Arbeitsblatt: Memory: Evolution

GRÜNSPECHT WÄHREND DER EISZEIT: WESTLICHE POPULATIONEN HEUTE: IN DER SCHWEIZ HEIMISCH GRAUSPECHT WÄHREND DER EISZEIT: ÖSTLICHE POPULATIONEN HEUTE: IN DER SCHWEIZ HEIMISCH VORDEREXTREMITÄTEN VOM MAULWURF UND VOGEL VORDEREXTREMITÄTEN VOM SCHWEIN UND DELPHIN KÖRPERFORM VOM HAI KÖRPERFORM VOM PINGUIN GRABHÄNDE DES MAULWURFS GRABHÄNDE DER MAULWURFSGRILLE ANALOGIE FUNKTIONSÄHNLICHKEIT BIOLOGISCHER STRUKTUREN BEI VERSCHIEDENEN LEBEWESEN. SIE BERUHT NICHT AUF ÜBEREINSTIMMENDER ERBINFORMATION, SONDERN IST EINE ANPASSUNGSÄHNLICHKEIT ODER KONVERGENZ DURCH VERGLEICHBAREN SELEKTIONSDRUCK. ÄHNLICHKEIT BIOLOGISCHER STRUKTUREN BEI VERSCHIEDENEN LEBEWESEN AUFGRUND ÜBEREINSTIMMENDER ERBINFORMATION. HOMOLOGIE HOMOLOGIEKRITERIEN 1. KRITERIUM DER LAGE: STRUKTUREN (Z.B.KNOCHEN) SIND HOMOLOG, WENN SIE IN GLEICHER ANZAHL VORHANDEN SIND UND IN EINEM BAUPLAN DIE GLEICHE LAGE EINNEHMEN. Tierbeispiel: Wirbeltierextremitäten: Die Knochen liegen in gleicher Anzahl und im Bauplan in ähnlicher Lagebeziehung zueinander. 2. KRITERIUM DER STETIGKEIT/KONTINUITÄT: UNTERSCHIEDLICHE STRUKTUREN WERDEN DANN ALS HOMOLOG BETRACHTET, WENN ZWISCHENFORMEN EXISTIEREN, DIE EINEN ALLMÄHLICHEN ÜBERGANG ERKENNEN LASSEN. 3. KRITERIUM DER SPEZIFISCHEN QUALITÄT: KOMPLEXE STRUKTUREN SIND DANN HOMOLOG, WENN SIE IN SEHR VIELEN EINZELHEITEN ÜBEREINSTIMME, AUCH OHNE LAGEÄHNLICHKEIT UND KONTINUITÄT. z. B. die KnochenSchuppe eines Haifischs und unsere Zähne sind homolog. Begründung: Beide sind im Querschnitt nahezu identisch aufgebaut (Schmelz, Dentin, Zahnhöhle, Adern, Nerven.) VOGELFLÜGEL DIE TRAGFLÄCHE WIRD VON FEDERN GEBILDET. DIE VÖGEL FLIEGEN MIT DER GESAMTEN SCHWINGE, ALSO DEM ARM MIT DEN FEDERN. FLEDERMAUSFLÜGEL DIE TRAGFLÄCHE WIRD VON DER FLUGHAUT GEBILDET. FLEDERMÄUSE HABEN IHRE FLUGHAUT ZWISCHEN DEN FINGERN IHRER VORDERGLIEDMASSEN AUFGESPANNT. DIE SCHUPPEN DES HAIS DIE HAIHAUT FÜHLT SICH BEIM ANFASSEN SEHR RAUH AN. DIES VERURSACHEN DIE SO GENANNTEN PLACOIDSCHUPPEN, AUS DENEN DIE HAUT DER HAIE BESTEHT. DIE PLACOIDSCHUPPEN BESTEHEN AUS EINER BASALPLATTE UND EINEM ZUM GENANNT. SCHWANZ ORIENTIERTEN DORN ODER AUCH STACHEL DIE BASALPLATTE BESTEHT, ÄHNLICH DEM DENTIN DER ZÄHNE, AUS EINER KNOCHENARTIGEN SUBSTANZ. DER DORN BESTEHT AUS DENTIN. UM IHN HERUM IST JEDOCH EINE ZUSÄTZLICHE SCHICHT SCHMELZ ZU ERKENNEN, EINE HARTE, STARK MINERALISIERTE SUBSTANZ. DER MENSCHLICHE ZAHN JEDER ZAHN BESTEHT AUS DER ZAHNKRONE, DEM ZAHNHALS, UND DER ZAHNWURZEL UND IST AUS MEHREREN AUFGEBAUT. SCHICHTEN BEI EINEM GESUNDEN ZAHN SIEHT MAN NUR DEN ZAHNSCHMELZ, DER WIE EINE GLASUR DAS INNEN LIEGENDE ZAHNBEIN (DENTIN) BEDECKT. DAS DENTIN WIEDERUM UMSCHLIESST DAS ZAHNMARK. KAIBABEICHHÖRNCHEN AM NORDRAND DES GRAND CANYONS DIE HAUPTPOPULATION DER KAIBABHÖRNCHEN LEBT IN EINEM AREAL, IM SOGENANNTEN KAIBABPLATEAU AM NORDRAND DES GRAND CANYON. DAS KAIBABHÖRNCHEN ENTWICKELTE SICH VOR MILLIONEN VON JAHREN AUS DEM ABERTHÖRNCHEN, DAS AM SÜDRAND DES GRAND CANYONS BEHEIMATET IST. ALS DER GRAND CANYON DURCH EROSION GEFORMT WURDE, WURDEN DIE KIEFERNWÄLDER GETRENNT UND AM NORDRAND DES CANYONS ENTWICKELTE SICH EINE EIGENSTÄNDIGE UNTERART. WENN MAN BEIDE SPEZIES ZUSAMMEBRINGT, SIND SIE IMMER NOCH REPRODUKTIONSFÄHIG ABERTEICHHÖRNCHEN AM SÜDRAND DES GRAND CANYONS DAS NATÜRLICHE HINDERNIS DES CANYONS TRENNT AUCH LEBEWESEN EHEMALS GLEICHER GATTUNG, DIE DANN IN DER FOLGEZEIT EINE UNTERSCHIEDLICHE EVOLUTION DURCHLAUFEN SIND. ALS INTERESSANTES SICHTBARES BEISPIEL GELTEN DAFÜR DAS AM ABERTEICHHÖRNCHEN AM SÜDRAND UND DAS KAIBABEICHHÖRNCHEN NORDRAND. ALS NOCH EINE VERBINDUNG ZUEINANDER BESTAND, UNTERSCHIEDEN SIE SICH NICHT VONEINANDER. NUN ABER ZIEREN DAS ABERT EICHHÖRNCHEN EIN WEISSER BAUCH UND EIN GRAUER SCHWANZ, WÄHREND DAS KAIBABEICHHÖRNCHEN EINEN SCHWARZEN BAUCH UND EINEN FAST GANZ WEISSEN SCHWANZ BESITZT. SCHRITT 1: GEOGRAPHISCHE SEPARATION Bei dieser Variante der Artbildung ist der erste und wichtigste Schritt die geographische Trennung von zwei Populationen einer Art. Manchmal werden Populationen durch Naturereignisse in zwei Gruppen gespalten. Ein Fluss kann zum Beispiel plötzlich seinen Lauf ändern und dadurch das Siedlungsgebiet einer Kaninchengruppe zerteilen. Ein Gebirge kann sich auftürmen oder ein Grabenbruch zerteilt eine Landschaft. SCHRITT 2: UNTERBRECHUNG DES GENFLUSSES Durch diese geographische Separation wird der Genfluss zwischen den neu entstandenen Teilpopulationen unterbrochen. Das heißt, die Individuen aus der einen Teilpopulation können sich nicht mehr mit den Individuen aus der anderen Teilpopulation fortpflanzen. SCHRITT 3: UNABHÄNGIGE ENTWICKLUNG DER BEIDEN GRUPPEN Selbst dann, wenn die Umweltbedingungen absolut gleich sind, entwickeln sich beide Gruppen langsam auseinander. Wesentlich schneller aber verläuft diese Entwicklung, wenn die beiden Gruppen unterschiedlichen Umweltbedingungen und damit unter schiedlichen Selektionsdrücken ausgesetzt sind. SCHRITT 4: RASSENBILDUNG Die Teilpopulationen werden im äußeren Erscheinungsbild immer unterschiedlicher, jedoch könnten sich die Individuen beider Teilpopulationen noch fortpflanzen, wenn man sie unter künstlichen Bedingungen wieder zusammenbringen würde. SCHRITT 5: ISOLATION Irgendwann sind die Unterschiede zwischen den beiden Teilpopulationen oder Rassen so groß geworden, dass eine fruchtbare Fortpflanzung zwischen Vertretern und Vertreter innen der beiden Rassen nicht mehr möglich ist. SCHRITT 6: ARTBILDUNG Wenn sich Individuen zweier Teilpopulationen oder Rassen nicht mehr fruchtbar miteinander fortpflanzen können, hat man es mit zwei verschiedenen Arten zu tun. Vertreter verschiedener Arten können keine fruchtbaren Nachkommen mehr hervorbringen. Ein Beispiel hierfür sind Pferd und Esel. Zwar kann sich ein Pferd mit einem Esel paaren, doch sind die Nachkommen (Maulesel und Maultier) steril. ALLOPATRISCHE ARTBILDUNG ANALOGIE ARTBILDUNG HOMOLOGIE