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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 Giraffe streckt den Hals nach hohen Blättern. Wird der Hals ihrer Kinder deshalb länger? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Streckung verändert nicht die Keimzellen.
  2. Vererbt wird, was in den Genen liegt.
  1. Streckung verändert nicht die Keimzellen.
  2. Vererbt wird, was in den Genen liegt.
Ergebnis:
Nein, erworbene Merkmale werden nicht 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
    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

Wovon hängt es ab, wie viele Nachkommen ein Lebewesen hat? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fitness ist nicht Stärke.
  2. Entscheidend ist, wer mehr Nachkommen hat.
  1. Fitness ist nicht Stärke.
  2. Entscheidend ist, wer mehr Nachkommen hat.
Ergebnis:
von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt

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
    Auf heller Rinde fressen Vögel mehr dunkle als helle Birkenspanner. Was folgt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wer seltener gefressen wird, hat mehr Nachkommen.
    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.
  2. ●5
    Gibt es bei der Selektion ein Ziel, auf das die Evolution hinarbeitet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Selektion richtet sich nach der Umwelt der Gegenwart.
    2. Es gibt kein Endziel.
    Ergebnis:
    Nein, sie wirkt ohne Plan, nur auf die Umwelt jetzt.
  3. ★6
    Natürliche Selektion wirkt nicht nur auf Körperbau. Welches Beispiel passt ebenfalls? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Alles Erbliche kann Fortpflanzungserfolg beeinflussen.
    2. Dazu gehört auch Verhalten.
    Ergebnis:
    Verhalten, das erblich ist, etwa Warnrufe oder Balzverhalten

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

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

Auflösung

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

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

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

BeispielAngepasstheit erklären

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

AchtungErworbenes wird vererbt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Kann ein Tier ein Merkmal bekommen, weil es dieses braucht? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen sind ungerichtet.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind ungerichtet.
    2. Nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
    Ergebnis:
    Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  2. ●8
    Kakteen speichern Wasser im Stamm. Wie entstand das Merkmal? Begründe die Wahl.
    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.
  3. ★9
    Warum ist „Der Hase ist schnell, um dem Fuchs zu entkommen“ biologisch ungenau? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. „Um zu“ unterstellt eine Absicht.
    2. Selektion wirkt rückblickend.
    Ergebnis:
    Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.

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

EntdeckenFrage

Wo und wann fand man das Fossil Tiktaalik?

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

Auflösung

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

MerkenBelege für Evolution

Fossilien zeigen früheres Leben und Übergangsformen.

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

BeispielBelege für Evolution

Warum zeigen Wirbeltierembryonen früh ähnliche Merkmale wie Schlundtaschen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Frühe Stadien ähneln sich, weil sie von gemeinsamen Genen gesteuert werden.
  2. Später trennen sich die Wege.
  1. Frühe Stadien ähneln sich, weil sie von gemeinsamen Genen gesteuert werden.
  2. Später trennen sich die Wege.
Ergebnis:
Weil sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, dessen Entwicklungsgene sie geerbt haben.

AchtungEvolution hat ein Ziel

So nicht
Die Evolution führt von einfachen Tieren zum Menschen als Ziel.
So richtig
Evolution hat kein Ziel. Der Stammbaum verzweigt sich, und der Mensch ist ein Ast neben vielen anderen.

Zeichne einen Stammbaum als Busch mit vielen Ästen und nicht als Leiter. Kein heutiges Lebewesen ist höher oder fertiger.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Was sind Rudimente? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Beispiele sind der Wurmfortsatz oder Beckenknochen bei Walen.
    Lösung zeigen
    1. Beispiele sind der Wurmfortsatz oder Beckenknochen bei Walen.
    2. Sie zeigen Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  2. ●11
    Wie lässt sich das Alter eines Fossils bestimmen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Radioaktive Isotope zerfallen mit bekannter Halbwertszeit.
    2. Schichten geben ein relatives Alter.
    Ergebnis:
    Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  3. ★12
    Was ist ein Lebendes Fossil, wie der Quastenflosser? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auch diese Arten verändern sich.
    2. Ähnlicher Körperbau heißt nicht gleiche Erbanlagen.
    Ergebnis:
    eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist

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

EntdeckenFrage

Haben Giraffen mehr Halswirbel als Menschen?

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

Auflösung

Nein, beide haben sieben. Fast alle Säugetiere haben sieben Halswirbel, die Giraffe hat nur sehr viel längere. Das zeigt gemeinsamen Grundbau trotz sehr verschiedener Körperform.

MerkenHomologie und Analogie

Homologe Organe haben denselben Grundbau und stammen von gemeinsamen Vorfahren.

Analoge Organe erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedene Herkunft.

BeispielHomologie und Analogie

Arm des Menschen, Flosse des Wals und Flügel der Fledermaus haben denselben Grundbau. Was ist das? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gleicher Grundbau mit verschiedener Aufgabe.
  2. Das spricht für Abstammung.
  1. Gleicher Grundbau mit verschiedener Aufgabe.
  2. Das spricht für Abstammung.
Ergebnis:
Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren

AchtungHomologie und Analogie verwechselt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Die Mittelohrknochen der Säugetiere sind aus Kieferknochen der Vorfahren entstanden. Was sagt das? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fossilien zeigen die Zwischenschritte.
    Lösung zeigen
    1. Fossilien zeigen die Zwischenschritte.
    2. Homologie zeigt Abstammung.
    Ergebnis:
    Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  2. ●14
    Die Flügel von Schmetterling und Fledermaus: Was sind sie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
    2. Die Fledermaus hat umgebaute Vordergliedmaßen.
    Ergebnis:
    analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  3. ★15
    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

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 bezeichnet man als Art? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
  2. Aussehen kann täuschen.
  1. Fortpflanzungsgemeinschaft ist das Kriterium.
  2. Aussehen kann täuschen.
Ergebnis:
Lebewesen, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen haben

AchtungArtbildung ohne Trennung

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Was ist eine genetische Isolation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    Lösung zeigen
    1. Auch ohne Trennung kann Fortpflanzung scheitern.
    2. Unfruchtbarkeit ist ein Beispiel.
    Ergebnis:
    Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  2. ●17
    Was ist ein Beispiel für zeitliche Isolation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auch ohne Barriere kann Austausch ausbleiben.
    2. Der Zeitpunkt trennt.
    Ergebnis:
    Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.
  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
    Warum sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Abbruch lässt die weniger empfindlichen leben.
    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.
  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
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium entstehen durch 5 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    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

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 ein Achtel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis ein Achtel: Das sind 3 Halbierungen.
  2. 3 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 3 mal 5730 sind 17190.
  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

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
    Was zeigen Fossilien der Gattung Homo aus verschiedenen Zeiten? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Neandertaler und moderner Mensch lebten gleichzeitig.
    Lösung zeigen
    1. Neandertaler und moderner Mensch lebten gleichzeitig.
    2. Evolution verzweigt sich.
    Ergebnis:
    mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich
  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 Holzkohle aus einer Feuerstelle 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
    Eine Läuferin trainiert und hat starke Beine. Ihr Kind hat deshalb ebenfalls starke Beine. Warum ist diese Begründung falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Muskeln entstehen im Körper durch Training.
    2. In den Keimzellen ändert sich dadurch nichts.
    Ergebnis:
    Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  2. ●26
    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. ●27
    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.
  4. ●28
    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
  5. ●29
    Flügel von Insekt und Vogel erfüllen dieselbe Aufgabe, haben aber verschiedenen Bau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Aufgabe, verschiedene Herkunft.
    2. Man nennt das Konvergenz.
    Ergebnis:
    Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  6. ●30
    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.

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.

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.

AchtungTheorie als bloße Vermutung

So nicht
Evolution ist nur eine Theorie, also nicht bewiesen.
So richtig
In der Wissenschaft ist eine Theorie ein gut geprüftes System von Erklärungen, das viele Beobachtungen zusammenhält.

In der Alltagssprache heißt Theorie Vermutung. In der Wissenschaft ist es eine Erklärung, die vielfach geprüft wurde.

AchtungÄhnlichkeit als Verwandtschaft

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

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

AchtungFehlende Fossilien als Widerlegung

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

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

AchtungArt am Aussehen bestimmt

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

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

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
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.

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

    32
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Welcher Satz beschreibt eine Angepasstheit richtig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Merkmal bringt in der Umwelt einen Vorteil beim Fortpflanzungserfolg.

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

    34
    Welche Aussage über Belege für Evolution stimmt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.

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

    35
    Arm des Menschen, Flosse des Wals und Flügel der Fledermaus haben denselben Grundbau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren

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

    36
    Was ist ein Beispiel für zeitliche Isolation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.

  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
    Welches Merkmal zeigt früh den aufrechten Gang in der Stammesgeschichte? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind

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. Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.
  5. Nein, sie wirkt ohne Plan, nur auf die Umwelt jetzt.
  6. Verhalten, das erblich ist, etwa Warnrufe oder Balzverhalten
  7. Nein, Bedarf erzeugt keine Gene; nur vorhandene Variation wird ausgelesen.
  8. Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  11. Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  12. eine Art, die einer sehr alten Fossilgruppe ähnelt, aber nicht unverändert ist
  13. Organe können ihre Aufgabe wechseln; die gleiche Herkunft zeigt Homologie.
  14. analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  15. Konvergenz
  16. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  17. Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.
  18. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich; das Kriterium der Kreuzbarkeit passt nicht.
  19. Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  20. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  21. 32
  22. mehrere Arten lebten zeitweise nebeneinander; der Stammbaum verzweigt sich
  23. von gemeinsamen Vorfahren mit den Schimpansen, die weder Mensch noch Schimpanse waren
  24. 11.460 Jahre
  25. Trainierte Muskeln werden nicht über die Keimzellen vererbt.
  26. Männchen mit prächtigem Schwanz haben mehr Nachkommen, weil sie von Weibchen bevorzugt werden.
  27. Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.
  28. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  29. Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  30. Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  31. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  32. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  33. Das Merkmal bringt in der Umwelt einen Vorteil beim Fortpflanzungserfolg.
  34. Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.
  35. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  36. Zwei Populationen blühen oder paaren sich zu verschiedenen Jahreszeiten.
  37. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  38. ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind