Phylogenese

Question 1

Def. Phylogenese

Answer 1

= Stammesentwicklung aller Lebewesen
-> beschäftigt sich mit Verwandschaft aller Arten zueinander und der zeitlichen Abfolge ihrer Aufspaltungen

ca.1,8-30 Milionen Arten und 32 Stämme

Question 2

Taxonomie und hierarische Klassifizierung

Answer 2

• Taxonomie versuch wiss. Namen zu geben und sie in hierarischen Gruppen zu ordnen, die die Evolutionsgeschichte widerspiegeln
• > Name= Gattung_art
• Domäne - Reich - Stamm - Klasse - Ordnung - Familie - Gattung - Art
• > SKOFGA

Question 3

Grundlagen Gruppenzuordnungen

para-, mono- poly-

Answer 3

Schwestergruppen: monophyletische Gruppen mit gemeinsamen Vorfahren
Außengruppe: naher Verwandter

paraphyletische Gruppe: gemeinsamer Vorfahren, aber nicht alle Nachfahren
polyphyletische Gruppe: kein direkter gemeinsamer Vorfahr
monophyletische Gruppe: gemeinsamer Vorfahren, schließt alle Nachfahren mit ein

LUCA: Last universal common anchestor

Question 4

Evolutionstheorie

Answer 4

(Charles Darwin, Alfred Russel Wallace)

1) alle Arten gehen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück (LUCA=last universal common anchestor)
2) Arten wandeln sich allmählich (rezente Arten haben sich evolutionär in aufeinanderfolgenden Generationen in schrittweiser, allmählicher Umbildung aus andersgearteten Organismen entwickelt)
3) Veränderungen erfolgen zufällig
4) natürliche Selektion treibende Kraft -> führt zu Anpassung einer Art z.b. Darwin-Finken oder Kleidervögel auf Hawaii
- > die erste plausible Erklärung zur Entstehung morphologischer Formenvielfalt
- > Evolution ist nicht ziel- oder zweckgerichtet!

Question 5

Die zwei verschiedene Artveränderung
und
Formen der Artbildung

Answer 5

Anagenese= Artwandel, Artenzahl bleibt gleich
Kladogenese= Artaufspaltung, Artbildung, Vermehrung der Artenzahl

Formen der Artbildung:

allopatrische: geographische Barriere (z.b. Gletscher) -> unterschdl. Evolutionsgeschehen -> zwei Arten entstehen zwischen denen kein Genfluss stattfinden kann
parapatrische: Population dehnt ihr Habitat aus in einen Bereich der ökologisch anders ist -> Selektionsdrücke in den ereich unterschiedlich -> reproduktiv isoliert trotz evtl. Kontakt
sympatrische: Aufteilung innerhalb eines Habitats durch Polymorphismus durch unterschdl. Anpassung -> entwickeln sich genetisch auseinander (z.b. Fischart besiedelt Apoyo-See und entwickelt sich dort auseinander)

Question 6

Was ist eine Art?

Welche Merkmale gibt es?

Und welche Gruppen der Merkmalsähnlichkeit?

Answer 6

Merkmale (= jede Eigenschaft, die sich von anderen unterscheidet) definieren Organismus!

Merkmale:
Körperstrukturen (Morphologie)
Moleküle (DNA)
Entwicklungsabläufe (Ontogenesen)
Verhaltensweisen 
Funktionsabläufe (Physiologie)

Merkmalsähnlichkeit, zwei Gruppen:

• Homologie: Merkmalsähnlichkeit aufgrund gemeinsamer Abstammung (gleiche evolutionäre-phylogenetische Herkunft)
• Analoge: Merkmalsähnlichkeit aufgrund funktioneller Anpassung (unterschdl. phylogenetische Herkunft, parallele Evolution)
• > z.b. Maulwurfsgrille und Maulwurf, Linsenaugen bei Tintenfisch und Wirbeltier

Question 7

Welche Artkonzepte gibt es?

Answer 7

= Artkonzepte versuchen anhand von Merkmalen festzulegen was eine Art ist

• typologisches Artkonzept (Arten durch feststehende, wesentliche, meist morphologische Merkmale definiert)
• biologisches Artkonzept (Arten sind Gemeinschaften von Individuen, die potentiell fruchtbare Nachkommen miteinander zeugen können)
• phylogenetisches Artkonzept (eine Art ist eine monophyletische Abstammungsgemeinschaft aus einer/vielen Populationen in einer bestimmten Zeitspanne)

Question 8

Probleme der Artkonzepte

und

“Lösung”

Answer 8

• typologisches: hohe Variabilität innerhalb Art und phänotypische Variabilität während versch. Entwicklungsstadien
• biologisches: Genfluss zwischen Arten möglich und rel. häufig (z.b. Eis- und Braunbären) und reproduktive Isolation häufig umgebungsabhängig (z.b. Buntbarsch, Weibchen können durch Wassertrübung Männchen nicht erkennen -> Hybridisierung)
• phylogenetisch: unklar, für welche Merkmale phylogenetisch, was “bestimmte Zeitspanne bedeutet”, führt zu sehr vielen Arten

general lineage concept:

• fässt die Artkonzepte zusammen
• eine Art stellt eine unterscheidbare, evolutionäre Linie auf dem Populationslevel dar

Question 9

Was ist die “biogenetische Grundregel”?

Answer 9

von Ernst Haeckel

• durch Ontogenese lässt sich Phylogenese rekonstruieren -> Wirbeltiere am Anfang (Embryonalphase) sehr ähnlich, Unterschiede bilden sich später
• Kritik: Abbildungen simplifiziert, Embryonalstadien weniger komplex -> trotzdem erstaunlich erfolgreich

-> aus Ontogenese lassen sich unter bestimmten Umständen Schlussfolgerungen zur Phylogenese ziehen z.b. Aplachoporen und Polyplacophoren

Question 10

die drei (?) Domänen des Lebens

Answer 10

zuvor: Bakterien, Archaea, Eukaryoten

nun jedoch: Eukaryoten keine Schwestergruppe, sondern Untergruppe der Archaea (also aus den Archaea hervorgegangen) und unterscheiden sich von den Prokaryoten-> modifizierte Archaea –> somit nur Archaea und Bakterien

Question 11

Eukaryoten Merkmale

Answer 11

• größere Zellen
• größere DNA-Menge
• echter Zellkern (DNA durch Kernhülle von Cytoplasma abgetrennt)
• echte Chromosomen und Nukleolen (wo RNA gebildet wird)
• räumliche Trennung von Transkription (RNA-Synthese im Kern) und Translation (Proteinsynthese im Cytoplasma)
• besitzen Cytoskelett und Spindelapparat, durch Mikrotubili u. Actinfilamente gebildet)
• Bau von Geißeln und Cilien (9x2 Mikrotubili +2)
• besitzen Zellorganellen und Mitochondrien

Question 12

Überblick einzellige Eukaryoten (Prostita)

Answer 12

Prostita = eurkaryotische Einzeller mit tierähnlichen Merkmalen (keine Chloroplasten, keine Zellwand, aktive Beweglichkeit)

• nicht monophyletisch
• traditionell unterteilt in 4 Bewegungsformen:
• > Wurzelfüßer/Rhizopoda/Amoeba mit Scheinfüßchen
• > Geißeltierchen/”Flagellata”
• > Wimperntierchen/Ciliata
• > Sporentierchen/Sporozoa

-> Wurzelfüßer und Geißeltierchen nicht monophyletisch!