Die blauen Ruineneidechsen von Capri
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Die blauen Ruineneidechsen von Capri – Musterlösung science-live-lemgo www.schülerlabor.com Der Prüfling ........................................................................................................ erreichte Punktzahl mögliche Punktzahl leitet aus dem Material charakteristische Merkmale von ... ab, die ihre weite Ausbreitung begünstigen! 1 Merkmale hohe Variabilität bei der Farb- und Musterverteilung → Allelenvielfalt breites Biotop-Spektrum → euryök Kulturfolger hohe Nachkommenzahlen ganzjährig Paarung möglich, d. h. keine Bindung an eine bestimmte Jahreszeit und an Unabhängigkeit von den dann herrschenden abiotischen Faktoren variable Größe des Geleges mehrere Gelege pro Jahr möglich → r-Strategie variable Entwicklungsdauer der Jungtiere bis zum Schlüpfen → größere Unabhängigkeit von abiotischen Faktoren breites Nahrungsspektrum → Generalisten effektiver Schutz vor Fressfeinden erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. Kompetenzbereich: Kommunikation Kompetenz: Informationen aus leicht erschließbaren Texten entnehmen AFB: I je 1 = 11 2 von 11 vergleicht Podarcis sicula und Podarcis sicula coerulea kriteriengestützt und Kriterium systematischer Status Vorkommen Größe des Verbreitungsgebietes Habitat Kulturfolger Farbe Zeichnung Neobiot Verhältnis Kopf/Körper : Schwanz tagaktiv abiotische Ansprüche Sozialverhalten Fortpflanzungsverhalten Fortpflanzung Nahrung Schutz vor Fressfeinden 2 Podarcis sicula Art Süd- und Mitteleuropa, Kleinasien, USA sehr groß breites Biotop-Spektrum ja braun, grün, blau vielfältig ja 1:2 ja warm, trocken, keine Extrema Einzelgänger, außer zur Paarungszeit ♂♂ besetzen Revier, Verteidigung durch Kämpfen und Beißen Anzahl der Paarungen und Gelege pro Jahr, Gelegegröße, Dauer der Entwicklung der Jungtiere abhängig von abiotischen Faktoren Insekten, Spinnentiere, Würmer, Früchte hohe Reaktionsgeschwindigkeit, Schnelligkeit streng geschützte Art Podarcis sicula coerulea Unterart Endemit auf Faraglioni bei Capri sehr klein Felsen, Geröllflächen nein blau einfarbig nein 1:2 ja warm, trocken, keine Extrema Einzelgänger, außer zur Paarungszeit ♂♂ besetzen Revier, Verteidigung durch Kämpfen und Beißen Anzahl der Paarungen und Gelege pro Jahr, Gelegegröße, Dauer der Entwicklung der Jungtiere abhängig von abiotischen Faktoren Insekten, Spinnentiere, Würmer, Früchte hohe Reaktionsgeschwindigkeit, Schnelligkeit streng geschützte Unterart Schutzstatus Gemeinsamkeiten Unterschiede nennt die biologische sowie die morphologische Artdefinition und biologische Artdefinition: Gruppe von Populationen, deren Angehörige sich unter natürlichen Bedingungen miteinander fortpflanzen und lebensfähige, fertile Nachkommen bekommen können. morphologische Artdefinition: Individuen gehören einer Art an, wenn sie in ihrem Bauplan und wichtigen morphologisch-anatomischen Eigenschaften, einschließlich physiologischer und ethologischer Merkmale übereinstimmen überprüft, ob es sich bei P. s. coerulea um eine eigene Art handelt! Zwischen unterschiedlichen benachbarten Podarcis-Arten wurden mehrfach Hybride nachgewiesen. Tiere unterschiedlicher Podarcis-Arten sind folglich kreuzbar. Anzunehmen ist, dass eine erfolgreiche Paarung zwischen P. sicula und P. s. coerulea möglich ist und nur durch die räumliche Barriere verhindert wird. → Nach der biologischen Artdefinition ist P. s. coerulea keine eigene Art. P. s. coerulea entspricht in ihrem Bauplan, in wichtigen morphologisch-anatomischen Eigenschaften, einschließlich physiologischer und ethologischer Merkmale mit P. sicula überein, unterscheidet sich aber bezüglich der Schuppenfarbe und der Zeichnung. → Nach der morphologischen Artdefinition könnte P. s. coerulea als eigene Art angesehen werden. Dies hängt ab von dem Stellenwert der Merkmale Farbe und Zeichnung. erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung, Fachwissen Kompetenz: Unterschiede und Gemeinsamkeiten kriterienbezogen analysieren Biologisches Wissen in einfachen Kontexten verwenden AFB: II 3 entwickelt auf der Grundlage von M2 Hypothesen zur Evolution der blauen Schuppenfarbe von P. s. coerulea und ... je 0,5 = 8 3 3 3 3 2 von 20 Die Stammpopulation von P. sicula war ursprünglich sowohl auf dem Festland als auch auf den Faraglioni verbreitet (Panmixie). Sie wurde in zwei Teilpopulationen mit isolierten Genpools getrennt (z. B. durch den Anstieg des Wasserspiegels des Mittelmeeres, Separation). Die Entwicklung der beiden Teilpopulationen erfolgte anschließend unabhängig voneinander. 1. Änderung der Schuppenfarbe von braun-grün nach blau war Folge einer Mutation in der Inselpopulation. 2. Änderung der Schuppenfarbe von braun-grün nach blau war Folge eines Flaschenhalseffektes. In der Inselpopulation war das Allel für ‚blau’ nach der Trennung von der Festlandpopulation überrepräsentiert. 3. Unabhängig von der Entstehung bzw. Herkunft des Allels für ‚blaue Schuppen’ hat sich dieses Allel im Genpool von P. s. coerulea durchgesetzt. 2 2 2 2 wertet die Abbildungen ... aus und überprüft die Hypothesen ...! Auswertung der Grafiken (Abb. 5) Die Grafik zeigt a die durchschnittliche Allelenzahl im Genpool einer Inselpopulation in Abhängigkeit von der Größe der Insel b die durchschnittliche Allelenzahl im Genpool einer Inselpopulation in Abhängigkeit vom Alter der Insel c den Anteil der heterozygoten Individuen einer Inselpopulation in Abhängigkeit von der Größe der Insel d den Anteil der heterozygoten Individuen einer Inselpopulation in Abhängigkeit vom Alter der Insel Mit zunehmender Größe der Insel steigt die Allelenzahl im Genpool einer Inselpopulation. Mit zunehmendem Alter der Insel sinkt die Allelenzahl im Genpool einer Inselpopulation. Mit zunehmender Größe der Insel steigt der Anteil heterozygoter Tiere in einer Inselpopulation. Mit zunehmendem Alter der Insel sinkt der Anteil heterozygoter Tiere in einer Inselpopulation. Die Faraglioni sind sehr kleine Insel, die seit etwa 10.000 Jahre (nach Abb. 5d ‚relativ hohes Alter’) vom Festland getrennt sind. Anzunehmen ist, dass die Allelenzahl im Genpool von P. s. coerulea geringer ist als im Genpool von P. sicula. Die genetische Variabilität von P. s. coerulea ist folglich kleiner als die von P. sicula. der Anteil heterozygoter Tiere in der Population von P. s. coerulea geringer ist als in der Population von P. sicula. je 2 = 4 Überprüfung der Hypothesen 1und 2 Mutation erhöht die genetische Variabilität durch Zunahme der Allelenzahl im Genpool einer Population. Der Flaschenhalseffekt verringert i. d. R. die genetische Variabilität durch Abnahme der Allelenzahl im Genpool einer Population. Die erste Hypothese ist unwahrschahrscheinlicher als die zweite, aber nicht widerlegt, da in der Population von P. s. coerulea in einer gewissen Häufigkeit braun-grüne Tiere auftreten. Die Allele für diese Farben sind im Genpool der Population noch vorhanden. 5 Überprüfung der Hypothese 3 Die Abnahme des Anteils heterozygoter Individuen in einer Population ist gleichbedeutend mit einer Zunahme der homozygoten. Da etwa 90% der P. s. coerulea blau sind, hat sich die Allelenfrequenz zugunsten des Allels für ‚blaue Schuppen’ und zuungunsten der Allele für ‚braun’ und ‚grün’ verschoben. Das Allel für ‚blaue Schuppenfarbe’ hat auf den Faraglioni einen Selektionsvorteil. erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung Kompetenz: Biologische Hypothesen formulieren Daten hypothesenbezogen auswerten und interpretieren AFB: II (obere), III (untere) 4 je 1 = 8 leitet aus M2 begründend einen möglichen Selektionsvorteil ab und Bei P. s. coerulea sind mehr Männchen als Weibchen blau gefärbt. Männchen besetzen während der Paarungszeit Reviere und verteidigen sie. Die Konkurrenz findet zwischen Tieren des gleichen Geschlechts statt. Während der Paarungszeit sind Männchen besonders prächtig gefärbt. → Die Schuppenfarbe spielt bei den Männchen während der Paarungszeit eine besonders wichtige Rolle. Vermutlich haben besonders prächtig blau gefärbte Männchen größere Chancen, ein Revier zu besetzen, und damit höhere Fortpflanzungschancen als unauffällig gefärbte. Möglicher Selektionsvorteil: ‚intrasexuelle Selektion’. erläutert ihn und ... Darstellung eines weiteren Beispiels für ‚intrasexuelle Selektion’ Vermutlich haben P. s. coerulea-Männchen kaum Nachteile durch Blaufärbung, auch wenn sie schlechter getarnt sind vor Beutegreifern. Schutz vor Beutegreifern erfolgt über Reaktionsgeschwindiglkeit und Schnelligkeit. entwickelt ein Experiment ...! Annahme: Blau gefärbte Männchen sind für Weibchen attraktiver als grün-braune. Wenn die Männchen von P. s. coerulea als Paarungspartner bevorzugt werden, wird die Häufigkeit des Allels für ‚blaue Schuppenfarbe’ über die Generationen im Genpool der gezüchteten Population zunehmen. Experiment: Fortpflanzungswilligen Weibchen von P. sicula und P. s. coerulea werden jeweils Männchen von P. sicula und P. s. coerulea als mögliche Paarungspartner angeboten. Erwartung: Wenn blaue Männchen sexuell attraktiver sind als grün-braune, sollten sie statistisch häufiger von den Weibchen gewählt werden und in der Filialgeneration mehr Nachkommen haben als grün-braune. erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung, Fachwissen Kompetenz: Experimente planen und deuten Biologisches Wissen in einfachen Kontexten verwenden AFB: II 2 2 von 19 5 3 2 10 2 von 20 ∑ = ... von 70
