Aufgaben Prinzip: Reproduktion
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Unsterblich durch ungeschlechtliche Vermehrung? Prinzip: Reproduktion Nur Lebewesen können ihre eigenen Nachkommen schaffen, sie sind zur Reproduktion fähig. Man unterscheidet dabei oft zwischen Fortpflanzung, d. h. der Erzeugung von Nachkommen, und Vermehrung, d. h. der Erhöhung der Anzahl der Lebewesen. Kennzeichnend für die ungeschlechtliche Vermehrung ist das Fehlen spezieller Keimzellen, wie Eizellen oder Spermien. Eine Zelle teilt sich in zwei identische Tochterzellen, die genau die gleiche Erbinformation wie die Mutterzelle haben. Dieser Vorgang kann sich oftmals wiederholen, ohne dass es zur Bildung von Geschlechtszellen kommt. Bei ungeschlechtlicher Vermehrung ist das Lebewesen „potentiell unsterblich“, es lebt in Form seiner Tochterzellen immer weiter. Weibchen normal Fortpflanzungsstrategien Männlich – Weiblich Männlich – Weiblich Als Phagen bezeichnet man Viren, die Bakterien befallen. Nach ca. 5 min: Umsteuerung der Bakterienzelle, Vervielfältigung der PhagenErbinformation Nach ca. 6-15 min: Bildung neuer Phagenbauteile Nach ca. 20 min: Phagenreifung 12 Netz Umwandlungsmännchen Männchen normal Bei einzelligen Lebewesen kann sich noch jede Zelle selbstständig fortpflanzen. Höher entwickelte Lebewesen haben Körperzellen, die sich nicht fortpflanzen können, und spezielle Fortpflanzungszellen, die die Erbinformation von einer Generation zur nächsten übertragen. Alle Tier- und Pflanzenarten können langfristig nur überleben, wenn sie in jeder Generation so viele Nachkommen erzeugen, dass die Todesfälle durch Krankheitserreger, Parasiten, Fressfeinde und andere nachteilige Lebensbedingungen ausgeglichen werden. Geschlecht nach Bedarf Unsterblich? Typisch für die geschlechtliche Fortpflanzung ist die Bildung von hoch spezialisierten Keimzellen. Männliche Keimzellen sind klein und beweglich, sie werden in großer Zahl gebildet. Weibliche Keimzellen sind wegen ihres Vorrats an energiereichen Stoffen unbeweglich und größer, sie werden im Allgemeinen in geringer Zahl gebildet. Zur geschlechtlichen Fortpflanzung gehört die Befruchtung, die Verschmelzung von weiblicher und männlicher Keimzelle. Dabei entstehen durch die Kombination der Erbsubstanz von Ei- und Spermienzelle Nachkommen mit neuen Eigenschaften. Geschlecht nach Bedarf Völlig selbstverständlich gehen wir davon aus, dass wir als Junge oder Mädchen geboren werden, unser Geschlecht also durch die Erbinformation festgelegt ist. Bei einigen Tierarten ist das anders, z. B. sind junge Borstenwürmer stets männlich. Haben sie unter günstigen Lebensbedingungen eine bestimmte Mindestgröße erreicht, werden sie weiblich. Es steht nun genug Energie für die Bildung der vielen Eier zur Verfügung. Sehr rasch können sehr viele Nachkommen erzeugt werden. Dies ist dringend nötig, weil junge Borstenwürmer viele Feinde haben und die Elterngeneration sich nicht um ihren Nachwuchs kümmert. Im Larborversuch können Weibchen durch Amputation sogar wieder zu Umwandlungsmännchen werden. Viele Pflanzenarten, wie z. B. Buchen oder Eichen, erzeugen einen derartigen Überschuss an Samen, dass sie nicht nur ihre eigene Fortpflanzung damit sichern, sondern dass sich zahlreiche Tiere davon ernähren können. Andere Arten, speziell viele Vögel und Säugetiere, haben eine ganz andere Strategie: Sie haben nur wenige Junge, beschützen und versorgen diese aber mit großer Sorgfalt, bis sie sich selbstständig verteidigen und ernähren können. Dabei können sowohl beide Elternteile als auch nur ein Elternteil für die Betreuung der Jungtiere zuständig sein. Manchmal helfen sogar ältere Geschwister mit. Fortpflanzungsstrategien Hülle aus Proteinen Empfängnisregelung Kernbereich mit Erbsubstanz Der Mensch ist die einzige Art, die aufgrund ihrer geistigen Fähigkeiten bewusst in ihre Fortpflanzung eingreifen kann. Beispielsweise können wir Menschen entscheiden, ob und wie viele Kinder wir möchten. HI-Virus 100 nm Grippevirus Viren lassen sich fortpflanzen Viren bestehen nur aus Erbsubstanz und einer umgebenden Hülle aus Proteinen. Sie haben kein Zellplasma und keinen eigenen Stoffwechsel. Viren können sich somit auch nicht selbstständig fortpflanzen, sondern nur mithilfe einer Wirtszelle: Das Virus dringt in das Innere einer Wirtszelle ein. Die Erbinformation des Virus steuert deren Stoffwechsel so um, dass neue Viren gebildet werden. Die Wirtszelle platzt auf und viele neue Viren werden frei. Viren lassen sich fortpflanzen Empfängnisregelung Aber selbst bei unseren nächsten Verwandten, den Menschenaffen, wird die Fortpflanzung durch erblich bedingtes Verhalten bestimmt. Anders als beim Menschen gibt es bei vielen anderen Säugetieren jedoch eine Empfängnisregelung, die auf einfachen biologischen Mechanismen beruht: Solange die Weibchen ihre Jungen noch stillen, werden sie nicht befruchtungsfähig. Steigt die Zahl der Tiere in einem Gebiet stark an, vermindert dies ihre Fruchtbarkeit. Aufgaben Erläutere die Begriffe Reproduktion, Fortpflanzung und Vermehrung allgemein und anhand geeigneter Beispiele. Warum sind, außer bei eineiigen Zwillingen, Geschwister hinsichtlich ihrer Erbinformationen nie völlig gleich? Viren, wie z. B. HIV, weisen einen einzigartigen Mechanismus der Fortpflanzung auf. Vergleiche mit der ungeschlechtlichen Vermehrung und der geschlechtlichen Fortpflanzung. Die Festlegung des Geschlechts durch die Umweltbedingungen trägt zum Überleben der betreffenden Art bei. Was sind mögliche Gründe? Menschen und Menschenaffen beschützen, versorgen und erziehen ihre Kinder über mehrere Jahre. „Rabeneltern“ sind dagegen Spechte: kaum sind die Jungen erwachsen, werden sie aus dem Revier verjagt. Amphibien kümmern sich weder um ihren Laich noch um die Kaulquappen. Welche unterschiedlichen Fortpflanzungsstrategien werden an diesen Beispielen deutlich? Bei Tieren ist die Unterscheidung männlich – weiblich meist kein Problem, ganz anders bei Pflanzen: Dattelpalmen, Große Brennnesseln und andere so genannte zweihäusige Arten sind „männlich“ oder „weiblich“. Wodurch ist bei Pflanzen diese Einteilung gerechtfertigt? Eine bestimmte Pflanzensorte ist unempfindlich gegen Schädlinge, liefert aber geringen Ertrag. Bei einer anderen Sorte ist der Ertrag hoch, sie ist aber wenig widerstandsfähig. Diese Sorten werden so lange miteinander gekreuzt, d. h. geschlechtlich fortgepflanzt, bis man eine Pflanzensorte mit den angestrebten Eigenschaften erhält: gute Erträge und wenig empfindlich gegen Schädlinge. Diese Sorte wird nur noch ungeschlechtlich vermehrt. Erkläre diese Vorgehensweise. In vielen Familien und Partnerschaften sind Gespräche über Fragen der Sexualität eher die Ausnahme. Was sind mögliche Ursachen? Was sind mögliche Ursachen dafür, dass in Ländern mit geringer Wirtschaftskraft und niederem Bildungsniveau das Bevölkerungswachstum am größten ist? Warum hat Deutschland weltweit eine der niedrigsten Geburtenraten? Netz 13
