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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
    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 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
    Warum ist „Der Mensch entwickelt sich weiter“ in der Evolution missverständlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Entwicklung betrifft ein Lebewesen.
    2. Evolution betrifft viele Generationen.
    Ergebnis:
    Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.

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

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. ○4
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen entstehen zufällig.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen entstehen zufällig.
    2. Die Umwelt entscheidet danach, ob sie nützen.
    Ergebnis:
    eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  2. ●5
    Warum entsteht Variation in einer Population? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind zufällig.
    2. Die Meiose mischt Allele.
    Ergebnis:
    durch Mutation und Neukombination bei der Fortpflanzung
  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

Warum sind Pinguine im Wasser gut, an Land aber ungeschickt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Kompromisse sind normal.
  2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
  1. Kompromisse sind normal.
  2. Selektion optimiert für die wichtigste Umwelt.
Ergebnis:
Ihr Körper passt zum Schwimmen; Selektion wirkte vor allem dort.

AchtungErworbenes wird vererbt

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Kakteen speichern Wasser im Stamm. Wie entstand das Merkmal? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Variation war schon da.
    Lösung zeigen
    1. Variation war schon da.
    2. Trockenheit wählte aus.
    Ergebnis:
    Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  2. ●8
    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. ★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

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

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 zeigt der Urvogel Archaeopteryx? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Er hatte Federn und Zähne.
    Lösung zeigen
    1. Er hatte Federn und Zähne.
    2. Er hatte einen Schwanz mit Knochen.
    Ergebnis:
    Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  2. ●11
    Was sind Atavismen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gene der Vorfahren können noch vorhanden sein.
    2. Sie werden selten ausgeprägt.
    Ergebnis:
    Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  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

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
    Arm des Menschen, Flosse des Wals und Flügel der Fledermaus haben denselben Grundbau. Was ist das? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gleicher Grundbau mit verschiedener Aufgabe.
    Lösung zeigen
    1. Gleicher Grundbau mit verschiedener Aufgabe.
    2. Das spricht für Abstammung.
    Ergebnis:
    Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  2. ●14
    Die Ranken einer Erbse und die Dornen eines Kaktus sind beide umgewandelte Blätter. Was sind sie zueinander? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleiche Herkunft, verschiedene Aufgabe.
    2. Das ist Homologie.
    Ergebnis:
    homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  3. ★15
    Warum sind Flügel von Fledermaus und Vogel nur teilweise homolog? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Auf Knochenebene gleicher Grundbau.
    2. Auf der Aufgabenebene verschiedene Herkunft.
    Ergebnis:
    Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.

6Ich kann die Entstehung neuer Arten durch Isolation erklären.

EntdeckenFrage

Wie viele Fischarten entstanden im Viktoriasee?

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

Auflösung

Mehrere Hundert Arten von Buntbarschen. Der See trocknete nach heutigem Wissen vor etwa 12 000 Jahren aus und füllte sich dann wieder. In dieser kurzen Zeit entstanden viele Arten aus wenigen Vorfahren.

MerkenArtbildung

Wird eine Population getrennt, tauschen die Teile keine Erbanlagen mehr aus.

Beide verändern sich unabhängig. Sind sie nach langer Zeit nicht mehr kreuzbar, sind es neue Arten.

BeispielArtbildung und Isolation

Was 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
    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 Kolibakterium entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
Schritt für Schritt
  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.
  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

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Aus einem einzigen Kolibakterium entstehen durch 3 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    So fängst du an:
    Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    Lösung zeigen
    1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    2. Nach 3 Teilungen sind es 2 hoch 3.
    3. 2 hoch 3 ist 8.
    Ergebnis:
    8
  2. ●20
    Aus einem einzigen Staphylokokkokkus entstehen durch 6 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    1. Nach 1 Teilung sind es 2, nach 2 Teilungen 4.
    2. Nach 6 Teilungen sind es 2 hoch 6.
    3. 2 hoch 6 ist 64.
    Ergebnis:
    64
  3. ★21
    Staphylokokken teilen sich alle 20 Minuten. Eine Kultur startet mit 20 Zellen. Wie viele Zellen sind nach 2 Stunden ohne Hemmung zu erwarten?
    Lösung zeigen
    1. In 2 Stunden gibt es 6 Teilungen.
    2. Jede Teilung verdoppelt: 20 mal 2 hoch 6.
    3. 20 mal 64 sind 1280.
    Ergebnis:
    1280

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

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 Knochen aus einer Höhle ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    So fängst du an:
    Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
    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
  2. ●23
    In einem Holzstück aus einem Pfahlbau ist nur noch die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs 14 vorhanden. Die Halbwertszeit beträgt 5730 Jahre. Wie alt ist der Fund?
    Lösung zeigen
    1. Halbiere schrittweise bis die Hälfte: Das sind 1 Halbierungen.
    2. 1 Halbwertszeiten mit je 5730 Jahren.
    3. 1 mal 5730 sind 5730.
    Ergebnis:
    5730 Jahre
  3. ★24
    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
    Warum entwickeln sich Bakterien nicht, damit sie gegen ein Antibiotikum widerstandsfähig werden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Variation entsteht zufällig.
    2. Die Umwelt wirkt durch Auslese.
    Ergebnis:
    Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  2. ●26
    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. ●27
    Was sind Rudimente? Begründe die Wahl.
    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
  4. ●28
    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.
  5. ●29
    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
  6. ●30
    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

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

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

AchtungÜberleben des Stärksten

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

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

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.

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.

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.

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 Giraffe streckt den Hals nach hohen Blättern. Wird der Hals ihrer Kinder deshalb länger? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.

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

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

  3. Ich kann Angepasstheit ohne Absicht erklären.

    33
    Warum haben Wüstenfüchse große Ohren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.

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

    34
    Wie nutzt man DNA-Vergleiche als Beleg für Verwandtschaft?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.

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

    35
    Wie nennt man die Entstehung ähnlicher Merkmale bei nicht verwandten Arten durch gleiche Umweltanforderungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Konvergenz

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

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

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

    37
    Aus einem einzigen Milchsäurebakterium entstehen durch 4 Teilungen Nachkommen. Wie viele Zellen sind es danach?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    16

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

    38
    Wann trennten sich nach heutigem Wissen die Linien zu Mensch und Schimpanse? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    vor etwa sechs bis sieben Millionen Jahren

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. Sie nimmt von Generation zu Generation zu.
  3. Entwicklung eines Einzelwesens und Evolution einer Population sind zwei verschiedene Vorgänge.
  4. eine zufällige Veränderung der Erbanlagen
  5. durch Mutation und Neukombination bei der Fortpflanzung
  6. Helle Falter haben dort mehr Nachkommen, ihr Anteil nimmt zu.
  7. Pflanzen mit dickerem, wasserspeicherndem Stamm überlebten in Trockenheit besser und hatten mehr Nachkommen.
  8. Nein, manche Merkmale sind Nebenprodukte oder neutral.
  9. Schnelle Hasen entkamen häufiger und hatten mehr Nachkommen; das Ziel kam nicht vorher.
  10. Merkmale von Reptilien und Vögeln, also eine Übergangsform
  11. Merkmale der Vorfahren, die selten wieder auftreten, etwa Haarkleid beim Menschen
  12. Ältere Fossilien liegen unten, jüngere oben; so lässt sich die Reihenfolge des Auftretens ablesen.
  13. Homologie, ein Hinweis auf gemeinsame Vorfahren
  14. homolog, weil beide aus Blättern entstanden sind
  15. Als Vordergliedmaßen sind sie homolog, als Flügel entstanden sie unabhängig und sind analog.
  16. Das Erbgut der Populationen passt nicht mehr zusammen, Nachkommen sind unfruchtbar.
  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. 8
  20. 64
  21. 1280
  22. 5730 Jahre
  23. 5730 Jahre
  24. 11.460 Jahre
  25. Es gibt zufällig resistente Bakterien, die überleben und sich vermehren.
  26. Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.
  27. Organe, die bei den Vorfahren wichtiger waren und heute zurückgebildet sind
  28. Vorfahren besiedelten verschiedene Inseln und passten sich getrennt an unterschiedliche Nahrung an.
  29. 32
  30. 17.190 Jahre
  31. Nein, erworbene Merkmale werden nicht vererbt.
  32. Sie begünstigt Träger vorteilhafter Merkmale.
  33. Tiere mit größeren Ohren gaben mehr Wärme ab, überlebten besser und hatten mehr Nachkommen.
  34. Je ähnlicher die Basenfolgen, desto näher verwandt sind die Arten.
  35. Konvergenz
  36. Beide Teile verändern sich getrennt und können mit der Zeit zu neuen Arten werden.
  37. 16
  38. vor etwa sechs bis sieben Millionen Jahren