Nehmen Sie aufgrund der Basis der Erkenntnisse der modernen Evolutionsbiologie Stellung zu folgenden Aussagen. Bewerten Sie die Aussagen und begründen Sie ihre Antwort:
a. Komplexe Merkmale wie das Linsenauge können nicht durch zufällige Änderungen entstehen.
b. Evolution kann nicht beobachtet werden.
c. Evolution führt immer zur bestmöglichen Anpassung eines Merkmales
a. Doch können sie, da sie
„einfachere“ Änderungen als Basis haben, welche sich über die Zeit immer komplexer evolviert haben (Evolution verläuft in kleinen Schritten)
b. Doch kann sie, bestes Beispiel HIV→Bei 1012 Viren tritt 1 Mutation auf→Hierdurch sind bei 8 von 10 Patienten nach 3 Wochen resistente Viren vorzufinden
c. Falsch, Evolution führt zur Anpassung des Merkmals, welches zu einer bestimmten Zeit die höchste Fitness verspricht
Erklären Sie was man unter „neutraler Evolution“ versteht und wie diese abläuft.
Unter neutraler Evolution wird verstanden, dass es Unterschiede im Reproduktionserfolg gibt, diese aber nicht mit dem Merkmal korreliert sind→ Hierbei tritt zwar Adaption auf aber keine Evolution →D.h. Merkmale verändern sich, liefern aber keinen erhöhten Reproduktionserfolg→Werden trotzdem weitervererbt→z.B. Genetischer Drift oder Flaschenhalseffekt
Durch eine Mutation entsteht ein neues Allel in einer Population, welches negative Auswirkungen auf die Fitness eines Organismus haben kann. Unter welchen Bedingungen bleibt dieses Allel trotzdem in der Population erhalten?
Kann aufgrund von Inzucht in der Population erhalten bleiben (= Inzucht-Depression).
Erklären Sie wie durch intersexuelle Selektion Merkmale evolvieren, und zwar durch folgende Mechanismen:
a. Sensory bias
b. Fisher’s runaway selection
a. Männchen nutzen sensorische Präferenz der Weibchen aus→Hat für Weibchen keinen adaptiven Nutzen→z.B. Experiment mit Zebrafinken: Weibchen wählt Männchen mit künstlicher weißer Feder
b. Weibchen wählt nur nach Attraktivität→Da präferiertes Merkmal auch von anderen Weibchen gewählt wird, haben attraktivere Söhne mehr Nachkommen→Präferenz der Weibchen ist genetisch bestimmt→z.B. Long-tailed widowbird
Erläutern Sie den Begriff „Inzuchtdepression“ und erklären Sie wie diese zustande kommt
Unter normalen Umständen (ohne Inzucht) werden leicht schädliche, rezessive Mutationen nur langsam ausselektiert→Phänotyp bleibt unbeeinflusst
Bei Inzucht können schädliche Allele leichter homozygot vorliegen→Kommen also im Phänotyp zur Ausprägung
In einer Schmetterlingspopulation ist braune Körperfarbe (Allel B) dominant gegenüber weißer Körperfarbe (Allel b). Sie finden 40% weiße Schmetterlinge. Berechnen Sie nachvollziehbar:
a. Den prozentualen Anteil heterozygoter Individuen
b. Die Allelfrequenzen für „B“ und „b“
Schritt 1: Allefrequenz berechnen. Hier b2=0,4:
𝐵2 = 0,4
𝐵 = √0,4 = 0,632 𝑏=1−𝐵 = 0,368 𝑏2 = 0,137
Schritt 2: Heterozygotiegrad berechnen:
2𝐵𝑏 = 2 ∗ 0,632 ∗ 0,368 = 0,463
= 46,3%
Schritt 3: Genotypfrequenz berechnen:
𝐵𝐵 = 40%
𝐵𝑏 = 46,3%
𝑏𝑏 = 13,7%
Nennen Sie die drei wichtigsten Artkonzepte, die in der Biologie Anwendung finden und definieren Sie diese Artkonzepte.
a. Typologische Artkonzept (nach Linnaeus): Arten sind Gruppen von Organismen mit derselben Morphologie.
b. Ökologische Artkonzept (nach MacArthur): Arten werden durch eine gemeinsame ökologische Nische definiert. Das Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip erhält die Unterschiede zwischen den Arten
c. Phylogenetisches Artkonzept: Eine Art ist eine (monophyletische) Abstammungsgemeinschaft, die über die Zeit ihre Integrität behält.
d. Biologisches Artkonzept (nach Mayr): Arten sind Gruppen sich miteinander kreuzender natürlicher Populationen, die hinsichtlich ihrer Fortpflanzung von anderen derartigen Gruppen getrennt sind.
Was ist Evolution?
Wandel der Arten über Generationen hinweg mit gemeinsamer Abstammung und Aufspaltung
Warum altern wir? Nennen Sie eine proximate und eine ultimate Erklärung.
Proximate Begründung: Rate-of-living-Hypothese: Seneszenz / Alterung ist bedingt durch Akkumulation von Schäden auf zellulärer Ebene, vermehrten Fehlern bei DNA-Replikation, Anhäufung von Toxinen→Hypothese: Organismen haben ihr Maximum erreicht in Bezug auf Reparatur solcher Schäden; es gibt keine genetisch Variabilität mehr auf die Selektion wirken kann.
Ultimate Begründung: Evolutionary trade-off Hypothese: Altern als Trade-off zwischen Reproduktion und Reparatur→Reparatur von Schäden, die im Alter entstehen, ist energieaufwendiger→Akkumulation schädlicher Mutationen, die sich hauptsächlich im späteren Leben manifestieren
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