Evolution Flashcards
(22 cards)
1
Q
Biologische Definition der Evolution
A
Veränderung der Lebewesen im Rahmen der stammesgeschichtlichen Entwicklung im laufe der Erdgeschichte
2
Q
Geschichte der Evolutionstheorie
A
- Menschen glaubten an Artkonstanz (Unveränderlichkeit der Arten)
- Erste Theorien zur Veränderlichkeit im 17. Jhdt.
3
Q
Jean Baptiste Lamarck
A
- Französischer Naturforscher (1744-1829)
- Arten können sich mit der Zeit ändern → neue Arten entstehen
- Theorie: Im Laufe des Lebens erworbene Merkmale (Modifikationen) werden vererbt (Giraffe)
- Heute: Nur was in der DNA gespeichert ist wird vererbt
- Veränderung von Organismen durch Veränderung der DNA (Mutation)
- Menge an bestimmten Stoffen, Proteinen und Keimzellen kann durch Umwelt beeinflusst werden → beeinflusst das Ablesen der DNA => Epigenetik
- Versuch:
→ Drosophila (Fruchtfliegen) → bei Schockfrost braune Flecken an den Flügeln
→ 2-3 Generationen auch Flecken (Gene werden wieder “eingeschaltet”) - Artgenossen Lamarcks waren von Artkonstanz überzeugt
4
Q
Charles Robert Darwin
A
- 1809-1882
- Medizinstudium abgebrochen, Theologiestudium abgeschlossen
- 5-Jährige Forschungsreise auf “Beagle”
- Galapagos-Inseln:
→ Beobachtungen von Finkenarten
→ unterschiedliche Anpassungen der Finken liefern Denkanstöße für Evolutionstheorie - Rückkehr nach England → Entwicklung der Evolutionstheorie
- Alfred Russel Wallace → ähnliche Theorie (unabhängig)
- Darwin veröffentlicht 1859 “the origin of species by means of natural selection”
5
Q
Darwins Theorie
A
- Individuen einer Art unterscheiden sich => Natürliche Vielfalt (Variation)
- Individuen haben mehr Nachkommen als zur Erhaltung der Population notwendig bzw. als Ressourcen vorhanden
- Natürliche Auswahl => Selektion → die am besten an die Umwelt angepassten Individuen haben mehr Nachkommen/bleiben übrig
- Bsp.: Industriemelanismus (Birkenspanner)
- Darwin war Lamarckist und arbeitete Jahrzehnte an der Pangenesis Theorie
6
Q
Moderne Evolutionstheorien
A
Die Grundaussagen Darwins Evolutionstheorie haben bis heute bestand → werden laufend überarbeitet und ergänzt
7
Q
Synthetische Theorie
A
- Ernst Mayr, Julian Huxley, u.A. (1942)
- Darwins Theorie ergänzt durch Erkenntnisse der Genetik, Populationsbiologie, Mutationforschung,…
- Kein Rückfluss von Phänen zu Genen (Ausnahme Retroviren → HIV)
- Veränderung von Genen durch Mutationen
8
Q
Systemtheorie der Evolution
A
- Rupert Riedl 1975
- Organismen weisen hohen Grad an Ordnung auf
- Ordnung unterliegt Hierarchie (z.B. Regulatorgene → Bsp. Kniegelenk)
- innere Selektion → alle Untersysteme müssen funktionieren (z.B. Fehlgeburt, Gen-Defekt)
- Hierarchie in der Embryonenentwicklung → Anlage bestimmter Gewebe bedingt richtige Entwicklung weiterer Gewebe (Bsp. Chorda Dorsalis)
- Je wichtiger Merkmale im System sind desto geringer ist die Chance auf erfolgreiche Mutation → Evolution hat Richtung aber kein Ziel
9
Q
Neutrale Theorie der Evolution
A
- Motoo Kimura
- Viele Mutationen wirken sich nicht aus
- Stumme Mutationen von DNA welche nicht in Proteine übersetzt werden
- Diese Mutationen haben keine Relevanz für Selektion
- Durch weitere Mutationen kann es sprunghaft zu neuen Merkmalen kommen (Genabschnitt wird freigeschalten)
10
Q
Belege für die Evolution
A
- Fossilien:
→ Milliarden Fossilienfunde
→ Je tiefer der Fund desto geringer entwickelt
→ Tiefe Gesteinsschichten können durch tektonische Vorgänge an die Oberfläche gelangen - Homologie und Analopie:
→ Homologe Merkmale beruhen auf gemeinsames Erbgut
→ Analoge Merkmale entwickeln sich ähnlich aufgrund von Umweltbedingungen, nicht aufgrund von selbem Erbgut - DNA-Vergleich:
→ Genaue genetische Stammbäume dank DNA-Analysen (DNA-Fingerprint, DNA-Sequenzierung)
→ Je näher verwandt die Organismen sind, desto ähnlicher ist die Basenabfolge in der DNA
11
Q
Mechanismen der Evolution
A
- Art → Organismen müssen Fortpflanzungsfähige Nachkommen zeugen können (Pferd andere Art als Esel → Maultier)
- Population → Fortpflanzungsgemeinschaft einer Art zu bestimmtem Zeitpunkt in begrenztem Gebiet
- Allel → bestimmte Merkmalsanlage (Gen) (A)(A) = 2 Allele
- Genpool → Gesamtheit aller Allele in einer Population (z.B. 100 Personen AA → 200 Allele A)
- relative Fitness → wie viele Nachkommen Individuen mit bestimmter Merkmalskonstellation haben (RF 2 → Individuum hat 2 Nachkommen → Paar hat 4 Nachkommen)
12
Q
Selektionstypen
A
- Stabilisierende Selektion:
→ Bevorzugung von Individuen mit mittleren Merkmalsausprägungen
→ Besonders bei gleichbleibenden Umweltmerkmalen
→ Variabilität bleibt konstant - Gerichtete Selektion:
→ Bevorzugung von Individuen mit bestimmten Merkmalen welche vom Mittelwert abweichen
→ oft als Reaktion auf Änderung in der Umwelt (Birkenspanner) - Aufspaltende Selektion:
→ Bevorzugung von Individuen mit extremen Merkmalsausprägungen (durchschnittliche werden benachteiligt)
→ kann zu Bildung neuer Arten führen
13
Q
Artbildung durch Isolation
A
- Populationen müssen über lange Zeitraum voneinander getrennt werden (meist durch räumliche Trennung → Insel, Fluss, Berg,…)
- häufen unabhängig unterschiedliche Merkmale an
- sobald keine fertilen Nachkommen gebildet werden können → 2 Arten
14
Q
Genübertragung in der Natur
A
- Bakterienkonjugation:
→ Direkter Austausch von DNA zwischen zwei Bakterienzellen
→ Austausch über Pili
→ Plasmide werden repliziert und über Plasmabrücken ausgetauscht
→ Übertragung z.B. auch von Resistenzgenen (Antibiotikaresistenz) - Viren und ihre Vermehrung:
→ HI-Virus, Grippeviren,…
→ Haben keinen Stoffwechsel und keine Proteinsynthese
→ können sich ohne Wirtszelle nicht vermehren
→ Erbsubstanz ist entweder DNA oder RNA
15
Q
Chemische Evolution
A
- Entstehung der Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren
- Bildung der festen Erdkruste vor etwa 4 Milliarden Jahren (älteste Gesteine)
- Versuch von Miller 1953:
→ Apparatur bildet Bedingungen der Urzeit nach
→ flüssiges Wasser, hohe Verdampfungsraten, viel Niederschlag und elektrische Entladung (Blitze)
→ Atmosphäre: CO2, Methan (CH4), Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S), Wasser (H2O), kein freier Sauerstoff
→ Heute: 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff, 1% Edelgase
→ im Versuchsablauf entstehen Zucker, Aminosäuren, Harnstoff, Fette und Basen => Bausteine für RNA und DNA
16
Q
Entstehung von größeren Molekülen
A
- bei Anreicherung dieser Produkte → größere Moleküle (Aminosäureketten, kurze, selbst replizierende RNA-Ketten)
- Anreicherung z.B. in porösen Strukturen (Sandstein)
- RNA-Ketten zeigen Replikation und Variation (Fehler in der Abschrift)
17
Q
Entstehung der Membran
A
- Fettmoleküle zeigen im Wasser eine Anordnung zu membranähnlichen Strukturen (Selfassembling)
- Membranen bilden im Wasser hohle Blasen
- Blasen bilden abgeschlossene Räume für chemische Reaktionen und Konservierung der Erbinformation
18
Q
Biologische Evolution
A
- beginnt mit den ersten Zellen
- Zwischen Beginn chemischer und biologischer Evolution ~ 200 Millionen Jahre
- Erste Vorläuferzellen → Protobionten
- Eigenschaften von Protobionten:
→ Membran
→ Aufnahme energiereicher Stoffe
→ Erbmaterial (RNA, DNA)
→ Verdopplung und Variation des Erbmaterials
→ Einfache Form der Teilung
19
Q
Endosymbiontentheorie
A
- A.F. Schimper (Botaniker) 1883
- Mitochondrien und Plastiden waren ursprünglich frei lebende Bakterien
- Wurden von größeren Bakterien durch Endozytose aufgenommen aber nicht verdaut
- Endosymbionten haben mit der Zeit Teil ihrer Fähigkeiten verloren
20
Q
Präkambrische Entwicklung
A
- Erste einfache Zellen vor ca. 3,8 Milliarden Jahren (Stoffwechselspuren)
- Bakterien können Fotosynthese betreiben (O2 wird vor 3 Milliarden Jahren frei)
- Bakterien können O2 zur Zellatmung benutzen (vor 2,5 Millionen Jahren)
- Vorläufer der Eukaryoten entstehen:
→ Membran (keine Zellwand)
→ keine Organellen (Mitochondrien, Plasmiden)
→ Energiegewinnung v.a. durch Gärungsprozesse
→ Zellkern
21
Q
Vorgang der Endosymbiose
A
- Vorläufer der Eukaryoten nehmen Bakterien mittels Endozytose auf
- Bakterien beherrschen Zellatmung (mehr Energie als Gärung)
- Bakterien werden nicht verdaut
- Zusammenleben zu beidseitigem Vorteil => Endosymbiose
- Bakterien werden zu Mitochondrien
→ Folge: Tierische Zellen und Pilzzellen entstehen - Zellen mit Mitochondrien nehmen weitere Bakterien auf
- Bakterien beherrschen Fotosynthese
- Bakterien werden zu Chloroplasten
- Endosymbiose
→ Folge: Pflanzenzellen entstehen
Vor ca. 2 Milliarden Jahren entstehen Eukaryoten
22
Q
Belege für die Theorie
A
- Mitochondrien und Plastiden haben eigene ringförmige DNA (wie Bakterien)
- Ribosome ähnlich wie bei Bakterien
- Äußere Membran eukaryotisch
- Innere Membran wie bei Bakterien
- Mitochondrien und Plastiden vermehren sich durch Teilung
→ Bei Teilung der ganzen Zelle werden sie auf Zellhälften verteilt
