Evolution Flashcards
Beschreibe kurz die bekannte, aber falsche Evolutionstheorie nach Lamarck. Erläutere diese am Beispiel der Länge des Halses einer Giraffe. Wie würde man dies am Beispiel von Darwins Theorie erklären?
Eine bekannte falsche Theorie ist die von Lamarck, der davon ausging, dass Lebewesen die Eigenschaften, die sie im Laufe ihres Lebens entwickeln, an ihre Nachkommen weitergeben.
Wenn z.B. Giraffen sich immer nach hohen Blättern strecken, dann entwickeln die nachfolgenden Generationen nach der Theorie von Lamarck Stück für Stück einen längeren Hals. D.h. dass durch Gebrauch eines Organs dieses stärker ausgeprägt wird.
Heute wissen wir, dass das Prinzip der Selektion nach Darwin richtig ist. Die Giraffen, die zufällig einen etwas längeren Hals hatten, überlebten und bekamen mehr Nachkommen mit dann auch längerem Hals. Giraffen mit kurzem Hals sind verhungert und gestorben.
Erläutere kurz die Evolutionstheorie nach Darwin. Welche vier Voraussetzungen müssen hierbei erfüllt sein?
In der Theorie nach Darwin steht das Prinzip der natürlichen Auslese, d.h. das Selektionsprinzip im Vordergrund. Individuen, die am besten an die Umwelt angepasst sind (Survival of the Fittest) überleben und bekommen mehr Nachkommen (fittest bedeutet hier „passend“). Die Individuen, die nachteilige Eigenschaften haben oder keine vorteiligen, versterben häufiger, ohne Nachkommen zu bekommen.
Voraussetzungen:
(1) Reproduktion: Individuen müssen mehr Nachkommen haben als zur reinen Arterhaltung erforderlich wäre, damit Individuen mit nachteiligen Eigenschaften versterben können, ohne dass die Art ausstirbt.
(2) Variation: Die Individuen müssen sich in ihren Merkmalen zumindest leicht unterscheiden, damit eine Selektion stattfinden kann.
(3) Selektion: Die Individuen, die durch ihre Merkmale zufällig besser angepasst sind, überleben häufiger und bekommen mehr Nachkommen.
(4) Vererbung: Variationen von Merkmalen müssen vererbbar sein
Was sind Evolutionsfaktoren? Nenne vier Hauptfaktoren.
Prozesse, die die Gesamtheit aller Genvariationen (Genpool) einer Population verändern, werden als Evolutionsfaktoren bezeichnet. Sie führen also zu einer Änderung von Allel Häufigkeiten.
(1) Mutation, (2) Rekombination, (3) Selektion und (4) Gendrift.
Evolutionsfaktoren: erläutere den Einfluss von Mutationen.
Mutationen verändern zufällig die Erbinformation und haben häufig negative Auswirkungen auf das Individuum, manchmal aber auch positive, sodass das Individuum besser überlebt und mehr Nachkommen zeugt
Evolutionsfaktoren: erläutere den Einfluss von Rekombination.
Bei der Keimzellbildung (Meiose) und der Verschmelzung der Keimzellen werden Erbinformationen neu kombiniert, die in dieser Kombination einen Vorteil bieten können. Sie findet nur bei geschlechtlicher Fortpflanzung statt
Evolutionsfaktoren: erläutere den Einfluss von Selektion.
Veränderungen, die durch Mutation und Rekombination entstehen, können so zu mehr oder weniger Nachkommen führen, wodurch sich der Genpool verändert. Die Häufigkeit günstiger Merkmale nimmt zu
Evolutionsfaktoren: erläutere den Einfluss von Gendrift. Wie lässt sich dieser unterteilen?
Gendrift bezeichnet immer die zufällige Änderung des Genpools, also nicht durch natürliche Selektion getrieben.
Dies kann z.B. durch ein Naturereignis passieren, bei dem bei einer Population von 10 Schafen (5 schwarz und 5 weiß) zufällig 4 weiße und 1 schwarzes Schaf sterben, der Genpool dadurch also deutlich verändert wird. Der Effekt wird auch als „Flaschenhalseffekt“ bezeichnet, weil von vorher vielen Individuen jetzt nur noch wenige vorhanden sind, es kommt zu einer genetischen Verarmung.
Auch der „Gründereffekt“ beschreibt das gleiche Phänomen, bei dem wenige Individuen zufällig eine neue Population gründen (z.B. auf einer neuen Insel) und mit ihren zufälligen Allelen den Genpool der neuen Population aufbauen.
Was sind, neben den Hauptfaktoren, noch weitere Evolutionsfaktoren?
Migration: also Zu- und Abwanderung
Genfluss: also der Austausch von genetischer Information zwischen Populationen durch Verpaarung, z.B. zwischen Neandertaler und Homo spapiens oder zwei unterschiedlichen Populationen von Homo sapiens
Isolation: Wenn eine Population lange Zeit isoliert von anderen Populationen ihrer Art ist, ohne dass Genfluss stattfindet, können sich die Populationen mit der Zeit zufällig immer mehr unterscheiden, sogar bis unterschiedliche Arten entstehen
Horizontaler Gentransfer (Synonym: Lateraler Gentransfer): Hierbei wird Erbinformation weitergegeben, ohne dass ein Individuum ein Nachkommen des anderen ist (das wäre vertikaler Gentransfer). Lateraler Gentransfer findet z.B. bei Bakterien durch Konjugation statt, also wenn Plasmide untereinander weitergegeben werden.
Was beschreibt der Begriff “adaptive Radiation”? Erläutere dies am Beispiel von Darwin-Finken.
Darwin-Finken sind verschiedene Arten von Finken auf den Galapagosinseln, die ursprünglich einer gemeinsamen Population angehörten.
Die Abstände zwischen den Inseln sind zu groß, als dass ein regelmäßiger Genfluss stattfinden würde. Durch Zufall und Stürme sind aber wenige Finken auf die verschiedenen Inseln gekommen (Gründereffekt) und haben sich durch Selektion an die Bedingungen der jeweiligen Insel angepasst.
Dort wo es mehr Samen gab, haben die Finken dicke, kräftige Schnäbel entwickelt, dort wo es in kleinen Löchern Insekten gab, haben die Finken eher lange, spitze Schnäbel entwickelt.
So wurde aus einer Art mehrere Unterarten, man spricht auch von „adaptiver Radiation“ (anpassender Auffächerung).
Erläutere den Zusammenhang zwischen Selektion und Sichelzellen-Anämie.
Bei der Sichelzellanämie handelt es sich um eine Punktmutation, die dazu führt, dass sich die Erythrozyten sichelförmig verformen und leichter zerstört werden, wodurch es zu einer Anämie (Blutarmut) kommt.
In Afrika und anderen Malariaregionen kommt diese Mutation häufig vor, da sie bei Heterozygotie einen Selektionsvorteil bietet, indem sie eine gewisse Resistenz gegenüber Malaria verleiht.
Definiere Homologie. Gib ein Beispiel.
Homologie bedeutet Ähnlichkeit von Organen und Körperstrukturen unterschiedlicher Arten aufgrund von gemeinsamer Abstammung.
Homologie wird auch als divergente (auseinandergehende) Entwicklung bezeichnet. Es besteht eine gemeinsame Abstammung, die sich in unterschiedliche Richtungen entwickelt hat.
Beispiel hierfür sind z.B. Ähnlichkeiten der Arme, Beine und Flossen von verschiedenen Tieren.
Wie lauten die drei Kriterien für Homologie? Gib jeweils ein Beispiel.
Kriterium der Lage: Die Organe haben die gleiche Lage im Organismus und auch die gleiche Lage in Bezug auf andere Organe oder Strukturen, z.B. die Lage von Knochen (Oberarmknochen, Handwurzelknochen und die Speiche hat).
Kriterium der Kontinuität: Zueinander homologe Organe können durch Zwischenformen verbunden werden, wenn sie starke Änderungen zueinander aufweisen, z.B. bei den Handknochen verschiedener Säugetiere.
Kriterium der spezifischen Qualität: Wenn der Aufbau sehr komplex ist, ist es extrem unwahrscheinlich, dass ähnliche Organe sich zufällig ohne gemeinsame Abstammung parallel entwickelt haben. Das klassische Beispiel ist hier Zahn und Haischuppe, die beide zwar sehr wenig miteinander zu tun haben, aber so komplex und ähnlich aufgebaut sind, dass man hier trotzdem eine gemeinsame Abstammung annehmen muss.
Definiere Analogie. Gib ein Beispiel.
Analogie ist das Gegenstück zur Homologie. Ähnlichkeiten von analogen Organen beruhen nicht auf gemeinsamer Abstammung, sondern auf ähnlicher Funktion, sodass sich durch ähnlichen Selektionsdruck die ähnlichen Organe bilden.
Bei Analogie spricht man dann von konvergenter (zusammenführender) Entwicklung, eine unterschiedliche Abstammung führt aufgrund von ähnlichen Bedingungen zu Ähnlichkeiten.
So sind die Schere eines Krebs und die Hand eines Menschen analog, sie dienen beide dem Greifen, haben sich aber nicht durch gemeinsame Abstammung entwickelt.
Was sind Rudimente? Wie kommt es dazu? Nenne Beispiele.
Als Rudimente bezeichnet man funktionslos gewordene, rückgebildete Organe, die aber noch vorhanden sind.
Wenn die Funktion eines Organs einer Art oder Population unwichtig geworden ist, fällt der Selektionsdruck weg. Individuen, bei denen sich durch Mutation oder Rekombination das Organ zurückbildet, haben keinen Selektionsnachteil. So bildet sich das Organ über viele Generationen zurück.
Klassisches Beispiel hierfür ist der verkümmerte Wurmfortsatz des Blinddarms, das Steißbein (Überbleibsel eines Schwanz), Muskeln der Ohrmuscheln zum Ausrichten der Ohren, oder Körperbehaarung als Überbleibsel von Fell.
Die Rudimente sind bei allen oder fast allen Individuen vorhanden.
Definiere Atavismen. Nenne Beispiele.
Als Atavismus bezeichnet man das Wiederauftreten von Merkmalen, die eigentlich in der Stammesgeschichte einer Art verloren gegangen sind und durch Mutation bei wenigen Individuen wieder auftreten.
Beispiel beim Menschen sind überzählige Brustwarzen, verlängertes Steißbein (ähnlich eines Schwanz) oder extreme Körperbehaarung, auch an sonst immer unbehaarten Stellen.
