Wer ist mit wem verwandt? EVOLUTION befasst sich auch mit Verwandtschaftsverhältnissen!

Transkript

1 Wer ist mit wem verwandt? EVOLUTION befasst sich auch mit Verwandtschaftsverhältnissen! Du bist ein junger Wissenschaftler/ eine junge Wissenschaftlerin. Auf einer Reise hast du viele verschiedene Arten (Tiere, Pflanzen, Pilze) gesammelt. Aufgabe 1: Du versuchst, diese nun mit Lupe, Stereomikroskop und Skalpell zu ordnen und nach Verwandtschaft zuzuordnen. Wie würdest du beginnen? Was betrachtest du? Fertige eine Zeichnung an und erkläre dein Ergebnis! Ich betrachte Ähnlichkeiten im Bauplan (Anatomie) z.b. finde ich heraus, dass die Vordergliedmaßen verschiedener Wirbeltiere aus den gleichen Skelettelementen bestehen. Das könnte bedeuten, dass alle Wirbeltiere von gemeinsamen Vorfahren abstammen. Solche Ähnlichkeiten durch gemeinsamen Abstammung nennt man HOMOLOGIEN Ich bemerke auch, dass Wirbeltiere einen ähnlichen Aufbau des Nervensystems, der Sinnesorgane, des Blutgefäßsystems und aller übrigen Organe zeigen dies lässt auf Verwandtschaft schließen! Auch die Embryonen der Wirbeltiere sind einander sehr ähnlich!

2 Aufgabe2: Wieder daheim hast du deine gesammelten Exemplare natürlich sofort in dein Labor gebracht. Nun hast du modernere Geräte zur Untersuchung der Verwandtschaftsverhältnisse zur Verfügung, auch ein Kaninchen. Beschreibe, wie deine Experimente nun aussehen und was du damit bezwecken willst! Je mehr verschiedene Tierarten miteinander verwandt sind, desto ähnlich sollten auch ihre Proteine sein (weil Proteine das Produkt der Gene sind). Also zapfe ich mir selbst etwas Blut ab, und spritze Blutserum meinem Kaninchen. Das Kaninchen bildet nun Antikörper gegen mein Blutserum. Dieses Kaninchenserum mit den Antikörpern vermische ich nun mit den Blutproben verschiedener anderer Tierarten. Je mehr ein Tier mit mir (Mensch) verwandt ist, desto mehr Serumproteine fallen aus. ( Serumpräzipitintest ) Ergebnis: Anhand der Fällungsreaktion lässt sich folglich der Verwandtschaftsgrad zwischen Mensch und Affe ablesen, denn je ausgeprägter die Verklumpung ist, desto ähnlicher sind sich die Eiweißbausteine der Lebewesen. Das heißt: Je mehr sich die Aminosäuresequenzen der Eiweiße gleichen, desto größer ist auch die genetische Übereinstimmung, woraus man eine nähere Verwandtschaft folgern kann. Somit ist der Schimpanse dasjenige Lebewesen, welches von den Affen am nächsten mit dem Menschen verwandt ist. Die Ergebnisse des Serum-Präzipitin-Tests decken sich mit anderen Methoden der Verwandtschaftsforschung. Das Blut anderer, mit dem Menschen nur entfernt verwandter Tiere, weist einen noch niedrigeren Ausfällungsgrad als der des Orang-Utans auf. So sind beispielsweise Beuteltier und Vogel stammesgeschichtlich so weit vom Menschen entfernt, dass gar keine Ausfällung mehr im Präzipitin-Test stattfindet.

3 Außerdem vergleiche ich natürlich die DNA! Das liefert mir die genauesten Informationen über Verwandtschaftsverhältnisse! Bei gemeinsamen Vorfahren muss auch die DNA ähnlich sein! Je näher verwandt verschiedene Tierarten sind, desto ähnlicher sind auch die Genabschnitte auf der DNA Ich vergleiche auch das Bürzeldrüsensekret (Stoffwechselprodukt) von Vögeln. Was mich überrascht, der riesige südamerikanische Kondor ist mit Störchen verwandt!! Aufgabe3: Nun ist dir ein Fehler unterlaufen! Die Evolution hat dich in die Irre geführt. Deine labortechnischen Untersuchungen haben ergeben, dass Haie und Wale nicht näher verwandt sind, bei deiner ersten Betrachtung bist du aber davon ausgegangen, dass diese schon verwandt sein müssen, aufgrund der Körperform. Erkläre Konvergenz! Fertige eine Zeichnung an (z.b. Konvergenz Wal - Hai) Konvergenzen sind Ähnlichkeiten in Funktion und Aussehen ohne gemeinsame Abstammung. Das kommt dadurch zustande, dass Anpassungen durch ähnliche Lebensbedingungen stattfinden müssen. Im Wasser ist dies z.b. die Stromlinienform und Flossen, die gibt es bei Fischen, Walen (Säuger), Pinguinen (Vogel).

4 Sind dir mehrere Konvergenzen untergekommen? Nenne diese! Aufgabe 4: Völlig unwichtig, aber wir haben sie doch noch, aber in einigen Jahren vielleicht nicht mehr. Was ist damit gemeint? Nenne einige Beispiele! Im Laufe der Evolution sind gewissen Organe oder Organteile überflüssig geworden, weil sie für die momentane Lebensweise keine Bedeutung haben. Sie wurden im Laufe der Zeit reduziert bzw. verschwanden ganz. Diese funktionslosen Reste nennt man Rudimente (rudimentäre Organe). Als echtes Rudiment im Sinne der Evolution gilt unsere Körperbehaarung als Verweis auf frühere behaarte Zeiten, das Steißbein als Hinweis auf einen früher vorhandenen Schwanz, die Ohrstellmuskeln, die wir nicht mehr steuern können, sowie die Reste der Nickhaut im Innenwinkel des Auges als Überrest des "seitlichen Scheibenwischers" bei Reptilien oder der "schlechte",z. T. kaum noch auftretende Weisheitszahn Das Pferd läuft auf der Spitze der jeweiligen Mittelzehe. Deswegen wurden die restlichen "Handknochen" weitgehend reduziert. Übrig blieben zwei Griffelbeine als Rudimente der Mittelhand(-fuß-)knochen des "Ring- und Zeigefingers". Beim Vogelbein wurde das Wadenbein so weit reduziert, das nur ein schmaler Knochenspan als Rudiment neben dem Schienbein übrig blieb. Auch die von Vierfüßern abstammenden Bartenwale (Blauwal,...) besitzen noch Rudimente des Beckens und des Oberschenkelknochens.

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6 Atavismen Durch Störungen in der Embryonalentwicklung kann es dazu kommen, dass rudimentäre Organe plötzlich an Umfang gewinnen und damit ursprüngliche Merkmale wieder in "alter Größe" auftreten. So gibt es so genannte "Wolfsmenschen" mit starkem Ganzkörperfell oder statt eines Paars Brustwarzen treten plötzlich mehrere (Milchleiste) auf oder das Kind wird mit einem kleinen "Schwänzchen" geboren, das Steißbein liegt also nicht mehr intern. Auch bei Pferden kann es vorkommen, dass an einem Griffelbein äußerlich noch ein Huf entwickelt ist, oder beim Rind ein 3. Huf auftritt. Diese Rückschläge auf evolutionsgeschichtlich alte Formen bezeichnet man als Atavismus (atavus " Großvater). Atavismen verweisen somit auf altertümliche Merkmale und auch darauf, dass die Anweisungen für diese Anlagen noch in unserer DNA stehen, aber irgendwie "verschlossen" sind.

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