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
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