Probeklausur

Erwartungshorizont: a) Pinguinflügel und Menschenarm: gleicher Bauplan der Vorderextremität trotz verschiedener Funktion — homolog. Schmetterlings- und Schwalbenflügel: gleiche Funktion, völlig verschiedener Bau (Chitin gegenüber Knochen und Federn) — analog, konvergent entstanden. Steißbein: zurückgebildeter Schwanz — Rudiment. Schwanzanhang beim Neugeborenen: gelegentlich auftretendes Ahnenmerkmal — Atavismus (3 P). b) Die Knochen liegen in derselben Abfolge im Bauplan: Kriterium der Lage (1 P). c) \(t=\dfrac{d}{2r}=\dfrac{27}{2\cdot0{,}15}=90\) Mio. Jahre; der Faktor 2 berücksichtigt, dass beide Linien Unterschiede ansammeln (2 P). d) Krokodil und Pinguin teilen das Vierkammerherz als Synapomorphie und gehen aus derselben Verzweigung hervor. Die Eihaut entstand vor der Abzweigung der Eidechse und ist innerhalb dieser Gruppe ursprünglich. Die Eidechse zweigt früher ab, ist also mit dem Krokodil nicht näher verwandt als dieses mit dem Pinguin; heutige Arten sind keine Vorfahren (2 P).

Erwartungshorizont: a) \(n(T)=2\cdot256+128=640\) von \(2\cdot400=800\) Allelen: \(p(T)=0{,}8\), \(q(t)=0{,}2\) (2 P). b) Genpool; Mutation als einzige Quelle neuer Allele; Rekombination bei der Keimzellbildung; der kleinere Wuchs ist umweltbedingt und wird nicht vererbt — Modifikation (2 P). c) Das Optimum liegt am Rand der ursprünglichen Verteilung (hohe Toleranz); die Allelfrequenz verschiebt sich — gerichtete Selektion (2 P). d) Toleranz-Allele entstanden zufällig und waren selten vorhanden; Kupfer wirkte als abiotischer Selektionsfaktor, tolerante Pflanzen hatten mehr Nachkommen. Finale Begründungen und gezielte Mutationen sind fachlich falsch (2 P).

Erwartungshorizont: a) Paar 1: verschiedene Balz — ethologische Isolation; Paar 2: verschiedene Brutpflanzen als Paarungsort — ökologische Isolation; Paar 3: nicht passende Begattungsorgane — mechanische Isolation; alle drei präzygotisch. Paar 4: Hybride unfruchtbar — postzygotisch, Hybridsterilität (4 P). b) Ein Weibchen mit den Spermien eines Männchens trägt höchstens vier Allele eines Gens in die neue Population; deren Frequenzen weichen zufällig von denen der Ausgangsinsel ab — Gründereffekt als Sonderfall der Gendrift (2 P). c) Aa × aa ergibt je zur Hälfte Aa und aa: \(p(A)=\tfrac12\cdot\tfrac12=0{,}25\) statt 0,7 auf der Ausgangsinsel (2 P). d) Maßstab ist die Fortpflanzung unter natürlichen Bedingungen: Die Ablehnung der fremden Balz (ethologische Isolation) verhindert den Genfluss fast vollständig — zwei Arten. Fruchtbare Laborhybride heben das nicht auf; die Formen sehen zudem verschieden aus (Hammerkopf) (3 P). e) Besiedlung einer anderen Insel trennt die Populationen räumlich — allopatrische Artbildung; wiederholt ergibt sich eine adaptive Radiation (1 P).

Erwartungshorizont: a) \(75\,\%:40\,\%\approx1{,}9\) (genau 1,875) (2 P). b) Die Akazie investiert Stoffe und Energie in Nektar und Futterkörperchen (Kosten) und wird dafür geschützt (Nutzen: weniger Fraß, weniger Konkurrenz). Die Ameisen erhalten Wohnraum und Nahrung (Nutzen) und tragen Energieaufwand und Risiko der Verteidigung (Kosten) (4 P). c) Beide Partner profitieren — Mutualismus; da jede Art für die andere als Selektionsfaktor wirkt, kann er durch Koevolution entstanden sein (1 P). d) Ultimat: Erbliche Varianten mit stärkerer Belohnung bzw. stärkerer Verteidigung hatten mehr Nachkommen; die Allele wurden häufiger. „Damit“ und „wollen“ unterstellen Absicht — finale Aussagen (3 P).

Erwartungshorizont: a) Je länger eine Population besteht, desto mehr Unterschiede sammeln sich an; die höchste Vielfalt in Afrika spricht für den Ursprung dort. Außerhalb Afrikas geringere Vielfalt — Gründereffekt bei der Ausbreitung (Out of Africa) (2 P). b) Neandertaler- und Denisova-DNA können nur durch Fortpflanzung mit diesen Menschenformen in den Genpool gelangt sein; Vielfalt und mtDNA-Linien stützen dagegen den afrikanischen Ursprung und widersprechen einer Vermischung nicht (2 P). c) Einkreuzung brachte das Allel in die Population, im sauerstoffarmen Hochland hatten Träger mehr Nachkommen — Selektion. Erworbene Eigenschaften werden nicht vererbt, Mutationen sind nicht gezielt (2 P).

Erwartungshorizont: a) \(N=3{,}2-1{,}0=2{,}2\) zusätzliche Welpen (2 P). b) \(r\cdot N=0{,}5\cdot2{,}2=1{,}1\) (2 P). c) \(1{,}1>1{,}0\): Der Helfer gewinnt über die indirekte Fitness etwas mehr, als er an direkter Fitness verliert — die Bedingung ist knapp erfüllt, Helfen kann sich ausbreiten (2 P). d) Proximat: Auslösung durch das Betteln der Welpen, hormonelle und erfahrungsbedingte Steuerung. Ultimat: indirekte Fitness über Geschwister, direkte Fitness durch spätere eigene Aufzucht (2 P). e) Die Aussage ist nicht haltbar. Helfen erhöht die Gesamtfitness (indirekt über Geschwister, direkt durch Erfahrung oder Reviererbe); Selektion wirkt über den Fortpflanzungserfolg von Individuen, nicht „zum Wohl der Art“. Der zweite Helfer zeigt die Grenze: \(0{,}5\cdot0{,}8=0{,}4<1{,}0\) — für ihn müssen direkte Vorteile hinzukommen. Die Fitness von Helfern ist nicht null, und Tiere wägen nicht bewusst ab (4 P).

Erwartungshorizont: a) Die Behauptung ist nicht haltbar: Kultur schwächt die Selektion auf manche Merkmale ab, aber Menschen unterscheiden sich weiterhin in der Zahl ihrer Nachkommen; Mutation und Gendrift wirken weiter. Erlerntes wird kulturell, nicht genetisch weitergegeben (2 P). b) Milchviehhaltung machte das Allel für Laktasepersistenz vorteilhaft (Gen-Kultur-Koevolution); Ackerbau und dichte Siedlungen brachten neue Selektionsfaktoren wie Infektionskrankheiten. Brillen schwächen Selektion ab, statt neue zu schaffen; FOXP2 wird für die Feinmotorik des Sprechens gebraucht und ist kein „Sprachgen“ (2 P).