1.8 Homologie und Analogie
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1.8 Homologie und Analogie 1 Maulwurfsgrille 2 Maulwurf Die Ähnlichkeit zwischen Maulwurf und Maulwurfsgrille ist verblüffend (Abb. 1, 2). Beide Tiere haben eine spitze Schnauze, die mit empfindlichen Sinnesorganen ausgestattet ist, einen gedrungenen Körper, und statt normaler Vorderbeine haben sie mächtige Grabschaufeln. Trotz dieser Ähnlichkeiten sind Maulwurf und Maulwurfsgrille nicht näher miteinander verwandt. Die Ähnlichkeiten sind das Ergebnis der Angepasstheit an ähnliche Umweltfaktoren. Beide Tiere leben im Boden und graben mit ihren Grabschaufeln Gänge. Solche Ähnlichkeiten aufgrund von Angepasstheiten werden auch als Analogien bezeichnet. Diese sind das Ergebnis einer gleichgerichteten, konvergenten Entwicklung. heiten, sondern um Übereinstimmungen aufgrund gemeinsamer Erbinformation. Solche Übereinstimmungen im Aufbau bezeichnet man als Homologien. Homologe Merkmale zweier oder mehrerer Arten gehen auf gemeinsame Vorfahren zurück. Oft sind Homologien schwer zu erkennen, weil die Organe im Laufe der Evolution ihre Funktion und damit ihr Aussehen gewechselt haben. Aus den Vorderfüßen der ersten Wirbeltiere sind die Flossen der Wale, die Flügel der Vögel und die Grabschaufeln der Maulwürfe hervorgegangen. Die Vorderextremitäten der Wirbeltiere ähneln sich in ihrem Aufbau (Abb. 3). Auf den Oberarmknochen folgen zwei Unterarmknochen, mehrere Handwurzelknochen, vier oder fünf Mittelhandknochen und schließlich vier oder fünf Fingerknochen. Hier handelt es sich nicht um AngepasstVogel Maulwurf Wal Die äußerlichen Unterschiede bei den Extremitäten kommen dadurch zustande, dass die Tiere im Laufe der Evolution verschiedene Lebensräume besiedelt haben. Es kam zu Angepasstheiten an die jeweilige Umwelt der Tiere. Dabei ist jedoch der ursprüngliche Bauplan erhalten geblieben. Homologe Merkmale können zum Aufstellen von Stammbäumen herangezogen werden. Pferd Mensch Oberarmknochen Unterarmknochen Handwurzelknochen Mittelhandknochen Fingerknochen 3 Vorderextremitäten von Wirbeltieren 28 Geschichte+Verwandtschaft, Variabilität+Angepasstheit, Struktur+Funktion Grundwissen 4 Wolfsmilchgewächs 1 Analogie und Homologie. Erarbeite anhand des Grundwissentextes Definitionen für analoge und homologe Merkmale. Wende diese Definitionen auf die Abbildungen 1 bis 3 an. 5 Kaktus Wolfsmilchgewächsen um eine Analogie oder um eine Homologie? Begründe deine Entscheidung. b) Stelle eine Hypothese auf, wie es zu dieser Analogie bzw. Homologie gekommen sein könnte. Schmelz Dentin a) Hohlraum mit Blutgefäßen Oberhaut Lederhaut b) Schmelz Dentin Zahnhöhle mit Blutgefäßen Oberhaut Lederhaut Zahnzement Kieferknochen 2 Kaktus und Wolfsmilch- gewächs. In Trockengebieten Afrikas findet man Wolfsmilchgewächse (Abb. 4). Im Mark ihrer stark verdickten Sprossachse können sie Wasser speichern, und ihre Blätter sind zu Stacheln umgeformt, durch die kaum noch Wasser verdunstet, da ihre Oberfläche sehr klein ist. In südamerikanischen Trockengebieten findet man dagegen viele Arten der Kakteen, die ebenfalls gut an ihren Standort angepasst sind (Abb. 5). Sie speichern Wasser, allerdings nicht im Mark, sondern in der Rinde der Sprossachse. a) Handelt es sich bei den Ähnlichkeiten zwischen Kakteen und 3 Schuppen und Zähne. Die Hautschuppen eines Hais und die Zähne eines Säugetiers befinden sich an verschiedenen Stellen des Körpers und haben auf den ersten Blick überhaupt keine Ähnlichkeit (Abb. 6). Dennoch haben Wissenschaftler herausgefunden, dass hier eine Homologie vorliegt. Aufgrund welcher Tatsachen sind die Wissenschaftler wohl zu diesem Schluss gekommen? 6 Hautschuppe eines Hais und Zahn eines Säugetiers a) Weißdorn b) Rose 4 Stacheln und Dornen. Die Abbildung 7 zeigt einen Dorn des Weißdorns und einen Stachel der Rose. Begründe, ob es sich bei Stacheln und Dornen um analoge oder homologe Organe handelt. Rinde Holz Mark 7 a) Dorn und b) Stachel 29 Arbeitsmaterial
