ist kein Teil der Erbinformation.
  2. Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  3. Zufällig unempfindliche Tiere überlebten und gaben die Erbanlagen weiter.
  4. erbliche Variation, Unterschiede im Fortpflanzungserfolg und eine begrenzte Umwelt
  5. Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.
  6. Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.
  7. Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  8. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  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. die Brustflosse eines Wals
  14. Nichts Sicheres: Die Form ist Anpassung an das Wasser, Delfine sind Säugetiere.
  15. Sie stammen vom gemeinsamen Vorfahren, analoge Merkmale würden falsche Verwandtschaft vortäuschen.
  16. Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  17. Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  20. Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  21. Zufällig unempfindliche Pflanzen überlebten, bildeten Samen und gaben die Eigenschaft weiter.
  22. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  23. 17.190 Jahre
  24. Nach so langer Zeit ist praktisch nichts mehr davon übrig; man nimmt Stoffe mit längerer Halbwertszeit.
  25. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  26. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  27. Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  28. Konvergenz
  29. Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  30. mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich
  31. Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  32. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  33. durch Variation und Selektion über viele Generationen
  34. eine Übergangsform zwischen Fischen und Landwirbeltieren mit Flossen und Anlagen für Gliedmaßen
  35. analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  36. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  37. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  38. 11.460 Jahre