QIV - Evolution (Klausur) Flashcards
Was sind Evolutionsfaktoren?
alle für Evolution wirksamen Einflüsse der Umwelt
Evolutionstheorien 1: Charles Darwin
- STRUGGLE FOR LIFE: Überproduktion von Nachkommen führt zu einem Kampf ums Dasein
- SURVIVAL OF THE FITTEST: Nur die am besten angepassten an die Umweltbedingungen überleben im Wettkampf um Nahrung, Lebensraum, Geschlechtspartner
- NATURAL SELECTION (natürliche Auslese): Diese Selektion führt über viele Generation zur Veränderung der Arten.
Erkläre den Evolutionsfaktor Selektion
- ungünstige Genkombinationen bezüglich der vorherrschenden Umweltweltbedingungen werden nicht gefördert
- > Individuen mit diesen Genkombinationen entwickeln sich schlechter oder haben keinen Fortpflanzungserfolg - gezieltes Aussortieren von Merkmalen (“Nicht-Angepasstheiten”)
Evolutionstheorien 2: Lamarck
Übersicht?
mechanismen?
- Theorie vom Kontinuierlichen Artenwandel
- Umwelt verändert sich -> verändert innere Bedürfnisse / Gewohnheiten
- Tiere haben innerlichen Trieb zur Vollkommenheit
- > Umwandlung von Organen / Körperteilen
Mechanismen:
1) Gebrauch und nicht gebrauch: Wenig genutzte Körperteile verkümmern / Viel benutze bilden sich weiter / stärker aus
2) Vererbung gewonnener Eigenschaften: Die im individuellen Leben gewonnenen Eigenschaften , werden an Nachkommen vererbt
Was ist unter der Fitness eines Lebewesens zu verstehen?
Die Angepasstheit an die Umwelt eines Lebewesens, messbar anhand der Anzahl überlebender Nachkommen (=Fortpflanzungserfolg)
Was sind laut Darwin die treibenden Kräfte für Evolution?
- Die treibenden Kräfte der Evolution sind die ungerichteten Variationen der Individuen (Rekombiantion, Mutation)
- Die Selektion bevorzugt jene die am besten Angepasst sind.
- Überproduktion von Nachkommen
Erkläre den Evolutionsfaktor Rekombination
- Stückaustausch (Crossing Over)
- Neukombination mütterlichen und väterlichen Erbgutes (Meiose)
- > Zufällige neue Genkombinationen sorgen für mehr Variabilität
Was ist unter Gendrift zu verstehen?
- zufällige Änderung der Genfrequenz
- besonders schwerwiegend in kleinen Populationen
Unter Gendrift fallen:
Gründereffekt
Flaschenhalseffekt
Gendrift: Gründereffekt
- Abtrennung einer kleinen Teilpopulation von Stammpopulation
- “Gründerpopulation” bringt nur Teil des Genpools in Teilpopulation mit ein
Gendrift: Flaschenhalseffekt
- Großteil der Population würde durch Katastrophe vernichtet (Bsp. Überflutung)
- Überlebende repräsentierender noch Bruchteil des Genpools
Folgen des Gendrift
Inzucht -> Verbreitung von rezessiven, “schlechten” Genen
Anfälligkeit für Krankheiten und Parasiten steigt
Was ist unter Selektionsdruck zu verstehen?
Umweltbedingungen, die eine Veränderung der Anpassung notwendig machen (oder sogar erzwingen)
Einwirken eines oder mehrerer Selektionsfaktoren auf die gesamte Population
Was ist natürliche Selektion?
= natürliche Auslese
- Anpassung des Genpools an Umwelt
- nicht angepasste Individuen werden “aussortiert”
- Selektionsfaktoren (Biotisch / Abiotisch) wirken auf jedes Individuum
- besser angepasste Individuen überleben und geben Gene in Genpool folgender Generationen
Was ist künstliche Selektion?
Vom Menschen gesteuerte Selektion (Zucht)
Sexuelle Selektion
Evolution der Geschlechter
Die Stufen der Entwicklung
1) Isogamie
2) Anisogamie
3) Oogyamie
-> Klassisches Beispiel für disruptive Selektion: Beide extreme Merkmalsausprägung haben selektive Vorteile
Was ist Monogamie?
= Einehe / Dauerehe
Männchen paart und bindet sich mit einem Weibchen (teils auch lebenslang)
Es werden 2 Elterntiere für die Aufzucht benötigt
-> Mehr Schutz und Fürsorge für Weibchen und Nachkommen
Was ist Polygamie?
- Vielweiberei = Polygynie
- Ein Männchen paart sich mit mehreren Weibchen
- > Männchen produziert mehr Gameten als Weibchen = höhere Fortpflanzunseffizienz
- Ein Männchen paart sich mit mehreren Weibchen
- Vielmännerei = Polyandrie
- Ein Weibchen paart sich mit mehreren Männchen
- > Männchen sind für die Aufzucht zuständig, Nachkommenzahl pro Weibchen bleibt gleich
- Ein Weibchen paart sich mit mehreren Männchen
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Handicap Prinzip
Ein vermeintlicher natürlicher Selektionnachteil erweist sich als Vorteil bei der sexuellen Selektion
- > positiv für die intersexuelle Selektion: Sieht positiv für das Weibchen aus da das Männchen trotz “unnötigem” Schmuck überlebt.
- > Indikator für gute Erbanlage
Modifikation:
- Durch Umwelt Faktoren hervorgerufene Veränderung des Phonotyps
- Gene werden nicht verändert
- Nicht vererbbar, da keine Mutation vorliegt
- Epigenetische weitergebe kann möglich sein
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Weitere Sexuelle-Selektionsfaktoren bei manchen Arten
- Bei manchen Arten: Materielle Ressourcen “Geschenke”, die die Fitness der Weibchen Beeinflussen sind positiv für die Auswahl der Männchen
Die Artbildung
Sympathische Artbildung
Verschiedene Arten der reproduktiven Isolation?
-> Durch reproduktive Isolation
= Teilpopulation im selben Gebiet wird reproduktiv getrennt
-> keine Reproduktion = Kein Genfluss
1) Ökologische Isolation: unterschiedliche Ökologische Nischen
2) Zeitliche Isolation: Unterschiedliche Fortpflanzung / Aktivitäts Zeit während des Tages
3) Mechanische Isolation: Geschlechtsorgans passen nicht zusammen
4) ethnologische Isolation: Paaarungsverhalten ist unterschiedlich (Bsp: unterschiedlicher Paarungsruf)
5) Gambische Isolation: Entstehen von Zygoten wird verhindert unterschiedliche Oberflächenmoleküle (Gameten erkennen sich nicht)
Die Artbildung
Biologischer Artbegriff
Sind Gruppen von wirklich oder potentiell sich fortpflanzenden natürlichen Populationen, die reproduktiv von anderen solchen Gruppen Isoliert sind
Die Artbildung
Morphologischer Artbegriff:
Individuen einer Population, die in den wesentlichen äußeren Merkmalen übereinstimmen
Sexuelle Selektion
Doppelte Kosten der Sexualität
1) Populationen bei der jedes Individuum Nachkommen auf die Welt bringt wachsen doppelt so schnell
2) Weibchen kann nur halbes Genom weitergeben (könnte vollständig gutes Material sein)
Sexuelle Selektion
wieso gibt es Sexualität:
1) (Genetisch) Einheitliche Populationen = Angriffsziel für Parasiten, Krankheitserreger
2) Variabilität = immer neue Immunschranke
Artbildung:
Was ist unter mechanischer Isolation zu verstehen?
Teilpopulationen sind reproduktiv getrennt durch nicht zusammenpassende Geschlechtsorgane (Schlüssel-Schloss-Prinzip)
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Sekundäre Geschlechtsmerkmale
nicht direkt in die Reproduktion involvierte Merkmale die meist nach der Geschlechtsreife auftreten
- > Können durch sexuelle Selektion verändert werden/ worden sein
- > Attraktivität, Durchsetzung gegen Konkurrenten
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Sexualdimorphismus
Unterschiede in Erscheinung, Körperfunktion oder Verhalten zwischen Männchen und Weibchen der selben Art (meist sekundäre Geschlechtsmerkmale)
Was sind Selektionsfaktoren?
Umweltfaktoren, die Einfluss auf die Fitness (=Fortpflanzungserfolg) eines Individuums haben
Was sind abiotische Selektionsfaktoren?
Faktoren der unbelebten Umwelt
- Licht, Temperatur, Nährstoffe etc.
Was sind biotische Selektionsfaktoren?
Faktoren der belebten Umwelt (andere Lebewesen)
- > interspezifische Selektionsfaktoren (Zwischenartlich)
- Fressfeinde
- Parasiten
- > intraspezifische Selektionsfaktoren (innerartlich)
- Konkurrenz um Nahrung
- Konkurrenz um Geschlechtspartner
- Konkurrenz um Brutreviere
Artbildung:
Formen der Isolation bei der sympathischen Artbildung
- ökologische Isolation
- Zeitliche Isolation
- mechanische Isolation
- ethnologische Isolation
- gametische Isolation
Artbildung:
Was ist unter ökologischer Isolation zu verstehen?
Teilpopulationen sind reproduktiv getrennt durch belegen unterschiedlicher ökologischer Nieschen
Artbildung:
Was ist unter zeitlicher Isolation zu verstehen?
Teilpopulationen sind reproduktiv getrennt durch unterschiedliche Fortpfanzungszeiten
(Bsp. Mai-Juni und August-Oktober oder Aktivitätsgrad bei unterschiedlichen Tageszeiten)
Artbildung:
Was ist unter ethnologischer Isolation zu verstehen?
Teilpopulationen sind reproduktiv von einander getrennt durch unterschiedliches Paarungsverhalten (Bsp. unterschiedlicher Paarungsruf zur Erkennung Sexualpartner)
Artbildung:
Was ist unter gametischer Isolation zu verstehen?
Teilpopulationen werden reproduktiv getrennt durch Fehlen artspezifischer Oberflächenmoleküle bei Gameten so das es nicht zur Befruchtung kommt und keine zygote entstehen kann.
(“Gameten erkennen sich nicht”)
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Sexuelle Selektion
(innerartliche Selektion)
Intrasexuelle Selektion:
-> Sexuelle Konkurrenz um Fortpflanzungspartner durch Rivalenkämpfe. (Geweih, große Körpermasse)
Intersexuelle Selektion:
-> Weibliche Partnerwahl: äußeres Erscheinungsbild (Schmuck, Gefieder) ist wichtig
sexuelle Konkurrenz und Partnerwahl
Weitere Sexuelle-Selektionsfaktoren bei manchen Arten
Bei manchen Arten: Materielle Ressourcen, die die Fitness der Weibchen Beeinflussen sind positiv für die Auswahl der Männchen
Sexuelle Selektion:
Evolutionsstufe der Geschlechter
Isogamie
Zahlreiche kleine, bewegliche Gameten
Entwicklungsstufe I
Sexuelle Selektion:
Evolutionsstufe der Geschlechter
Anisogamie
Ungleich große Gameten
Entwicklungsstufe II
Sexuelle Selektion:
Evolutionsstufe der Geschlechter
Oogamie
- Männchen: zahlreiche kleine, bewegliche Spermien
- Weibchen: Große, unbewegliche Eizellen
-> durch schnelles Sperrmedium wird ein häufiges aufeinandertreffen der Gameten ermöglicht und durch die mit vielen Nährstoffen beladenen Eizellen wird auch das Überleben der Zygote gesichert
Entwicklungsstufe III
Frequenzabhängige Selektion
Der Selektionsvorteil eines Phänotyps hängt von der Häufigkeit anderer Phänotypen in der Population ab.
Bsp: Fisch mit Mund auf einer Seite dann auf anderer
Balancierter Polymorphismus
Langfristig halten sich die Vor- und Nachteile der jeweiligen Phänotypen die Waage, so dass sich zwischen ihnen ein Gleichgewicht ausbildet.
Bsp: Sichelzellenanämie in Südafrika
(Unter Polymorphismus versteht man in der Genetik das Phänomen, dass in einer Population mehrere verschiedene Varianten (Allele) eines Merkmals in nennenswertem Anteil zu finden sind.
Ein balancierter Polymorphismus tritt dann auf, wenn beide Varianten einen evolutionären Vorteil besitzen, so dass beide Varianten eine eigenständige Überlebensstrategie darstellen, und keine Variante der anderen eindeutig überlegen ist.)
Was ist unter stabilisierender Selektion zu verstehen?
Die am wenigsten angepassten Individuen einer Population werden ausselektiert
- > Der Mittelwert einer Variationskurve wird stabilisiert und die Variationsbreite verringert.
- > Genpool bleibt gleich
Was ist unter gerichteter Selektion zu verstehen?
Anpassung der Individuen einer Population an veränderte Umwelt Bedingungen
Was ist unter disruptiver Selektion zu verstehen?
Population zerfällt im Teilpopulationen mit der Ausbildung von zwei extremen Phänotypen.
Hardy-Weinberg-Gesetz
In Idealpopulationen bleibt die Allelfrequenz im Genpool über die Generationen gleich (prozentual gesehen)
Hybridsterilität
F1 Generation überlebensfähig aber nicht fruchtbar
Hybridsterblichkeit
Embryonalentwicklung wird abgebrochen (Fehlgeburt)
Hybridzusammenbruch
F1 Generation lebensfähig und zeugungsfähig
Fitness nimmt jedoch mit folgenden Generationen immer mehr ab
Es kann keine neue Art gebildet werden, da population nach einigen Generationen erlischt
Definition: population
Eine Gruppe von Individuen der gleichen Art, die in einem definierten Areal leben und eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden
Neutrale Theorie der molekularen Evolution
Varianten auf Molekularer Ebene durch Mutation oder Rebkombination häufig
- > Selektionsneutral: haben keinen Einfluss auf Fitness
- > Durchsetzung des Merkmals Zufall
Punktualismus:
Evolution findet nicht kontinuierlich statt sondern in Phasen wo sie schneller und langsamer fortschreitet
-> kein Gradualismus wie bei Darwin
