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Schule > Biologie > Abstammungslehre und Evolution > Evolutionstheorien kurz zusammengefasst

EVOLUTION

Evolutionstheorien:

Lamarck:
Umwelt
Innere Bedürfnisse
Übung / Gebrauch
Vervollkommnung
Vererbung
Nichtgebrauch
Verkümmerung
Vererbung
Aktivität des Organismus
Durch Darwin überholt => FALSCH!!!

Darwin:
Umwelt => Varietäten (verschiedene Merkmalsträger)
vorteilhafte Varietäten haben höhere Wahrscheinlichkeit bei der Fortpflanzung; weniger vorteilhafte Varietäten unterliegen in der Fortpflanzung => natürliche Zuchtwahl
Passivität des Organismus

Evolutionsfaktoren:
Durch starken Selektionsdruck und starken Mutationsdruck ändert sich eine Art in kürzester Zeit!
-Mutationen
- Mutationen sind spontan und nicht vorhersehbar
- verändert den Genpool durch Mutanten
- Mutationen und Evolution => nur "effektive" Mutanten können sich reproduzieren, andere sind nicht überlebensfähig (Sackgasse)

-Rekombination:
Neuverteilung der homologen Chromosomen
- intrachromosomale Rekombination: Meiose und Crossing-over
- interchromosomale Rekombination: Sexuelle Fortpflanzung, hierbei entsteht die größte Vielfalt
-Natürlicher Gentransfer
- von Bakterien auf Pflanzen
- von Bakterien auf Bakterien
-Selektion: (natürliche Auslese)
- Abiotische Selektionsfaktoren: Temperatur (Bergmann'sche Regel), Feuchtigkeit, Wind, Bodenbeschaffenheit
- Biotische Selektionsfaktoren: Nahrungskonkurenten, Fressfeinde, Parasiten, innerartliche Beziehungen (Sexualpartner, Populationen), Mensch, intraspezifische Beziehungen (Konkurrenzausschlussprinzip), ev. Mimese (Tarnung/Nachahmung)
- ökologische Nische
- biologisches Gleichgewicht: Räuber- Beute Beziehung (nach Volterra)

-Selektionstypen:
- Stabilisierende Selektion: extreme Phänotypen werden elimiert (an den Enden der Kurve), durchschnittliche Individuen werden begünstigt => Vorläufige Verringerung der Merkmalsvarianz, wird aber durch die Rekombination wieder ausgeglichen
- Transformierende (gerichtete) Selektion: Mittelwert des Merkmals wird verschoben => Verschiebung der Verteilungskurve
- Disruptive Selektion: extreme Phänotypen werden bevorteilt (Polymorphismus) => Entstehung von Unterpopulationen durch Teilung der Stammpopulation
- sexuelle Selektion: (Sexualdimorphismus) Männchen suchen Aufmerksamkeit, durch Größe oder Aussehen (Scheinkämpfe "Bessere gewinnt")

-Durch Selektion entstanden:
- Änderung der Körpergröße: Anpassung an Fressfeinde bzw. Kälte und Wärme

- Industreimelanismus:
hoher Selektionsdruck durch Industrie Änderung der Farbe in kürzester Zeit!

-Beispiele für Selekitonsvorteil:
- Mimikry (scheinwarntracht)
- Warntracht
- Mimese (Tarntracht, durch Nachahmung von Umwelt)
- Gestaltauflösende Gestalt: Somatolyse, kryptische Strukturen
Wie viele Gene ein Individuum in den Genpool der Nächsten Generation einbringt, bezeichnet man als relative Fitness!
Beweise für Evolution
-Fossilfunde
Körperfossil: Vollständige Erhaltung des ganzen Körpers
Einschlüsse: Körperfossile kleinerer Tiere in Harzen (Bernstein), Salz, Erdwachs, Eis
Mumien: Durch Austrocknung konservierte Lebewesen (bei extremer Trockenheit)
Hartteile: Gehäuse, Schalen, Panzer, Zähne, Knochen bleiben von Lebewesen erhalten
Inkrustation: Oberfläche der Hartteile wird mineralischen Lösungen getränkt -> Oberfläche mineralisert / versteinert
Abguss / Pseudomorphose: In der Umgebung der Hartteile kristalisieren mineralische Lösungen aus -> Hartteile werden zerstört -> Abguss
Intuskrustation / echte Versteinerung: Hartteile werden mineralisiert, Hohlräume werden mit Mineralien gefüllt
Abdruck / Hohldruck: Hohlraumausfüllung der Hartteile mit Sediment -> Schalenauflösung durch H2O -> Abdruck der Außenseite
Steinkern: Hohlraumausfüllung der Hartteile mit Sediment -> Schalenauflösung durch H2O -> Innenseite der Schale bleibt als Kern erhalten
Prägesteinkern / Skulptursteinkern: -Hohlraumausfüllung der Hartteile mit Sediment -> Schalenauflösung durch H2O -> Innenseite der Schale bleibt als geprägter Kern erhalten
- Einbettung der Hartteile im Sediment ohne Hohlraumausfüllung -> Schalenauflösung durch H2O -> äußere Form hat sich in das umliegende Sediment eingeprägt
Diagenetische und tektonische Verformung: Veränderung der Erdkruste -> evtl. gänzliche Zerstörung des Fossils
Inkohlung: Chemisch-biologische Zerstörung von Hart- und Weichteilen -> unter Luftabschluss Fäulnis -> Kohlenstoff in Form von Torf, Braun- und Steinkohle (fest)
Bitumina: Chemisch-biologische Zerstörung von Hart- und Weichteilen -> unter Luftabschluss Fäulnis -> Kohlenstoff in Form Erdöl (flüssig)
-Datierungsmethoden
- Relative Altersbestimmung: Fluormethode (Halbwertszeit), Leitfossilien (typische Fossilien einer Erdspalte), Biostratigrafie (Erdschichten werden untersucht)
- Absolute Altersbestimmung: Radiokarbonmethode (C14-Methode, Halbwertszeit)

-Vergleiche:
Anatomie, Morphologie, Genetik, Stoffwechsel (Enzym Cytrochrom C, verschiedener Aufbau, differenziert durch unterschiedliche Aminosäuresequenzen), Verhalten
z.B. DNA-DNA-Hybridisierung: Bestimmung des Komplementaritätsgrades von 2 verschiedenen DNA- Fragmenten
-Biogenetische Grundregel (nach Ernst HAECKEL): Die Keimesentwicklung (Onthogenese) ist eine kurze, unvollständige und schnelle Rekapitulation der Stammesentwicklung (Phyogenese)
-Atavismus: Rückfall in eine frühere Entwicklungsstufe. Wiederauftreten von Körpermerkmalen aus früheren Entwicklungsstufen der Evolution
-Rudimentäre Organe: Organe, die im Lauf der Evolution ihre Funktion ganz oder teilweise verloren haben und nur noch als Rest vorhanden sind
-Homologie und Konvergenz
Homologie

Homologiekriterien:
1. Kriterium der Lage: Organe homolog, wenn Organismusbauplan die gleich Lage haben
2. Kriterium der spezifischen Qualität: komplexe Organe in Einzelmerkmalen übereinstimmen
3. Kriterium der Kontinuität: Verbindung von Organen durch verschiedene Zwischenformen
Organe, die aufgrund gleicher Abstammung und daher gleicher Erbinformation in ihrem Grundbauplan übereinstimmen; sie können im Zusammenhang mit ihrer jeweiligen Funktion unterschiedlich gestaltet seinKonvergenz: Anpassungsähnlichkeit infolge gleichartiger Selektionsdrücke = Analogie -> Hinweis auf Abstammung von gemeinsamen Vorfahren
DivergenzKonvergenz
bei konvergenter Entwicklung homologer Strukturen: Homoiologie
Analogie
Organe mit gleicher Funktion aber unterschiedlichem Bauplan
Ergebnis einer Angepasstheit an gleiche Umweltbedingungen
Konvergenz: Anpassungsähnlichkeit infolge gleichartiger Selektionsdrücke = Analogie

Zur Artbildung führende Prozesse:

-Artbegriff:
- Typologischer Artbegriff: zu einer Art gehören alle Individuen, die in ihrem wesentlichen Merkmalen untereinander und mit ihren Nachkommen übereinstimmen
- Genetischer Artbegriff: zu einer Art gehören alle Individuen, die potentiell zu einem gemeinsamen Genpool gehören und reproduktiv von anderen Populationen getrennt sind

-Artbildung:
- Allochrone Artbildung: nichtspaltende Artbildung, führt nicht zur Artvermehrung
- Synchrone Artbildung: spaltende Artbildung, führt zur Vermehrung von Arten
- Allopatrische Artbildung: Durch Isolation hervorgerufene Trennung eines Genpools und Ausbildung von Teilpopulationen mit anschließender Separation des Genpools
=> erst Isolation, dann Separation

- Sympatrische Artbildung:
durch genetische Isolation hervorgerufen, Artbildung ohne direkte Separation
hauptsächlich im Pflanzenreich
2n (diploid) über Polyploidisierung => 4n (tetraploid) => Meiose: 2n x 2n => Zygote: 4n => 4n x 2n (Autosomen) => Meiose: 2n x 1n => Zygote: 3n (triploid)
=> erst Separation, dann daraus folgend Isolation
-Isolation und Artbildung
Gemeinsamer Genpool => durch Isolation entstehende Teilpopulationen (noch keine Mutationen); Genfluss zwischen den Teilpopulationen => isolierte Populationen: mit Mutationen => isolierte Populationen werden Unterarten: Mutationen werden vererbt, Fortpflanzungsschranke entsteht => Art, Art A und B können sich untereinander nicht mehr vermehren (komplette Fortpflanzungsschranke)

-Isolation:
- Räumliche / geografische Isolation: Inselbildung, Vergletscherung, Gebirgsbildung
- Ökologische Isolation: Einnischung, adaptive Radiation (= Aufspaltung einer Art in neue Arten unter Anpassung an verschiedene ökologische Bedingungen (Nischen), Darwin-Finken)
- Zeitliche Isolation: unterschiedliche Blüte- / Brutzeit
- Sexuelle / fortpflanzungsbedingte Isolation: morphologische Isolation, ethologische Isolation (artspezifische Signale an den artgleichen Sexualpartner)
=> präzygotische Isolation
- Postzygotische Isolation: Bastarde: Maulesel (Mutter: Esel; Vater; Pferd); Maultier (Mutter: Pferd; Vater: Esel) => unfruchtbar

-Genetische Separation:
- Vollständige Trennung des Genpools
- Natürliche Kreuzung zwischen Mitglieder der beiden Populationen nicht mehr möglich
Vielfalt des modernen Menschen
- Definition Art: natürliche Fortpflanzungsgemeinschaft, von anderen Arten durch natürliche Fortpflanzungsbarrieren getrennt
- Definition Rasse: = Unterarten; Populationen derselben Art, Unterscheidung in den Häufigkeitsverteilungen ihrer genetische bedingten Merkmale
- Messung der Allelfrequenz zwischen Menschen verschiedener geografischer Herkunft
- Rekonstruktion von Stammbäumen "Prinzip der genetischen Distanz"
- Distanz lässt sich aus einer Vielzahl verschiedener Gene berechnen => Durchschnittswert

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