Begriffe zuordnen, Dornen und Stacheln sortieren, Protokolle prüfen — und herausfinden, welche Ähnlichkeit wirklich Verwandtschaft verrät.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus früheren Unterkapiteln und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Fachbegriffe der Vergleichenden Anatomie
AFB I
Ordnen Sie jedem Fachbegriff die passende Beschreibung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Homologie und Analogie beschreiben die Ursache einer Ähnlichkeit; Konvergenz ist der Vorgang, der zu Analogien führt. Rudimente treten bei allen Individuen einer Art auf, Atavismen nur bei einzelnen.
Unterscheiden Sie zuerst: Geht es um eine Ursache der Ähnlichkeit oder um eine Struktur?
Ein Rudiment besitzen alle Individuen einer Art, einen Atavismus nur einzelne.
A2
Homolog oder analog?
AFB I
Geben Sie für jedes Paar an, ob die Strukturen homolog oder analog sind.
Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Strukturpaar
homolog
analog
Dorn des Kaktus (umgebildetes Blatt) und Ranke der Erbse (umgebildetes Blatt)
Stachel der Rose (Auswuchs der Oberhaut) und Dorn des Kaktus
Knolle der Kartoffel und Knolle des Kohlrabi (beide verdickte Sprossachse)
Linsenauge des Tintenfischs und Linsenauge des Menschen
Schwanzflosse eines Hais und Schwanzflosse eines Delfins
Gehörknöchelchen Hammer und Amboss der Säuger und Kiefergelenkknochen früher Wirbeltiere
Entscheidend ist die Herkunft der Struktur: Dorn und Ranke sind beide umgebildete Blätter, der Rosenstachel nur ein Auswuchs der Oberhaut. Tintenfisch- und Menschenauge entwickeln sich aus verschiedenen Geweben; Hai- und Delfinflosse stehen senkrecht bzw. waagerecht und enthalten verschiedene Strukturen.
Fragen Sie nach der Herkunft der Struktur, nicht nach ihrer Aufgabe.
Drei Paare sind homolog.
A3
Rudimente beim Menschen
AFB I
Nennen Sie alle Strukturen, die beim Menschen als Rudimente gelten.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Steißbein, Ohrmuskeln und Nickhautfalte sind zurückgebildete Reste von Strukturen, die bei Vorfahren voll funktionsfähig waren. Kniescheibe, Daumen und Zwerchfell erfüllen beim Menschen ihre volle Funktion.
Ein Rudiment ist zurückgebildet und hat seine ursprüngliche Funktion weitgehend verloren.
Drei Strukturen sind Rudimente.
A4
Welches Kriterium greift?
AFB II
Ordnen Sie jede Begründung dem Homologiekriterium zu, auf das sie sich stützt.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Lage
2spezifische Qualität
3Stetigkeit
Lage: gleicher Platz im Bauplan. Spezifische Qualität: Übereinstimmung in vielen Einzelheiten, unabhängig von der Lage. Stetigkeit: Zwischenformen — heute lebend, in der Keimesentwicklung oder als Fossil.
Achten Sie auf Signalwörter: „Abfolge“, „gleiche Stelle“ oder „Zwischenformen“.
Jedes Kriterium kommt zweimal vor.
A5
Konvergenz im Wasser
AFB II
Erklären Sie die Körperform schneller Schwimmer, indem Sie den Lückentext vervollständigen — zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Hai, Pinguin und Delfin gehören zu drei verschiedenen Klassen der Wirbeltiere, besitzen aber einen ähnlich Körper. Diese Ähnlichkeit ist entstanden: In allen drei Linien hatten Individuen mit geringerem beim Jagen einen Vorteil und damit mehr Nachkommen. Man spricht von . Die Körperform ist deshalb ein Merkmal und kein Beleg für eine Verwandtschaft.
Gleiche Anforderungen (schnelles Schwimmen) führen in getrennten Linien zu ähnlichen Lösungen. Die Ähnlichkeit sagt etwas über die Umwelt, nicht über die Abstammung.
Welche Eigenschaft des Wassers bremst einen Schwimmer?
Das Wort „homolog“ passt nicht, weil die drei Linien die Form unabhängig erworben haben.
A6
Homologie und Analogie vergleichen
AFB II
Vergleichen Sie Homologie und Analogie, indem Sie jede Aussage einordnen.
Ordnen Sie jedes Merkmal einem der drei Bereiche zu. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, dann 1–3 für den Bereich, 0 zurück.
1 nur Homologie
2 beide
3 nur Analogie
Beide Begriffe beschreiben Ähnlichkeiten, die durch Evolution entstanden sind. Nur bei Homologie liegt die Ursache in der gemeinsamen Abstammung, nur bei Analogie in der gleichen Funktion unter ähnlichem Selektionsdruck.
Was ist die Ursache der Ähnlichkeit in beiden Fällen?
Zwei Aussagen treffen auf beide zu.
A7
Ein Gen für alle Augen
MixAFB II
Das Gen Pax6 steuert bei Maus und Taufliege die Entwicklung der Augen. Wird das Maus-Gen in Zellen am Bein einer Fliegenlarve aktiviert, bildet die Fliege dort zusätzliche Fliegen-Facettenaugen. Deuten Sie den Befund.
5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Organe können analog sein, obwohl die Gene, die ihre Entwicklung einleiten, homolog sind. Das verbindet die Vergleichende Anatomie mit der Molekulargenetik aus Kapitel 3: Transkriptionsfaktoren steuern die Genexpression.
Erinnern Sie sich an Kapitel 3: Was bewirkt ein Transkriptionsfaktor?
Unterscheiden Sie zwischen Gen und Organ.
A8
Ein Protokoll zur Homologie
AFB III
Ein Schüler fasst eine Stunde zur Vergleichenden Anatomie zusammen. Überprüfen Sie seine Aussagen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Homologie verlangt einen gemeinsamen Ursprung, keine gemeinsame Funktion. Rudimente sind Merkmale der ganzen Art, Atavismen Ausnahmen bei Einzelnen.
Prüfen Sie jede Aussage an einer Definition.
Drei Aussagen sind falsch.
A9
Wie viel sagt die Ähnlichkeit aus?
AFB III
Beurteilen Sie, wie stark die jeweilige Ähnlichkeit für eine nahe Verwandtschaft der beiden Arten spricht.
Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe von 1 (spricht kaum dafür) bis 5 (spricht stark dafür). Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = spricht kaum dafür5 = spricht stark dafür
Maulwurf und Maulwurfsgrille haben beide schaufelförmige Grabbeine.
Schimpanse und Mensch stimmen in Zahl, Form und Anordnung von 32 Zähnen überein.
Hai und Delfin haben einen stromlinienförmigen Körper.
Pferd und Nashorn tragen eine ungerade Zahl von Zehen mit Hufen und einen besonders gebauten Magen-Darm-Trakt.
Kolibri und Schwärmer (ein Schmetterling) können im Schwirrflug vor Blüten stehen.
Übereinstimmungen in vielen komplexen Einzelheiten sprechen für Homologie und damit für Verwandtschaft. Einzelne Anpassungen an dieselbe Lebensweise (Graben, Schwimmen, Schwirrflug) entstehen leicht konvergent.
Fragen Sie jeweils: Könnte diese Ähnlichkeit durch dieselbe Lebensweise entstanden sein?
Komplexe Übereinstimmung in vielen Einzelheiten ist ein Hinweis auf spezifische Qualität.
A10
Trickaufgabe: Ichthyosaurier und Delfin
TrickAFB III
Ichthyosaurier waren Meeresreptilien, die vor rund 90 Millionen Jahren ausstarben; sie sahen Delfinen verblüffend ähnlich. Legen Sie für jedes Merkmalspaar fest, ob es homolog oder analog ist.
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
Merkmalspaar
Einstufung
Vorderflossen beider Tiere, beide mit Oberarm, Unterarm und Fingerknochen
Rückenflosse beider Tiere, beide ohne Knochen
stromlinienförmiger Körper mit spitzer Schnauze
Wirbelsäule beider Tiere
Die Falle: Weil die Tiere so ähnlich aussehen, wirkt alles analog. Beide sind aber Wirbeltiere; Vorderextremitäten und Wirbelsäule gehen auf gemeinsame Vorfahren zurück. Analog sind nur die unabhängig erworbenen Anpassungen an schnelles Schwimmen: Körperform und knochenlose Rückenflosse.
Ichthyosaurier und Delfine sind beide Wirbeltiere.
Homolog ist, was schon der gemeinsame Vorfahr besaß; analog ist, was beide unabhängig erworben haben.
