Teil 4: Anthropologische Evolution. Weiter geht s mit der Entwicklung der Hominiden - im Bild z.t. bis heute 1

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1 Gattung Hom Vorfahren und ich Teil 4: Anthropologische Evolution Weiter geht s mit der Entwicklung der Hominiden - im Bild z.t. bis heute 1

2 Homo sapiens 2016 Stones

3 Homo im Gang Der Weg zum aufrechten Gang bis... 3

4 .... bis zur Sesshaftigkeit k

5 Ausbreitung des Homo sapiens Ausbreitung homo Homo sapiens Homo neanderthalensis Homo erectus Afrika war vor Jahren der Ursprung des menschlichen Lebens.

6 Nach der Out-of-Africa-Theorie liegen die Ursprünge des Homo sapiens im warmen Afrika. Von hier breiteten sie sich aus. Viele Millionen Jahre nachdem sie gen Norden gezogen waren, wurden sie blasser. Mutationen sorgten dafür, dass die wichtigen UV-absorbierenden Moleküle in die Haut kamen, um die Vitamin-D- Produktion zu begünstigen. Die farbegebende Wirkung von Melamin ging zurück. 0 Viele Entwicklungsstufen, u.a. über den Homo erectus, führten zu der Art Homo sapiens, die schließlich durch den Neandertaler weite Verbreitung im europäischen Raum fand. Nach der Taxonomie wird der Jetztmensch Homo sapiens sapiens genannt. Zu den Folgefolien: Die Gattung Homo hatte viele Varianten, die jedoch ausstarben. Es gibt viele Theorien darüber warum dies geschah. Von Völkermord ist die Rede, vom Klima der Eiszeit, von Fortpflanzungsmuffeln mit niedriger Lebenserwartung und hoher Kindersterblichkeit. Das Schädelvolumen entwickelte sich exponentiell.

7 Menschen der Gattung Homo Entwicklung des Schädelvolumens in cm 3 6

8 Evolutions-Theorie des Charles Darwin Darwin Der britischen Naturforschers ( ) erschütterte mit seinem Buch Über die Entstehung der Arten das Weltbild über den Menschen - insbesondere den Schöpfungsglauben. Er postulierte, dass die Lebewesen der Erde einst mehr oder weniger gemeinsame Vorfahren hätten. Survival of the fittest", sei das Prinzip der Evlution Die am besten an die Umweltbedingungen Angepassten haben die beste Chancen zum Überleben. Er musste mit dem Vorwurf leben, den Menschen auf ein "höher entwickeltes Tier" zu reduzieren.

9 Mendel Johann Gregor Mendel Vater der Genetik Der böhmischer Augustinerpater ( ) entdeckte die genetischen Übertragung des Erbguts, Er stellt die Mendelschen Regeln der Genetik auf und benutzte dafür einfache Erbsenpflanze, um jeweils nur ein Merkmal, z. B. die Samenfarbe zu manipulieren. Die Anlagen zur Ausbildung von Merkmalen ist in den Genen (hier Allelen ) codiert. Regel für dominant-rezessiven Erbgängen: Während in der 1. Folgegeneration nur die dominanten Erbanlagen (gelb) wirksam werden, treten in der 2. auch die rezessiven hervor.

10 0 Im Folgenden will ich nur auf die kleinsten Bauteile des menschlichen Organismus eingehen: die Körper- und Nervenzellen (Neuronen). Sie bestimmen und steuern die Funktionsfähigkeit unseres biologischen Systems und lenken unser Verhalten. Körperzellen sind sehr vielfältig: Knochen-, Muskel-, Drüsen-, Immun-, Leberzellen etc. Einen Sonderfall stellen die Keimzellen dar, die der sexuellen Vermehrung dienen. Alle unserer Zellen enthalten die gleiche DNA, deren unterschiedlichen Gene die Aufgaben und Funktion der Zellen bestimmen. Das Wachstum erfolgt durch Zellteilung, wobei zuerst die Bestandteile des Kerns gedoppelt werden (Mitose). Komplizierter ist es bei den Keimzellen und der Meiose, bei der die Chromosomen halbiert werden und genetisch voneinander verschiedene Zellkerne entstehen. Darüber wird im Weiteren nur am Rande eingegangen.

11 Zellteilung Wachstum durch Zellteilung (Cytokinese) - Mitose - Vorbereitung- Kernzerfall- - Trennung - Kernbildung Zellteilung-

12 Zellenaufbau Bestandteile einer tierischen Zelle GLATTES ENDOPLASMATISCHES RETIKULUM LYSOSUM ZELLKERN (Nukleos) NUKLEOLUS VAKUOLEN MITICHONDRIEN GOLGI APPARAT Ein erwachsener Mensch besteht aus Zellen. Die Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle, sie gewinnen mit der Zellatmung ihre Energie. Die Zelle ist eine kleine Fabrik.

13 Zellkern oder Nukleus (lat. nucleus Kern ) Zellkern 1 Die Zellkerne können je nach Zelltyp unterschiedlich sein. Sie steuern alle Abläufe in der Zelle, z.b. Zellteilung, die Aufnahme von Nährstoffen sowie die Abgabe von Stoffwechselendprodukten und enthalten das genetische Material in Form von Chromosomen.

14 en Genom als Chromosomensatz des Menschen Der Zellkern enthält im Genom die gesamte Information des Erbguts. Der Mensch hat 46 Chromosomen in Form von 23 Chromosmenpaaren mit jeweils 22 homologen(gleichen) Chromosomen von Vater und Mutter. Daneben haben Frauen das Geschlechtschromosomenpaar XX und Männer das Paar XY. Ausnahme: Eizelle und Samenzelle besitzen nur einen einfachen Chromosomensatz, also 23 Einzel-Chromosomen mit entweder einem X- oder einem Y-Chromsom. Männliches Geschlechtschromosomenpaar (XY)

15 0 Da die weibliche Eizelle nur X-Chromosomen enthalten kann, die männliche Samenzelle aber ein X- oder ein Y-Chromosom, hängt es im Wesentlichen vom Vater ab, ob ein Junge oder ein Mädchen gezeugt wird. Ein Ejakulat von 3 ml enthält Spermien. Das fitteste Spermium gewinnt. In den Chromosomen befinden sich die langkettigen Makromoleküle der DNA als Träger der Erbinformation mit den Genen als Abschnitte, die den genetischen Code für die Merkmalen der äußeren Erscheinung von Lebewesen, einschließlich von Merkmalen des Verhaltens tragen. Die Gene wiederum können mehrere Allelen enthalten. So hat beispielsweise das Gen, das für den Aufbau unserer Haare zuständig ist 11 Allelen, die auch über deren Farbe entscheiden. Das Humangenomprojekt (HGP > Human Genome Project) war ein internationales Forschungsprojekt mit dem Ziel, das Genom des Menschen vollständig zu entschlüsseln, d. h. die Abfolge der Basenpaare der menschlichen DNA zu identifizieren. Dies ist nach 10 Jahren 2003 gelungen. Heute ist die Technik der DNA-Analyse, um Rückschlüsse auf verschiedene genetische Aspekte eines Individuums ziehen zu können, zur Routine geworden.

16 DNS/DNA Desoxyribonukleinsäure (engl. acid) DNS/DNA P > Phosphorsäurerest D > Zucker von Typ Desoxibose C, T, A und G > Basen Schematische Darstellungen Die schraubenförmige Doppelhelix der DNA ist durch Basenpaare gefestigt. Über Wasserstoffbrücken verbinden sich nur Adenin mit Thymin und nur Guanin mit Cytosin zu Basenpaaren. Der DNA- Durchmesser beträgt 2,5 nm, ihre Länge in einem Zellkern ca.2 m, Die Gesamtlänge der DNA eines Körpers mit seinen Zellen reicht 4 Mil. mal um die Erde!! 16

17 Nukleotide Bausteinen der DNA DNA-Nukleoide Die Grundbausteine der Nukleinsäure der DNA sind die Nukleotide, bestehend aus dem Phosphorsäurerest, Zucker von Typ Desoxibose und einer der Basen mit den Kurzzeichen A, T, G und C. Die Gene der DNA (Sequenzen oder Abschnitte) haben 500 bis mehrere 1000 Basenpaare. Der Mensch hat Gene mit 3 Mrd. Basenpaare.

18 Genomgrößen Basenpaare Genomgrößen mit Genanzahl u. Basenpaare (bp) Bei Basenpaare für Gene > bp/gen Ø

19 Prozentualer Unterschied der Basenpaare zwischen Mensch und Menschenaffen Mensch-Affe Von links nach rechts: - Orang-Utans, - Gorillas, - Menschen, - Bonobos (Zwergschimpanse) - Schimpansen Davor: gemeinsame Vorfahren der Hominiden

20 0 Mit 1,2 % unterschiedlichen Basenpaaren scheint der Mensch dem Schimpansen sehr nahe. Anders sieht es aus, wenn man nachrechnet, denn 1,2% von 3 Mrd. Basenpaare sind Doch ein stattlicher Unterschied. Zu den Folgefolien: Als Voraussetzung der Zellteilung und damit unseres Wachstums und Bestandes muss sich die DNA verdoppeln. Bei dem komplizierter Vorgang wirken Enzyme, z.b. die Helicase, als Katalysatoren (Helfer) bei der Entdrallung, der Aufspaltung und schließlich der Entstehung von zwei DNA-Tochtersträngen. Beim Duplizieren der DNA wie auch durch äußere Einwirkungen (radioaktive Strahlung) können Fehler im DNA-Strang auftreten, die meist durch einen wirksamen Reparaturmechanismus behoben werde. Jedoch nicht immer. So werden fehlerhafte DNA bzw. Zellen vermehrt, die zu Krankheiten führen. Man geht davon aus, dass fast alle unsere Körperzellen in sieben Jahren erneuert werden: die Hautzellen alle vier Wochen, die Knochenzellen alle 30 Jahre (zu den Möglichkeiten eines Zellenumbaus s. a. Kugelspiel). Dass bei diesem umfangreichen Werk nicht viel mehr Unheil passiert, ist ein Wunder.

21 DNA-Replikation (DNA-Verdoppelung)

22 Mademoiselle E titelt die FAS mit diesem halbseitigen Bild Charpe Sie beschreibt im Wissenschaftsteil die nobelpreisverdächtige Arbeit der einst im Braunschweiger Helmholtz-Institut tätigen Emmanuelle Charpentier. Sie hat mit ihrer amerikanischen Kollegin eine Art Genschere entwickelt, ein molekulares Skalpell, womit in der DNA- Kette gefundene Fehler geschnitten und korrigiert werden können. Manipulationen eingeschlossen?!

23 Unser Gehirn unterm Elektronenmikroskop 0

24 Großhirnrinde (Cortex) mit seinen Hirnlappen Kopf Unser Gehirn wiegt 1,4 kg, hat ungefähr 2% des Körpergewichts und setzt 20% unserer Energie um, das sind ca. 20 Watt. Und dies bei Tag und bei Nacht. Die Nachtaktivität ist erforderlich, um das tagsüber Erlebte und Gelernte zu ordnen und zu festigen.

25 Funktionen in den Gehirnhälften Gehirnhälften links rechts Nicht zu streng nehmen: Die Theorie steht auf wackligem Fundament.

26 Das Gehirn als Hauptteil des zentralen Nervensystems - ergänzt durch das Rückenmark ist die Steuerzentrale des Körpers. Das Großhirn bildet den größten Teil des menschlichen Gehirns und ist verantwortlich für viele Denkund Handlungsprozesse, die den Menschen von anderen Lebewesen unterscheidet. Das Großhirn ist in zwei gleich große Hälften (Hemisphären) geteilt. Der Balken (Corpus callosum) verbindet die Hirnhälften mit etwa 250 Millionen Nervenfasern. Die Aufgaben der Hirnhälften sind nicht so eindeutig. Dennoch: Wer durch einen Schlaganfall rechtseitig gelähmt ist, verliert die Sprache. Das Gehirn steuert nahezu alle lebenswichtigen Körperfunktionen und ermöglicht das Denken. Das Großhirn ist der entwicklungsgeschichtlich jüngste Teil des Gehirns. Das Ultrakurzzeitgedächtnis hält relevante Informationen nicht länger als nur 20 Sekunden. Das reicht zur momentanen Orientierung. Das Kurzzeitgedächtnis (Arbeitsgedächtnis) hält intensive neue Eindrücke mehrere Mininuten, wenn sie nicht weiterwandern, werden sie gelöscht. Das Langzeitgedächtnis behält nur Eindrücke, die unserem Gehirn sehr wichtig erscheinen. Sie können ein Leben lang erhalten bleiben. 0

27 Die Nervenzellen des Gehirns die Neuronen Synapse Gehirnzelle Neuronen haben einen Zellkörper mit denselben Bestandteilen wie die übrigen Körperzellen, ergänzt mit sehr vielen ausgeformten Dendriten und Synapsen, aber nur einem einzigen Axon. 27

28 Unser Gehirn hat ca.100 Mrd. Neuronen mit 100 Bil. Synapsen. Täglich durchströmen bis zu 1200 Liter Blut unser Gehirn und täglich sterben bis Gehirnzellen, dennoch beträgt der Verlust bis zum Lebensende nur 10%. Die Neuronen sind bei der Geburt schon alle vorhanden. Was sich bei ihnen während der Lebens ändert, ist ihre intensive Vernetzung untereinander. Die Aufgaben der Neuronenbestandteile in der Vernetzung sind: - Zellkörper > Informationsverarbeitung - Dendriten > Informationsaufnahme - Axon > Informationsweiterleitung - Synapse > Informationsübertragung Neuronen können sich mit bis zu Synapsen mit anderen Nervenzellen verbinden. Dies geschieht bei der Aufnahme neuer Informationen. Die Kontaktstellen (Synapsen ) zwischen den Neuronen können auf chemischer Basis durch die Übertragung von Botenstoffen (Transmittern) wirken oder auf elektrischer durch Ladungsübertragung in Ionenkanälen. Neuronale Verknüpfungen gibt es nicht nur zwischen Nervenzellen, sondern auch hin zu Sinneszellen, Muskelzellen u.a.m. 9

29 Zurück zu meiner Ausgangsfrage: Menschliches Verhalten und Handeln werden weitgehend bestimmt durch das, was in den Gehirnen programmiert worden ist. All zu oft prägen die von außen kommenden Reize und Einflüsse nichts Gutes. Das Leben in einem bösartigen Umfeld oder einer erzwungenen Gehirnwäsche mit immer wiederkehrenden und verstärkenden negativen Beeinflussungen vernetzen unsere Neuronen so, dass dann auch unser Verhalten negativ sein wird. Wie vieles in evolutionären Vorgängen ist auch menschliches Verhalten nicht vorhersehbar wie langweilig wäre es sonst doch. So schlimm es ist, dass immer wieder Böses geschieht, Mord und Todschlag oder bösartige Erkrankung mit frühem Tod: Alles ist geschuldet der Diversifikation der Evolution, die uns in der schier unbegrenzte Manigfaltigkeit einer wunderschönen Welt entstehen ließ und leben lässt. Alles ist darin möglich - menschliches Tun ist unberechenbar. 0 Möge Mnemosyne, die Mutter der Musen u. griech. Göttin des Gedächtnisses, euch allzeit ein gutes Gedächtnis mit wohl-und frohgesinntem Geist zuteilwerden lassen.