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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

Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Variation entsteht zufällig.
  2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
  1. Variation entsteht zufällig.
  2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
Ergebnis:
Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.

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
    Was verändert sich bei der Evolution? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Evolution geschieht in Populationen.
    Lösung zeigen
    1. Evolution geschieht in Populationen.
    2. Ein einzelnes Lebewesen ändert seine Erbanlagen nicht.
    Ergebnis:
    die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  2. ●2
    Wie lange dauert es mindestens, bis Evolution an einer Population sichtbar wird? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Anteile verschieben sich nur schrittweise.
    2. Bei kurzlebigen Arten geht es schneller.
    Ergebnis:
    viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  3. ★3
    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

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

Der Pfau hat einen auffälligen Schwanz, der ihn behindert. Warum bleibt er erhalten? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fortpflanzungserfolg zählt, nicht nur Überleben.
  2. Das nennt man sexuelle Selektion.
  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.

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 Rolle spielt der Zufall in der Evolution? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Variation entsteht ungerichtet.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht ungerichtet.
    2. Danach wählt die Umwelt aus.
    Ergebnis:
    Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  2. ●5
    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. ★6
    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.

3Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

EntdeckenFrage

Warum haben manche Höhlenfische keine Augen?

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

Auflösung

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

MerkenAngepasstheit entsteht ohne Ziel

Merkmale entstehen nicht, weil das Lebewesen sie braucht.

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

BeispielAngepasstheit erklären

Warum haben Eisbären weißes Fell? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das helle Fell war zuerst da.
  2. Wer es hatte, hatte mehr Nachkommen.
  1. Das helle Fell war zuerst da.
  2. Wer es hatte, hatte mehr Nachkommen.
Ergebnis:
Zufällig hellere Bären hatten im Schnee mehr Jagderfolg und mehr Nachkommen.

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
    Warum ist ein Merkmal in einer neuen Umwelt manchmal nachteilig? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
    Lösung zeigen
    1. Selektion wirkt in einer bestimmten Umwelt.
    2. Ändert sich die Umwelt, kann der Vorteil verschwinden.
    Ergebnis:
    Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  2. ●8
    Der Blinddarm des Menschen ist klein. Was ist die beste Erklärung? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Nicht der Gebrauch verändert die Erbanlagen.
    2. Selektion und Zufall verändern die Anteile.
    Ergebnis:
    Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  3. ★9
    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

Welche Aussage über Belege für Evolution stimmt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mehrere unabhängige Wege führen zum selben Ergebnis.
  2. Das macht die Schlussfolgerung stark.
  1. Mehrere unabhängige Wege führen zum selben Ergebnis.
  2. Das macht die Schlussfolgerung stark.
Ergebnis:
Fossilien, Körperbau, Embryonen und Erbgut weisen unabhängig voneinander auf Abstammung.

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. ○10
    Wie hilft ein Vergleich der Aminosäurefolge eines Proteins bei der Verwandtschaft? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen häufen sich im Lauf der Zeit.
    Lösung zeigen
    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.
  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 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

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

Die Flügel von Schmetterling und Fledermaus: Was sind sie? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
  2. Die Fledermaus hat umgebaute Vordergliedmaßen.
  1. Der Schmetterling hat Flügel aus Ausstülpungen der Körperwand.
  2. Die Fledermaus hat umgebaute Vordergliedmaßen.
Ergebnis:
analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft

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
    Warum sind Haie und Delfine trotz ähnlicher Form nicht eng verwandt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Delfine sind Säugetiere.
    Lösung zeigen
    1. Delfine sind Säugetiere.
    2. Haie sind Knorpelfische.
    Ergebnis:
    Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  2. ●14
    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
  3. ★15
    Maulwurf und Maulwurfsgrille graben beide mit Schaufelhänden. Wie sind diese Grabwerkzeuge einzuordnen? Begründe die Wahl.
    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

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

Wann gelten zwei Populationen als verschiedene Arten? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das biologische Artkonzept nutzt die Fortpflanzung.
  2. Aussehen kann täuschen.
  1. Das biologische Artkonzept nutzt die Fortpflanzung.
  2. Aussehen kann täuschen.
Ergebnis:
Wenn sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen

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 ein Beispiel für räumliche Isolation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Räumliche Trennung stoppt den Austausch.
    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.
  2. ●17
    Wie entstehen neue Arten meistens? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Trennung unterbricht den Austausch.
    2. Danach läuft die Entwicklung getrennt.
    Ergebnis:
    Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  3. ★18
    Ein Hund und ein Wolf lassen sich kreuzen und haben fruchtbare Nachkommen. Warum werden sie oft getrennt genannt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Artgrenzen sind fließend.
    2. Der Artbegriff hat Ausnahmen.
    Ergebnis:
    Hunde sind durch Züchtung vom Wolf abgeleitet; die Einteilung ist Konvention.

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

EntdeckenFrage

Wann tauchten die ersten Bakterien auf, die Penicillin zerstören?

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

Auflösung

Schon 1940, vor der ersten Behandlung von Patienten. Forscher fanden bei Bakterien ein Enzym, das Penicillin abbaut. Resistente Bakterien gab es also schon vor dem Gebrauch des Mittels.

MerkenResistenz und Züchtung

Ein Antibiotikum tötet empfindliche Bakterien.

Zufällig resistente überleben und vermehren sich. Der Mensch löst keine Anpassung aus, er wählt aus.

BeispielResistenz, Züchtung und Bakterienwachstum

Aus einem einzigen Salmonelle entstehen durch 3 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 3 Teilungen sind es 2 hoch 3.
  3. 2 hoch 3 ist 8.
  1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
  2. Nach 3 Teilungen sind es 2 hoch 3.
  3. 2 hoch 3 ist 8.
Ergebnis:
8

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
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium 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
  3. ★21
    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

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

EntdeckenFrage

Tragen Menschen außerhalb Afrikas Erbgut der Neandertaler in sich?

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

Auflösung

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

MerkenDer Mensch in der Stammesgeschichte

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

Der Mensch stammt nicht vom heutigen Schimpansen ab.

BeispielStammesgeschichte und Halbwertszeit

In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
Schritt für Schritt
  1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
  2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 2 mal 5730 sind 11460.
  1. Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
  2. 2 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
  3. 2 mal 5730 sind 11460.
Ergebnis:
11.460 Jahre

AchtungHalbwertszeit falsch angewendet

So nicht
Ein Achtel ist noch da, also sind es 8 Halbwertszeiten.
So richtig
Nach jeder Halbwertszeit halbiert sich der Rest. Ein Achtel, also 1 von 8 Teilen, ist die Hälfte der Hälfte der Hälfte: 3 Halbwertszeiten, nicht 8.

Halbiere Schritt für Schritt: 1, dann ein Halb, ein Viertel, ein Achtel. Zähle die Schritte.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    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?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis ein Viertel: Das sind 2 Halbierungen.
    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
  2. ●23
    In einem Stück Holzkohle aus einer Feuerstelle 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
    Ein Gegenstand ist 10 000 Jahre alt. Wie viel seines Kohlenstoffs 14 ist ungefähr noch vorhanden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 10 000 geteilt durch 5730 sind etwa 1,7.
    2. Nach 2 Halbwertszeiten wäre es ein Viertel.
    Ergebnis:
    etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Was ist der Genpool einer Population? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Genpool umfasst alle Allele.
    2. Er ändert sich von Generation zu Generation.
    Ergebnis:
    die Gesamtheit aller Allele der Population
  2. ●26
    Ist jedes Merkmal eine Angepasstheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Merkmale können zufällig mit anderen Merkmalen gekoppelt sein.
    2. Nicht alles hat eine Funktion.
    Ergebnis:
    Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  3. ●27
    Was haben homologe Organe gemeinsam? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Homologie zeigt Verwandtschaft.
    2. Funktion und Aussehen können verschieden sein.
    Ergebnis:
    den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  4. ●28
    Warum bleiben zwei Arten oft getrennt, obwohl sie im selben Gebiet leben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Fortpflanzungsisolation hält Arten getrennt.
    2. Balz, Zeit und Ort können verschieden sein.
    Ergebnis:
    Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  5. ●29
    Aus wilden Kohlpflanzen wurden Blumenkohl, Rosenkohl und Brokkoli. Wie entstanden die Sorten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Künstliche Selektion wählt der Mensch.
    2. Die Merkmale waren vorher in der Variation.
    Ergebnis:
    Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  6. ●30
    In einem Knochen aus einer Höhle ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
    2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 1 mal 5730 sind 5730.
    Ergebnis:
    5730 Jahre

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.

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.

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.

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.

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.

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
    Kann sich ein einzelnes Lebewesen im Laufe seines Lebens evolutiv verändern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.

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

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

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Ist jedes Merkmal eine Angepasstheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.

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

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

    36
    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
    Warum sollen Antibiotika vollständig und nach Plan genommen werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.

  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

EntdeckenRückschau

Wie schnell kann sich eine Population verändern?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

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

Wörter

Ähnlich
gleiche Form, andere Größe
Anteil
wie viel von einem Ganzen
Teiler
eine Zahl, durch die es ohne Rest aufgeht

Lösungen

  1. die Anteile von Erbanlagen in einer Population über viele Generationen
  2. viele Generationen, bei Bakterien Stunden bis Tage, bei Menschen Jahrhunderte
  3. bessere Ernährung und Gesundheit, nicht unbedingt eine Veränderung der Erbanlagen
  4. Mutationen und Neukombination sind zufällig, die Selektion ist es nicht.
  5. die Zahl der Nachkommen, die selbst Nachkommen haben
  6. Nein, sie wirkt ohne Plan, nur auf die Umwelt jetzt.
  7. Angepasstheit gilt nur für die Umwelt, in der selektiert wurde.
  8. Bei Vorfahren war er größer; ohne Vorteil durch Größe wurde er über Generationen kleiner.
  9. Nein, es ist ein Erbe der Landsäugetiere, das trotzdem funktioniert.
  10. Je weniger Unterschiede, desto näher verwandt, weil sich Unterschiede mit der Zeit ansammeln.
  11. Mit der Zerfallsreihe radioaktiver Stoffe und mit der Gesteinsschicht
  12. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  13. Die ähnliche Form entstand unabhängig durch ähnliche Umwelt, es ist eine Konvergenz.
  14. Analogie, entstanden durch Anpassung an ähnliche Bedingungen
  15. analog, denn der Maulwurf ist ein Säugetier und die Grille ein Insekt mit ganz anderem Bau
  16. Ein Fluss, ein Gebirge oder ein Meeresarm trennt zwei Teile einer Population.
  17. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  18. Hunde sind durch Züchtung vom Wolf abgeleitet; die Einteilung ist Konvention.
  19. Nein, Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, nicht gegen Viren.
  20. 16
  21. 16
  22. 11.460 Jahre
  23. 17.190 Jahre
  24. etwas mehr als ein Viertel, weil fast zwei Halbwertszeiten vergangen sind
  25. die Gesamtheit aller Allele der Population
  26. Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  27. den gleichen Grundbauplan durch gemeinsame Abstammung
  28. Sie paaren sich nicht miteinander, zum Beispiel wegen verschiedener Balzsignale.
  29. Menschen wählten über viele Generationen Pflanzen mit gewünschten Merkmalen zur Vermehrung aus.
  30. 5730 Jahre
  31. Nein, evolutiv verändern sich Populationen über Generationen.
  32. von seinen erblichen Merkmalen im Zusammenspiel mit der Umwelt
  33. Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  34. Weil nur sehr selten Lebewesen zu Fossilien werden und viele Gesteine abgetragen sind.
  35. analoge Organe, gleiche Funktion bei verschiedener Herkunft
  36. Eine Population wird getrennt, beide Teile verändern sich unabhängig, bis sie sich nicht mehr kreuzen.
  37. Sonst überleben teilweise unempfindliche Bakterien und vermehren sich.
  38. ein Becken und ein Fuß, die für zweibeiniges Gehen gebaut sind