Entwicklung

Entwicklung
Das Substantiv Entwicklung stammt vom Verb entwickeln ab, das
wiederum eine Bildung zu wickeln ist. Noch im 17. Jahrhundert
wurde entwickeln als aktives und transitives Verb im Sinne von
aufwickeln oder auseinanderwickeln gebraucht, beispielsweise
wurden Schriftrollen entwickelt; im gleichen Jahrhundert erfolgte die
Bildung des Substantivs. Im 18. Jahrhundert wurde der Begriff aus
der Alltagssprache in die Wissenschaftssprache
übernommen. Um 1800 erhielt entwickeln die
übertragene Bedeutung (sich) entfalten, (sich)
stufenweise herausbilden und wurde zunehmend
als intransitives Verb verwendet. Aus A entwickelt
B wird jetzt häufiger etwas entwickelt sich, d. h.
aus einer Handlung wird eine Veränderung, deren
Verursacher und Gegenstand ungenannt bleiben
können. (Quelle: Wikipedia)
Entwicklung II
Wenn sich etwas
entwickelt, so könnte
man sagen, es
verändert sich und
seine Eigenschaften
im Laufe der Zeit.
Entwicklung kann auf
ein Ziel hin
ausgerichtet sein oder
zufällig passieren.
Genesis = Ursprung
1. Die Entwicklung des Lebens auf der
Erde war, nach der Evolutionstheorie,
ein eher zufälliger Prozess.
--> Phylogenese (phylon = Stamm)
Was besagt die Evolutionstheorie?
2. Die Entwicklung eines Lebewesens
von der ersten Zell an, ist gesteuert.
--> Ontogenese (on = Wesen)
Wenn die Entwicklung gesteuert ist,
braucht es einen Steuerungsplan? Wo ist
er? Was steuert er?
Basiskonzepte der Biologie
1. Merkmale des Lebens (ausgehend von vom
Einfachen/ eine Zelle)
2. Die Ebenen des Lebendigen (von der Zelle zum
Organismus; Systeme)
3. Kompartimentierung (Entstehung vom
komplexen Lebewesen bzw. von komplexen
Organen)
4. Vielfalt, Angepasstheit und Verwandtschaft
(Evolution)
5. Regulation und Steuerung durch Information
und wechselseitige Kommunikation
(Steuerungsplan der Entwicklung; Kommunikation
der Zellen)
Übersicht Entwicklungsbiologie SPF 2. Klassen
1. Entwicklung des Lebens auf der Erde (s. Tafel)
2. Entwicklung eines Lebewesens:
-
Wie läuft ein „Leben“ ab? Welchen Zweck hat
das Leben?
-
Welche Rolle spielt die Fortpflanzung im Leben
eins Organismus?
-
Wie sieht Entwicklung von der ersten Zelle zum
geschlechtsreifen Organismus aus?
-
Wie wird Entwicklung gesteuert?
Der Anfang
Am Anfang (vor ca. 4,5 Milliarden
Jahren) war die Erde wüst und
leer!!!
Nach Erkalten der Erdkruste
bilden sich Flüsse und Ozeane. Es
gewittert häufig. Die Atmosphäre
enthält keinen Sauerstoff.
--> Miller-Experiment (1953)
Das erste Leben
Die ersten Lebewesen sind
vor ca. 3,6 Milliarden Jahren
entstanden. Anaerobe Prokaryonten (noch heute als
Archaebakterien vorkommend).
Dann kam die erste Krise.
Die Nahrung in der Ursuppe
wurde knapp. Bestimmte
Bakterien, die es schafften
Energie aus dem Licht der Sonne zu nutzen setzten sich
durch. Sie produzierten Sauerstoff (PS-aktive Bakterien).
Die Atmosphäre veränderte sich dadurch.
Durch den oxidierenden Sauerstoff starben viele Lebewesen
ab und eine neue Art des Lebens entstand. Erst die
entstandenen aeroben Bakterien (gehören zu den echten
Bakterien) waren der Schlüssel zum nächsten
Entwicklungsschritt.
Zeitliche Entwicklung
Vom Einfachen zum
Komplexen
- Man nimmt heute an, das Leben
auf der Erde sei vor ca. 3 600 000 000
(3,6 Milliarden) Jahren entstanden.
- Die ersten Lebewesen waren auch
die Einfachsten, nämlich prokaryontische
Einzeller.
- Vor ca. 2 000 000 000 (2 Milliarden) Jahren, findet
man Zeugnisse erster eukaryontischer Zellen.
- ABER: Übergangsformen findet man nicht!
 Wie sind die Eukaryonten
wohl entstanden?
Vom Einfachen zum
Komplexen II
- Es gibt keine Zeugnisse für Übergangsstufen zwischen
Prokaryonten und Eukaryonten.
- Aber verschiedene Besonderheiten der Zellorganellen führten
zu Theorien, wie Eukaryonten entstanden sein könnten.
Vergleiche...
- Mitochondrien und Chloroplasten können nur durch
Teilung entstehen. Die Zelle baut sie nicht selbst auf.
- Sie besitzen zwei Membranen, alle anderen Organellen
nur eine.
- Die innere Membran von Mitochondrien enthält einen
Stoff, der sonst nur in der Membran von Bakterien
vorkommt, die äußere ist wie die Zellmembran
aufgebaut.
- Mitochondrien und Chloroplasten enthalten eigene DNA,
die nackt vorliegt und meist ringförmig gebaut ist, wie
die der Bakterien (Plasmide).
- Mitochondrien und Chromosomen haben eigene
Ribosomen, die kleiner sind als normale eurkaryontische
Ribosomen.
Theorien...
2
6
1
6
2
7
3
4
1
Bakterium <----> Mitochondrium
Schau dir die Abbildungen an und vergleiche die
Zahlen!
Endosymbiontentheorie
(1900/1970)
- Was bedeutet der Begriff
Endosymbiose?
- Beschreibe die einzelnen
Schritte.
- Welche Veränderungen im
Stoffwechsel haben sich
ergeben (Nahrung,
Sauerstoff)?
- Auf diese Weise könnten
die ersten Protozoen, also
einzellige Eukaryonten
entstanden sein.
Die Entwicklung geht weiter...
- Das Aufkommen der Eukaryonten zeigt, dass
verschiedene Bereiche der Zelle nun spezielle Aufgaben
erledigen. Stichworte: Organellen;
Kompartimentierung
- Vor ca. 1 500 000 000 (1,5 Milliarden) Jahren, kam es
zu einer weiteren Veränderung der Lebewesen, die zu
spezialisierten Zellen geführt hat.
- Zum ersten Mal traten Organismen auf, die aus mehr
als einer Zelle bestanden. Man fasst sie heute als
Metazoen = Vielzeller (eigentlich vielzellige Tiere)
zusammen.
 Welche Vorteile bringt die Vielzelligkeit?
Aus eins mach viele...
Um die vielfältigen
Lebensprozesse in kompliziert
gebauten Lebewesen
hervorzubringen, haben sich
Zellen spezialisiert.
Spezialisierte Zellen kommen
selten allein vor, sondern sie
sind zu Zellverbänden
zusammen geschlossen, zu
Geweben.
Bilden Gewebe
dreidimensionale Gebilde, so
bezeichnet man diese als
Organe.
Erste und einfache Vielzeller
Algen, Schwämme, Polyp
Explosion der Vielfalt
Wäre das Leben auf der Erde 1
Stunde alt, so hätte man erst
nach ca. 50 Minuten die ersten
Lebewesen entdecken können,
die wir als Tiere oder Pflanzen
bezeichnen würde.
Wäre das Leben 1 Jahr alt, so
wären die ersten einfachen,
vielzelligen Tiere und Pflanze am
7. November aufgetaucht.
Der Mensch taucht auf der
Stundenskala erst in den
letzten drei Sekunden auf,
auf der Jahrsskala am
31.12. morgens um 7.20
Uhr
Zu diesem Zeitpunkt (vor 500600 Millionen Jahren) beginnt
das Erdzeitalter Kambrium, aus
dem viele Funde versteinerter
Lebewesen erhalten sind.
Aufgabe
Ist die Entwicklung des Lebens bis hierher für dich
nachvollziehbar?
Diskutiere mit deinen Kollegen über Probleme und
Unstimmigkeiten?
Dann...
...fülle das Diagramm zur Entwicklung der
Entstehung des Lebens aus.
Setze die angegebenen Begriffe ein, die du aus den
vorangegangenen Folien hast herauslesen können.
Helft euch in der Klasse gegenseitig und fragt bei
Problemen mich!
Entwicklung des Lebens
1. Das Leben
2. Die Atmosphäre
3. Die Eukaryonten
4. Vielzeller
Wie ging es weiter?
Die weitere
Entstehung und
Entwicklung der
verschiedenen Arten,
ausgehend von den
ersten Einzellern, die
Entstehung neuer
Strukturen und
Merkmale kann z.T.
nachvollzogen werden,
wenn man sich den
Bau und die Biologie
der verschiedenen
Abteilungen und
Stämme der
Lebewesen anschaut.
Entwicklung aber anders...
Zwei der Merkmale des
Lebens sind das Wachstum
und die Fortpflanzung.
(Welches sind die
restlichen?)
Einfache, einzellige
Lebewesen haben ein
beschränktes Wachstum, da
die Größe einer einzelnen
Zelle aus Stabilitätsgründen
und auf Grund der
Geschwindigkeit der
Diffusion begrenzt ist. (Wie
groß ist eine Zelle?)
Entwicklung aber anders...II
Mehrzellige Lebewesen haben diesen
Nachteil überwunden, was allerdings
auf Kosten der Unsterblichkeit
ging. Vielzeller besitzen spezialisierte
Zellen, die für das Weiterbestehen
einer Art zuständig sind. Mit ihrer
Hilfe wird der Bauplan (das Erbgut)
einer Art weiter gegeben. Die Art
pflanzt sich fort.
Fortpflanzung beginnt stets mit
einer einzigen Zelle, aus der ein
neues Lebewesen entsteht.
Diese Entwicklung nennt man
Ontogenese.
Entwicklung und Fortpflanzung
Alle Lebewesen durchlaufen eine Entwicklung. Meist
beginnt und endet diese Entwicklung mit einem
Fortpflanzungsschritt.
Die Organismen haben aber sehr verschiedene
Methoden der Fortpflanzung entwickelt
Zum einen gibt es riesige unterschiede wie häufig und
in welchem Zeitraum sich ein Lebewesen fortpflanzt
und man kann grob geschlechtliche und
ungeschlechtliche Fortpflanzung unterscheiden.
Innerhalb dieser Gruppen gibt es wieder extreme
Unterschiede (Stichwort: Eier, Samen, Sporen, Früchte,
Jungfernzeugung, Zwitter...)
Wir wollen uns zunächst anschauen, welche Arten
der Vermehrung es gibt.
Vermehrung
Zu den verschiedenen Arten der Vermehrung, aber
auch zu Themen, die in diesem Zusammenhang sonst eine
Rolle spielen, sollst du ein umfangreiches Arbeitsblatt
mit Informationstexten bearbeiten.
Daraus sollst du erfahren:
- Welche Arten der Vermehrung es gibt.
- Welche Spezialformen dabei jeweils vorkommen.
- Was Keimzellen und somatische Zellen sind, wie
sie gebildet werden und sich unterscheiden.
- Was Besamung und Befruchtung bedeutet.
- Wie das Geschlecht von Lebewesen bestimmt
werden kann.
- Was Jungfernzeugung ist.
- Was es mit einem Generationswechsel auf sich hat.
Vermehrung II
Lies die Texte, versuche die
Fragen dazu zu beantworten
und fertige die verlangten
Zeichnungen an.
Besprich dich dabei mit deinen
Klassenkameraden (du hast
12 Stück) und mit mir. Du
darfst gerne auch umhergehen
oder zusätzliche Informationen
in der Bibliothek einholen.
Besuche doch auch einmal unseren Tierraum und schau, ob
dich das zum Thema Entwicklung inspiriert.
Für die Bearbeitung und Lösung des Arbeitsblattes hast du bis
Mittwoch nach den Sonderwochen Zeit (Arbeit heute, nächste
Lektion (Mo nach Sowo) und als Hausaufgabe bzw. nach den Sowo).