BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Evolutionsbiologie

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Evolutionsbiologie
Evolutionsbiologie
BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN
Basiskonzept: Geschichte und Verwandtschaft
Evolutionsbiologie
Basiskonzept: Variabilität und Angepasstheit
Basiskonzept: Reproduktion
Kompetenzcheck
Lebewesen sind bezüglich Bau und Funktion an ihre Umwelt angepasst. Angepasstheit wird durch Variabilität
ermöglicht. Grundlage der Variabilität bei Lebewesen
sind Mutation, Rekombination und Modifikation. Dieses
Basiskonzept lässt sich anschaulich am Beispiel von zwei
Arten europäischer Bänderschnecken verdeutlichen:
Als Folge von Mutationen und Rekombinationen ist hier
eine enorme Variabilität der Gehäusefarbe und -bänderung zu beobachten.
Lebewesen sind fähig zur Reproduktion; damit verbunden
ist die Weitergabe von Erbinformationen. Die Reproduktion basiert auf der Fähigkeit der DNA zur identischen
Verdoppelung.
Im Gegensatz zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung, die
zu genetisch identischen Zellen oder Lebewesen führt,
findet bei der geschlechtlichen Fortpflanzung eine Neukombination von elterlichen Genen statt. Diese Rekombination trägt, zusammen mit Mutationen, zur genetischen
Variabilität bei und sind eine Voraussetzung dafür, dass
Evolution stattfinden kann.
Auf der Basis des Kapitels können Sie:
Basis der geschlechtlichen Fortpflanzung sind zwei unterschiedliche Keimzellen. Männchen produzieren zahlreiche
kleine Spermien, Weibchen wenige große Eizellen. Diese
Verschiedenartigkeit der Keimzellen erklärt die Unterschiede in den Fortpflanzungsstrategien von Männchen
und Weibchen. Sie ist, neben anderen Faktoren, für die
Evolution der verschiedenen Paarungssysteme verantwortlich sowie Grundlage für die Entstehung des Sexualdimorphismus. Schon DARWINs Theorie der sexuellen
Selektion basiert darauf.
Ähnlichkeit und Vielfalt von Lebewesen sind das Ergebnis
stammesgeschichtlicher Entwicklungsprozesse. So basieren beispielsweise die anatomisch morphologischen Ähnlichkeiten, die man beim Vergleich verschiedener fossiler
Hominidenschädel feststellt, auf der Abstammung von
einem gemeinsamen Vorfahren.
Derartige, auf übereinstimmender Erbinformation beruhende Homologien findet man auf vielen Ebenen von Lebewesen, etwa in der Embryonalentwicklung, dem Verhalten und der Cytologie. Sie belegen die Abstammung und
Verwandtschaft aller Lebewesen von gemeinsamen Vorfahren. Aus diesen entwickelte sich im Laufe langer
Zeiträume die heute bekannte biologische Vielfalt der Lebewesen. Dieser evolutionäre Wandel findet sich nicht
nur auf der Ebene einzelner Lebewesen. Auch Moleküle,
Zellorganellen, Organe sowie Populationen und Ökosysteme sind davon betroffen.
Sämtliche Lebewesen besitzen folglich eine Geschichte,
die in einer ununterbrochenen Linie von den Ursprüngen
des Lebens bis zu den heutigen Lebewesen führt.
Eine derartige genetische Variabilität bei Individuen einer
Art findet man auf allen Ebenen biologischer Systeme,
etwa auf der Ebene von Molekülen bei Antikörpern, auf
der Ebene von Zellen hinsichtlich ihrer Enzymausstattung
und auf Populationsebene.
In einer bestimmten Umwelt führt diese Variabilität dazu,
dass einzelne Individuen aufgrund ihrer besonderen
Merkmale eine größere reproduktive Fitness, also höhere
Überlebens- und Fortpflanzungschancen, besitzen. Sie
tragen mehr Gene zum Genpool der Folgegeneration bei.
Als Folge dieser Selektion kommt es zu einer besseren
Anpassung an die Umwelt. Die Individuen zeigen damit
eine Angepasstheit. So erwärmen sich etwa Bänderschnecken mit dunklen Gehäusen in der Sonne schneller
als die hellen Varianten. Sie sind daher in kühleren
Regionen häufiger anzutreffen.
4 Die Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin
und die Synthetische Theorie der Evolution erläutern.
(S. 362–364)
4 Analogien als Anpassungsähnlichkeiten und Homologien als auf Abstammung basierende Ähnlichkeiten
deuten. (S. 372–373)
4 Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen
wie Paläontologie, Molekularbiologie oder Entwicklungsbiologie nennen. (S. 366–379)
4 Evolutionsprozesse durch das Zusammenspiel der
Evolutionsfaktoren Mutation, Rekombination, Gendrift,
Isolation und Selektion erklären. (S. 382–389, 398–399)
4 Verschiedene Formen der Selektion gegeneinander
abgrenzen und ihre Bedeutung für die Evolution
aufzeigen. (S. 388–396)
4 Den Prozess der allopatrischen und sympatrischen
Artbildung an verschiedenen Beispielen erklären.
(S. 400–401)
4 Die Stammesgeschichte der Lebewesen in ihren
Grundzügen darstellen. (S. 406–412)
4 Die Methode der Stammbaumerstellung erklären.
(S. 413)
4 Den modernen Menschen in seiner Stellung im natürlichen System einordnen. (S. 416–417)
4 Die Stammesgeschichte des Menschen in seinen
wesentlichen Grundzügen wiedergeben. (S. 418–421)
Das Basiskonzept Reproduktion spielt auch in anderen
Bereichen der Biologie wie der Verhaltenslehre oder der
Populationsökologie eine wichtige Rolle. Die Reproduktion von Nachkommen wird etwa wesentlich durch
gegebene Ressourcen der Umwelt begrenzt.
4 Biologische und kulturelle Evolution unter Bezug auf
die Menschwerdung vergleichen. (S. 423–425)
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