Biologie S2 (28.4.08)


Merkstoff, wichtige Stichworte (Noch nicht fertig! Erneut reinschauen !)

Adaptive Radiation
Die adaptiven Radiation ist ein stammesgeschichtlicher Vorgang, bei dem durch Anpassung (=adaptiv) an sehr unterschiedliche Lebensweisen aus einer gemeinsamen Stammform zahlreiche neue stammesgeschichtliche Linien (sozusagen strahlenförmig auseinander laufend = Radiation) hervorgehen.
- Voraussetzung für eine solche Entwicklung ist, dass der Lebensraum weitgehend unbesiedelt ist. Die Galapagos-Inseln sind z.B. durch Vulkanismus entstanden. Die Darwin-Finken konnten sich so ungehindert ausbreiten und mussten sich schließlich zur Konkurrenzvermeidung in vielen verschiedenen Nischen spezialisieren. Auch größere Katastrophen können diese Ausgangssituation herbeiführen. Das Aussterben der Dinosaurier ermöglichte z.B., dass die Säugetiere sich in ähnlicher Weise durch adaptive Radiation ausbreiten konnten.     Mehr:

Allensche Regel
Abstehende Körperteile ,die leicht auskühlen, sind bei Arten kalter Gebiete meist kleiner ausgebildet als bei verwandten Arten wärmerer Zonen.  (Linder)     Mehr:

Bergmannsche Regel
In kälteren Gebieten findet man bei Säugern und Vögeln (=gleichwarm) innerhalb eines Verwandtschaftskreises oft größere Arten (oder Rassen) als in wärmeren Gebieten.
Volumen (Wärmeproduktion) wächst schneller als Oberfläche (Wärmeverlust)     Mehr:

Biogenetische Grundregel
Die Embryonen ganz verschiedener Wirbeltiere sind sich in den frühen Stadien auffällig ähnlich. So entstehen z.B. bei allen zunächst Kiementaschen obwohl sich daraus nur bei den Fischen später funktionstüchtige Kiemen entwickeln. Noch weitere Übereinstimmungen haben Ernst Häckel dazu geführt, die "biogenetische Grundregel" zu formulieren:

Die Keimesentwicklung ist die kurze Wiederholung der Stammesentwicklung.

Diese Regel ist zu Recht sehr umstritten, wenn sie vor allem sehr wörtlich ausgelegt wird.
Eine durchaus vertretbare Auffassung ergibt sich dagegen, wenn man annimmt, dass die vorübergehende Anlage von Organen, die bei den Vorfahren von Bedeutung waren, als Relikt geblieben sind, weil diese Anlagen keinen Nachteil für die weitere Evolution mit sich gebracht haben. Dafür spricht, dass die Keimesentwicklung zumeist gut nach außen abgeschirmt ist.

Biotop
Lebensraum einer Biozönose (gr. bios = Leben, gr. topos = Ort, Platz). Als "Raum" ist der unbelebte Teil eines Ökosystems zu verstehen, der durch die Gesamtheit der abiotischen Faktoren bestimmt ist.

Biozönose
Lebensgemeinschaft, die den belebten Teil eines Ökosystems ausmacht (gr. bios = Leben, gr. koinos = gemeinsam). - Umfasst nicht nur die Arten sondern auch die Gesamtheit der biotischen Faktoren in einem Ökosystem.     Mehr:

Darwin
Darwins Evolutionstheorie geht von zwei Voraussetzungen aus:
1. Alle Organismen haben sehr viel mehr Nachkommen als zur Erhaltung der Art notwendig wären (wenn denn alle Nachkommen bis ans normale Lebensende überleben würden).
2. Die Individuen einer Art zeigen vielfältige erbliche Unterschiede.

Beides zusammen ergibt sozusagen die Auswahlmöglichkeit für die natürliche Auslese. Nur die am besten an die Umwelt angepassten überleben ("Survival of the fittest"). (Überleben kann man sogar noch dahingehend einschränken, dass sie nur bis zur erfolgreichen Fortpflanzung überleben müssen.)    Mehr:

Hardy-Weinberg-Gleichgewicht
Liegt eine "ideale Population" vor, so bleiben die Genfrequenzen von Generation zu Generation konstant (Hardy-Weinberg-Gesetz). (Beispiel: Zu einem Merkmal existieren die Allelen A mit der Allelenfrequenz p und a mit der Allelenfrequenz q, dann ergänzen sich p und q zu p+q=1. In einer idealen Population bleibt darüberhinaus das Verhältnis von p zu q unverändert.) Das heißt der Genpool verändert sich nicht. Es findet also keine Evolution statt.
Damit eine ideale Population vorliegt müssen folgende 5 Bedingungen erfüllt sein:
   1. Population sehr groß
   2. Panmixie
   3. Keine Selektion
   4. Keine Mutationen
   5. Keine Zu- und Abwanderungen     Ausführlicher:
In der Realität sind die obigen Bedingungen für diese Modellvorstellung nicht erfüllt.
Die Verneinung der Bedingungen 1. (in Form von Gendrift) bis 5. ergeben somit Faktoren, die jeder für sich schon eine Veränderung der Genfrequenzen also Evolution bewirken (= Evolutionsfaktoren).

Homologie, Homologiekriterien
1. Lage
2. Zwischenformen
3. Spezifische Qualität     Mehr:

Isolationsmechanismen
Isolationsmechanismen     Mehr:

Konkurrenzausschlussprinzip
Konkurrenzausschlussprinzip     Mehr:

Konvergenz
Von ganz verschiedenen Arten (und damit eben nicht eng verwandt) ausgehend entwickeln diese sich im Laufe der Evolution zu ganz ähnlichen Formen - oft so, dass man sie nun für eng verwandt halten könnte. Grundlage der Ähnlichkeit ist die Anpassung an ähnliche Umweltbedingungen, die zu ähnlichen Formen und Funktionen führten.
Auch wenn die verglichenen Körperteile an entsprechenden Stellen im Grundbauplan liegen, ist die Ähnlichkeit durch die Funktion entstanden und dementsprechend als Analogie anzusehen. Das bekannteste Beispiel ist die Stromlinienform bei ganz verschiedenen Wirbeltieren, die sich schnell unter Wasser bewegen müssen (Haifisch, Delphin, Pinguin).     Mehr:

Lamarck
Lamarck war der Erste, der in der Neuzeit eine Evolutionstheorie aufgestellt hat, die davon ausgeht, dass sich die Arten verändern. Er stellte dazu 1809 die Theorie der Vererbung erworbener Eigenschaften auf: Grundlage der Veränderung ist ein Vervollkommnungstrieb. Durch Gebrauch oder Nichtgebrauch bestimmter Organe verändern sich diese in Anpassung an die Umwelt (Giraffenbeispiel). Solche individuell erworbenen Veränderungen können nach der Theorie von Lamarck an die Nachkommen vererbt werden. - Da dieser Zusammenhang nie bewiesen werden konnte, und da die Erkenntnisse der Genetik auch keinen Hinweis darauf zeigen, muss diese Theorie heute verworfen werden.

Logistisches Wachstum
Logistisches Wachstum     Mehr:

Lotka-Volterra-Regeln
Lotka-Volterra-Regeln     Mehr:

Ökologische Nische
Die ökologische Nische ist eine auf ein Muster bestimmter Umweltfaktoren passende, stammesgeschichtlich erworbene Spezialisierung, die es verschiedenen Populationen erlaubt, nebeneinander im gleichen Ökosystem zu überleben.  (G.Trommer)

- Umweltfaktoren: Bei Tieren geht es z.B. häufig um Nahrungs- und Brutnischen, bei Pflanzen um Sonneneinstrahlung, Bodenverhältnisse, Versorgung mit Wasser.
- Ziel ist die Konkurrenzvermeidung durch umfassendere Ausnutzung der Umwelt.
- Die dafür erforderliche Spezialisierung kann nur langfristig durch Evolution erworben werden.

Populationsgenetischer Artbegriff
Bei dem älteren "typologischen Artbegriff" wurde die Art durch Ähnlichkeitsmerkmale bestimmt. Ein Typ, der mit ganz bestimmten Merkmalen ausgestattet war, repräsentierte die Art.
Beim populationsgenetischen Artbegriff fasst man die Lebewesen einer Art als eine umfassende Population auf. Die Art wird durch die gesamte Population repräsentiert. Zur Art gehören alle Mitglieder der Population, die so eine zumindest potentielle Fortpflanzugsgemeinschaft bilden. Die Fortpflanzungsgemeinschaft garantiert einen zusammenhängenden Genpool, der ständig durchmischt wird.     Mehr:

Punktmutation
Häufig werden durch Strahlung (z.B. UV) oder chemische (mutagene) Substanzen Punktmutationen verursacht. Diese werden so genannt, weil von der Veränderung nur eine einzelne DNA-Base betroffen ist. Wird dabei eine Base entfernt (Deletion) oder hinzugefügt (Insertion) ergibt sich durch Veränderung des Leserasters (Rasterschubmutation) eine sehr weitreichende Veränderung für das zu bildende Protein. Ab der mutierten Stelle werden alle Aminosäuren verändert.
Der häufigste Mutationstyp basiert auf einem Basentausch, bei dem es nicht zu einer Veränderung des Leserasters kommt. Trotzdem kann es auch hier deutliche Auswirkungen geben. Zum Beispiel dann, wenn die Veränderung gerade bei einem Enzym eine Veränderung des aktiven Zentrums zur Folge hat.

Über die unterschiedlichen Aminosäuresequenzen in den Proteinen kann man oft auf die Mutation in der DNA zurückschließen.
Beispiel: Aminosäure-Sequenz im Original-Protein ... Leu - Ala - Cys -Ile ...    und im veränderten Protein ... Leu - Ala - Tyr - Ile ...
Man erkennt sofort, dass hier ein Basentausch vorliegt, weil nur eine Aminosäure verändert wurde. Nun muss man die Codesonne heranziehen, um die möglichen Tripletts der m-RNA herauszusuchen: Cys = UGU, UGC     Tyr = UAU, UAC . Offensichtlich hat es einen Basentausch bei der mittleren Base gegeben. Auf der codogenen DNA wurde bei der Mutation die Base C = Cytosin durch die Base T = Thymin ersetzt.

Serum-Präzipitin-Test
Jede Art enthält im Blutserum einen Anteil artspezifischer Eiweiße. Je enger zwei Arten miteinander verwandt sind, desto geringer ist der Unterschied an Eiweißen. Entnimmt man das Serum einer ersten Art und spritzt es z.B. einem Kaninchen, so bildet es gegen das fremde Eiweiß Antikörper. Entnimmt man nun das Serum des Kaninchens und mischt es mit Blut der ersten Art, so führen die Antikörper zu einem Verklumpen der Eiweiße: Es kommt zu einer 100%-gen Ausfällung (Präzpitation). Vermischt man das Kaninchenserum mit dem Blut der zweiten Art, so kommt es zu einer geringeren Ausfällung. Je enger die beiden Arten miteinander verwandt sind, desto näher kommt der Grad der Ausfällung an die 100% der ersten Art heran.     Mehr:

Synthetische Evolutionstheorie
Synthetische Evolutionstheorie    Mehr:


Zurück durch Schließen des Fensters !




































































Zurück durch Schließen des Fensters !

Helmut Klatt 26.4.2008