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Grundlagen der Biologie für Umweltingenieure > Vorlesung 8 "Evolution" > Flashcards

Vorlesung 8 "Evolution" Flashcards

1
Q

Was zeigt der Vergleich der Genome verschiedener Organismen?

A

Der Vergleich ermöglicht einen Einblick in die Evolution

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2
Q

Wie verhält sich das Verhältnis von der Anzahl der Informationen in einem Gen in Abhängigkeit der Genomgröße?

A
  • Mit zunehmender Komplexität des Organismus, nimmt auch die Größe der Genomgröße stärker zu als die enthaltenen Informationen im Genom
  • nimmt bei Prokaryoten linear zu
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3
Q

Wie viele Genome enthält das ein menschliches Gen?

A

21.000 Gene

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4
Q

Wie viel Prozent der DNA werden nicht zur Kodierung von Proteinen, rRNAs oder tRNAs benötigt?

A

ca. 98.5% werden nicht benötigt

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5
Q

Wie ist die Art der DNA-Sequezen in einem menschlichen Genom verteilt?

A
  • 48,5 % sind sich wiederholende Elemente, also DNA-Sequenzen die in mehreren identischen Kopien vorkommen
  • 25 % sind Introns und genbezogene regulatorische Sequenzen
  • 15 % sind Pseudogene, also Gene, die mal funktionsfähig waren, aber durch Mutationen unbrauchbar wurden
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6
Q

Welche zwei Arten von transponierbaren Elementen existieren?

A
  • copy-and-paste transposon
  • cut-and-paste transposon
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7
Q

Wie haben transponierbare Elemente zur Elovution der Genome beigetragen?

A
  • Einsetzen der Transposone in ORF kann die Proteinproduktion blockieren
  • Einsetzen der Transposone in eine regulierende Sequenz kann die Transkriptionsrate ändern
  • Transponierbare Elemente können neue Kreutungsstellen zwischen Chromatiden bereitstellen
  • transponierbare Elemente können ein Gen oder eine Gruppe von Genen an eine neue Position tragen
  • Transponierbare Elemente können neue Stellen für ein alternatives Splicing der RNA kreieren
  • Veränderungen sind überlicherweise schädlich, können aber ab und zu vorteilhaft für den Organismus sein
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8
Q

Nenne ein Beispiel für die funktionale Divergenz eine duplizierten Gens

A
  • einige Gene divergieren so sehr in der Evolution, dass die Funktion ihres dekodierten Proteins jetzt sehr verschieden sind
  • Lysozyme vs. Lactalbumin
  • Lysozym hilft Tieren gegen bakteriellen Infektionen
  • Lactalbumin ist ein nicht-enzymatisches Protein das eine Rolle in der Milchproduktion von Säugetieren spielt
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9
Q

Wozu führt die Duplikation und Neuanordnung der DNA?

A

Führt zur genomischen Evolution

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10
Q

Wie sehr ähneln sich Schimpansen und Menschen und wo liegen die Unterschiede?

A
  • menschlichen und schimpansische Genome unterschieden sich um 1,2%
  • Unterschiede liegen bei der Chromosomlänge vor bei dem menschlichen Chromosom 2 und der schimpansischen Chromosomen 12 und 13
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11
Q

Wie funktioniert die Evolution nach Darwin?

A

Darwin erkannte, dass aktuelle Spezies die Nachfahren von angestammten Arten sind

“Adaption durch Selektion”
- Abstieg mit Modifikation
- Natürliche Selektion

  • Evolution kann als Prozess und als Prozess/Muster angesehen werden
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12
Q

Welche 5 Beobachtungen führen zu Darwins Evolutionstheorie?

A
  1. es werden mehr Nachkommen gezüchtet, als die Umwelt unterstützen kann und viele dieser Nachkommen überleben nicht
  2. Von zeit zu Zeit bleibt die Population einer Spezies konstant
  3. Natürliche Ressourcen sind begrenzt und wachsen nicht mit der wachsenden Population mit

-> nicht alle Nachkommen werden überleben UND sich fortpflanzen

  1. Mitglieder einer Population unterscheiden sich in ihren Merkmalen
  2. Merkmale werden an die Nachkommen weitergegeben

-> Selektionsverzerrungen für Merkmale, die die Chance erhöhen, länger zu überleben und sich daher häufiger zu reproduzieren

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13
Q

Welche Annahmen werden bei der Natürlichen Selektion getroffen?

A
  1. Individuen dessen vererbte Merkmale ihnen eine höhere Wahrscheinlichkeit des Überlebens und der Reproduktion geben in einer gegebenen Umwelt, tendieren dazu mehr Nachkommen zu hinterlassen, als andere Individuen
  2. Die ungleiche Fähigkeit von Individuen zu überleben und sich zu reproduzieren wird zu der Anhäufung des bevorzugten Merkmals in der Population über Generationen hinweg führen
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14
Q

Was ist die künstliche Selektion?

A

Menschen haben andere Spezien modifiziert durch Selektion und und diese mit bestimmten Merkmalen gezüchtet

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15
Q

Was macht die natürliche Selektion NICHT?

A

Natürliche Selektion erschafft keine neuen Merkmale:
- es selektiert Merkmale, die bereits in der Population sind
- die aktuelle lokale Umgebung bestimmt, welche Merkmale in einer bestimmten Population ausgewählt bzw. gegen welche ausgewählt werdem

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16
Q

Welche vier Datentypen dokumentieren das Muster der Evolution?

A
  1. direkte Beobachtung
  2. Homologie zwischen Spezies
  3. Fossilien
  4. Biogeografie
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17
Q

Gib ein Beispiel an für die direkte Beobachtung der Evolution

A

Fressverhalten von Insekten.
- der Schnabel hat sich in weniger als 35 Jahren in Florida verändert (größer in Südflorida)

Multiresistente Keime MRSA in Krankenhäusern

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18
Q

Was ist die Homologie?

A

Ähnlichkeiten biologischer Strukturen bei verschiedenen Lebewesen aufgrund von gemeinsamer Abstammung

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19
Q

Nenne ein Beispiel für die Homologie

A
  • Aufbau von Beinen, Flossen, Flügeln und Armen
  • Ähnlichkeit von Embryos
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20
Q

Was ist die konvergente Evolution?

A

Die Entwicklung von Merkmalen in verschiedenen Arten, die eine gleiche Gestalt und Funktion haben, aber deren Ursprung nicht in einer gemeinsamen Stammart lieg

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21
Q

Was sind analoge Merkmale?

A

Merkmale, die gleiche oder ähnliche Funktionen erfüllen, aber nicht die gleiche Herkunft besitzen

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22
Q

Welche Nachweise stellen Fossilien zur verfügung?

A
  • das Aussterben einer Spezies
  • die Herkunft einer neuen Gruppe
  • Veränderungen innerhalb der Gruppe im Laufe der Zeit
23
Q

Welchen Aufschluss über die Evolution bringt die Biogeografie?

A

Ein Verständnis der Kontinentalbewegung und moderner Verteilung der Spezies erlaubt und vorherzusagen wann und wo verschiedene Gruppen sich entwickelt haben

24
Q

Was ist die Mikroevolution?

A
  • Veränderung in den Allelfrequenzen in einer Population oder Spezies über Generationen
25
Q

Was ist die Makroevolution?

A
  • untersucht die Evolution auf oder über der Ebene der Arten; d.h. auf einer Skala getrennter Genpools
26
Q

Was ist der Phänotyp?

A

Der Phänotyp ist das Produkt aus dem vererbten Phänotyp und dem Umwelteinfluss. Die natürliche Selektion kann nur auf Variationen mit genetischer Komponente einwirken

27
Q

Welche Quellen der genetischen Variation gibt es?

A

Formation neuer Allele
- Mutationen (stille, dominante und rezessive)

Veränderung der Genanzahl oder -position
- Chromosomenneuanordnung (Kreuzung während Meiose, Transposonen)

Schnelle Reproduktion
- Mutationsrate x Reproduktionsrate

Sexuale Reproduktion
- unabhängige Ansammlung von Chromosomen unter Gameten

28
Q

Was ist der Genpool?

A

Gesamtheit aller Genvariationen einer Population

29
Q

Was ist die Population?

A

lokalisierte Gruppe von Individuen, die sich kreuzen und fruchtbare Nachkommen hervorbringen können

30
Q

Wann spricht man vom Hardy-Weinberg Gleichgewicht?

A

Wenn alle Allelfrequenzen von Generation zu Generation in einer Population konstant bleiben

31
Q

Unter welchen Bedingungen gilt das Hardy-Weinberg Gleichgewicht?

A
  • keine Selektion
  • keine Mutation
  • keine Migration
  • große Population
  • zufällige Paarung
32
Q

Welche drei Mechanismen führen zu Veränderungen in Allelfrequenzen?

A
  • Genetischer Drift
  • Genfluss
  • Natürliche Selektion
33
Q

Was ist der Gendrift?

A
  • zufällige Schwankung der Allelfrequenzen zwischen Generationen tendieren zur Reduktion der genetischen Variation durch Verlust der Allele (besondern wenn die Population klein ist)
  • also die zufällige Reduktion einer Allelfrequenz innerhalb einer Population)
34
Q

Was ist der Gründer-Effekt?

A

Der Gründer-Effekt tritt auf, wenn ein paar Individuen isoliert werden von einer großen Population.
Allelfrequenzen in der kleinen Gründerpopulation können sich von der größeren Elternpopulation unterscheiden

35
Q

Was ist der Flaschenhalseffekt?

A

Der Flaschenhalseffekt ist eine plötzliche Reduzierung der Populationsgröße, z.B. durch eine plötzliche Veränderung in der Umwelt oder durch eine Katastrophe.
Der resultierende Genpool kann dadurch nicht mehr repräsentativ für den originalen Genpool sein

36
Q

Welchen Einfluss hat der Genfluss auf die Fitness einer Population?

A
  • kann erhöht und gesenkt werden
37
Q

Was ist die natürliche Selektion nach Charles Darwin?

A

“It’s not the strongest of the species that survive, nor the most intelligent, but the one most responsive to change”

Deutsch:
Es ist nicht die stärkste Spezies, die überlebt, noch die intelligenteste, sondern diejenige, die am besten auf Veränderungen reagiert

38
Q

Was ist sexuelle Selektion?

A

Sexuelle Selektion ist eine natürliche Selektion für den Paarungserfolg

39
Q

Was ist die Intersexuelle Selektion?

A

Intersexuelle Selektion, oft auch Partnerwahl genannt, findet statt, wenn Individuen eines Geschlechts (normalerweise Weibchen) bei der Auswahl ihrer Partner wählerisch sind.

40
Q

Was ist die Intrasexuelle Selektion

A

Bei der intrasexuellen Selektion handelt es sich um den direkten Wettbewerb zwischen Individuen eines Geschlechts (oft Männchen) um Partner des anderen Geschlechts.

41
Q

Warum kann die natürliche Selektion keine perfekten Organismen hervorbringen?

A
  1. Selektion reagiert nur auf vorhandene Variationen
  2. Evolution is begrenzt durch historische Einschränkungen
  3. Adaptionen sind meistens Kompromisse
  4. Möglichkeiten, natürliche Selektion und die Umwelt interagieren miteinander
42
Q

Wie könnte das Leben möglicherweise entstanden sein?

A
  • Sequenzen aus chemischen und physikalischen Prozessen auf der frühen Erde könnte zu sehr einfachen Zellen geführt haben
  1. Abiotische Synthese kleiner organischer Moleküle
  2. Zusammenbringen dieser kleinen Moleküle in Makromoleküle
  3. Verpackung der Moleküle in Protozellen
  4. Ursprung der selbstreplizierenden Moleküle
43
Q

Woraus entstand die frühe Atmosphäre der Erde?

A

Die frühe Atmosphäre der Erde enthielt Wasserdampf und Chemikalien aus Vulkanerruptionen (Stickstoff, Stickstoffoxide, Kohlenstoffdiosid, Methan, Ammoniak, Wasserstoff)

44
Q

Was ist die spontane Polymerisation?

A

Zufällige Anordnung von Bausteinen, d.h. keine kodierten Informationen

45
Q

Was sind Stromatolithen?

A

Gesteine, die durch die Ansammlung von Sedimentschichten auf Cyanobakterienmatten entstehen.. Einige können bis zu 3,7 Mrd. Jahre alt sein

46
Q

Wie entstand Sauerstoff während der Sauerstoffrevolution?

A

Kohlenstoffdioxid + Wasser + Lichtenergie = Zucker + Sauerstoff

47
Q

Wie entstanden die ersten Eukaryoten?

A

Die Endosymbiontentheorie geht davon aus, dass Mitochondrien und Plastiden sich aus eigenständigen prokaryotischen Lebewesen entwickelt haben. Im Zuge des Evolutionsprozesses sind diese Einzeller eine Endosymbiose mit einer anderen Zelle eingegangen, das heißt, sie leben in ihrer Wirtszelle zum gegenseitigen Vorteil.

48
Q

Was ist die Ediacara-Fauna?

A

Die frühsten bekanntesten multizellularen Organismen mit spezialisiertem Gewebe.

49
Q

Wie begann die Kolonialisierung des Landes?

A

Pilze, Pflanzen und Tiere haben vor rund 500 Million Jahren das Land kolonialisiert, wie z.B. Arthropoda und Tetrapods

50
Q

Wie viele Lebensarten sind beim Massenaussterben verschwunden?

A

In jedem der fünf Massenausterben, wurden mehr als 50% der marinen Spezies ausgelöscht

51
Q

Was geschah beim Perm Aussterben?

A

Vor rund 251 Million Jahren:
- extreme Vulkanaktivität
- Treibhauseffekt
- globale Erwärmung
- Versauerung der Ozeane
- weiterverbreiteter Sauerstoffmangel

Die Hälfte aller Familien starben aus. Mehr als 90% aller marinen Spezien und 75% aller Landspezien wurden ausgelöscht

52
Q

Was geschah beim Aussterben in der Kreidezeit?

A

ca. 65,5 Million Jahre

  • führte zum Aussterben von 50% der marinen Spezien und vieler Landspezien inklusive der Dinosaurier
  • Meteoriten
53
Q

Was ist das echte Massenaussterben?

A

verursacht durch den Menschen

54
Q

Was kommt nach einem Massenaussterben?

A

Adaptive Radiation beschreibt die Entstehung mehrerer spezialisierter Arten aus einer unspezialisierten Art. Meistens tritt das nach einem Massenausterben auf, wenn viele leere Nischen plötzlich auftreten

Grundlagen der Biologie für Umweltingenieure (9 decks)

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