Evolution von Mensch und Tier

LÖSUNGEN
Evolution
1 | Fossil – Was ist das? (Museumshalle Untergeschoss)
Beispiele
In der Halle findet man z.B. ein Fossil eines Riesensalamanders, Ammoniten, fossile
Blätter, Haizähne, Fischsaurierwirbel, fossile Nadelbaumreste …
Antwort
Ein Fossil entsteht, wenn ein Lebewesen nach seinem Tod in kurzer Zeit von abgelagertem
Sand oder Schlick überdeckt wird und es wegen Sauerstoffmangel nicht vollständig
zersetzt werden kann. Im Laufe der folgenden Jahrmillionen verdichten sich die darüber
liegenden Ablagerungen zu Gestein (Ablagerungs- oder Sedimentgestein). Ursprüngliches
und hartes Material des Tieres wie Zähne, Knochen oder Kalkschalen werden z.B.
durch Siliziumverbindungen ersetzt – es «versteinert». Verlagerung durch Wasser, Wind
oder Aasfresser können Teile des Kadavers entfernen, Abrollen und Abschleifen
können Strukturen verändern.
Wichtig
Überreste von Lebewesen dürfen nicht völlig zersetzt sein oder müssen zuvor einen
Abdruck im verfestigten Material hinterlassen haben.
2 | Zeitstrahl – Eine Reise durch Raum und Zeit (Museumshalle Untergeschoss)
Antwort
4600 Mio Jahre 400 Mio
300 Mio
200 Mio
erste Lebewesen
erste
Lebewesen
Trilobit (ca. 520 Mio. Jahre)
Urpferd (55 Mio. Jahre)
Homo habilis (2,1 bis 1,5 Mio. Jahre)
100 Mio
heute
Trilobit
Homo
habilis
Urpferd
3 | Birkenspanner – Ein Beispiel schneller Evolution (Museumshalle Untergeschoss)
Antwort
Mutation und Selektion = Motoren der Veränderung
Ursachen dafür sind Mutationen. Das sind Veränderungen der genetischen Anlagen,
die entweder spontan auftreten oder durch äussere Einflüsse, zum Beispiel durch
Röntgenstrahlung, ausgelöst werden können. Mutationen sind zufällig und ungerichtet.
Im Fall der Birkenspannerpopulation gab es zunächst einige wenige dunkel gefärbte
Birkenspannermutanten. Birkenspanner sind typischerweise hell gefärbt und daher
(wenn sie auf der gleichfalls hellen Rinde von Birken sitzen) vom Untergrund selbst
aus nächster Nähe kaum zu unterscheiden. Diese Tarnung – ein Schutz vor Fressfeinden
– versagte, als infolge der seinerzeit dramatischen Luftverschmutzung durch Fabrikschornsteine die Birken zunehmend von Russ dunkel gefärbt und die auf ihnen siedelnden
Flechten abgetötet wurden. 1848 beobachtete man in der Nähe von Manchester erstmals
eine grössere Anzahl dunkel gefärbter Exemplare. Bereits 1895 waren im Industriegebiet
bei Manchester 98 Prozent aller Birkenspanner dunkel gefärbt. Diese konnten sich
stärker vermehren, weil sie einen Überlebensvorteil hatten.
Mutationen alleine können aber noch keine Anpassung an bestimmte Umweltbedingen
bewirken. Erst die natürliche Auslese, die Selektion, gibt den Evolutionsprozessen
eine Richtung. Die Träger nachteiliger Merkmale – das waren nach Beginn der Industralisierung die hell gefärbten Birkenspanner auf der nun dunkleren Rinde – wurden
leichter von Feinden erkannt und häufiger gefressen. Die Träger vorteilhafter Merkmale –
das waren nun dunkle Birkenspanner auf dunkler Rinde – waren dagegen begünstigt,
da sie weniger gefressen wurden. Dies bewirkte, dass die dunkel gefärbten Birkenspannervarianten häufiger zur Fortpflanzung kamen als die hellen Formen.
Die Zusammensetzung der Birkenspannerpopulation veränderte sich dadurch allmählich
¢ in wenigen Jahrzenten ist die hellere Form in Industriegebieten wie Deutschland, England, Amerika fast völlig verschwunden ¢ Selektionsbedingung durch Luftverschmutzung.
Seit den 1960er Jahren ging der Anteil der dunkleren Varianten in den englischen Industrieregionen (parallel zur Verringerung der Luftverschmutzung) wieder erheblich zurück.
4 | Evolution des Pferdes (Museumshalle Untergeschoss)
Lösung
Antwort
Fossilfunde zeigen, dass die frühen Vorfahren unseres Pferdes bereits vor 55 Millionen
Jahren existierten. Sie waren kleine, im Wald lebende Tiere. Sie besassen vier Zehen,
mit denen sie sich gut auf dem relativ weichen Waldboden fortbewegen konnten.
Die Umweltbedingungen änderten sich allmählich – es wurde trocken. Die Wälder wurden
zu grossen Teilen durch steppenartige Landschaften verdrängt; Versteckmöglichkeiten
vor Feinden waren nicht mehr so zahlreich.
Durch das Leben in der Steppe wurden die Tiere mit längeren Gliedmassen begünstigt.
Ausserdem kam es zu einer Reduktion der Zehenzahl von vier auf drei Zehen und
schliesslich nur eine Zehe, die infolge ihrer stabilen Konstruktion das ganze Tier tragen
kann. Pferde können sich deshalb schnell und ausdauernd fortbewegen. Voraussetzung
für diese Entwicklung war ein Klimawechsel vor etwa 20 Millionen Jahren.
5 | Delfin – Hinweise aus der Urzeit im Skelett? (Museumshalle Erdgeschoss)
Antwort
Handähnliche Flosse (Oberarm, Elle, Speiche, Handwurzelknochen, Mittelhandknochen,
Fingerknochen) und Überreste Beckenknochen.
Auch heute haben Wale und Delfine immer noch einige körperliche Merkmale ihrer
landbewohnenden Vorfahren. Die Knochenstruktur der Flosse ähnelt stark einem Arm
und einer befingerten Hand. Auch gibt es noch Überreste von Beckenknochen, die
vor Millionen von Jahren die Hinterglieder fixierten.
6 | Wirbeltier-Embryonen (Museumshalle Erdgeschoss)
Antwort
Verblüffende Übereinstimmung ¢ Verwandtschaft der Wirbeltiere sehr deutlich erkennbar!
Besonders deutlich sind bei allen die Kiemenspalten ausgebildet.
Aber: Fisch bildet Kiemen aus. Bei lungenatmenden Klassen werden diese reduziert
und eliminiert. Das bedeutet: Es werden nicht immer alle ursprünglichen Organe
der stammesgeschichtlichen Vorfahren angelegt. Organe werden z.B. unvollständig,
nicht funktionsfähig ausgebildet oder fehlen im Adultstadium. Ausserdem können sich
entsprechende Organanlagen auch zu ganz neuen Organen weiterentwickeln.
7 | Rudimente – Was versteht man darunter? (Museumshalle Erdgeschoss)
Antwort
Steissbein ¢ verkümmerte Schwanzwirbelsäule
Weitere Beispiele beim Menschen sind:
– Blinddarm mit Wurmfortsatz ¢ früher grösserer Darmanhang
(Aufschluss von Nahrung)
– Nickhaut = drittes Augenlid; beim Menschen und meisten Säugetieren Nickhautreste;
Nickhaut ausgebildet z.B. bei Wiederkäuern, Kaninchen, Vögeln, Reptilien und Haien
– Eckzähne, Körperbehaarung ¢ ursprüngliche Funktion verloren
– Weisheitszähne ¢ erscheinen nach 20. Lebensjahr; oft verkümmert
– Funktionslose Muskeln der Ohrmuscheln ¢ früher für Ohrenbewegungen
Weisheitszahn
Muskeln zur Ohrenbewegung
ausgeprägter Eckzahn
Ohrhöcker
Körperbehaarung
Wurmfortsatz
Steissbein
segmentierte
Bauchmuskeln