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Übung AFB I

Zehn Grundaufgaben quer durch die Evolution — wer sie sicher löst, holt die ersten Punkte der Klausur.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Wiedergeben und Anwenden: Begriffe zuordnen, Werte berechnen, Abläufe ordnen — von den Belegen der Evolution über die Evolutionsfaktoren bis zu Verhalten, Primaten und der Evolution des Menschen.

A1
Belege und ihre Beispiele
AFB I

Ordnen Sie jedem Fachbegriff aus 4.1.1 ein passendes Beispiel zu.

Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Krokodilbein und Pinguinflügel folgen demselben Bauplan der Vorderextremität (homolog). Tintenfisch- und Menschenauge sind unabhängig entstanden (analog); dass ähnliche Stacheln bei nur entfernt verwandten Säugetieren entstanden, ist Konvergenz. Die Flügelreste des Kiwis sind zurückgebildet (Rudiment), die Seitenzehen beim Fohlen greifen auf dreizehige Vorfahren zurück (Atavismus). Zwischenformen belegen Homologie über die Stetigkeit.
Rudiment und Atavismus unterscheiden sich darin, ob die Struktur bei allen Individuen oder nur gelegentlich auftritt.
Igel und Ameisenigel gehören zu verschiedenen Säugetiergruppen — ihre Stacheln sind nicht von einem gemeinsamen Vorfahren ererbt.
A2
Ein Kladogramm der Säugetiere
AFB I

Die Abbildung zeigt ein Kladogramm; die Eidechse ist die Außengruppe. Entnehmen Sie dem Kladogramm alle zutreffenden Aussagen.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Verwandtschaft liest man am jüngsten gemeinsamen Verzweigungspunkt ab: Känguru und Mensch teilen einen jüngeren Vorfahren als Känguru und Schnabeltier. Eierlegen ist ursprünglich und begründet keine Gruppe; heutige Arten sind keine Vorfahren, und die Reihenfolge der Namen ist keine Rangfolge.
Verfolgen Sie für zwei Arten beide Äste zurück, bis sie sich treffen.
Ein Merkmal, das schon die Außengruppe besitzt, ist ursprünglich — auch das Eierlegen.
EidechseSchnabel-tierKänguruMausMensch1 Haare, Milchdrüsen2 Lebendgeburt, Zitzen3 Balken im GehirnWurzel
A3
Wann trennten sich die Frösche?
AFB I

Zwei Froscharten unterscheiden sich in einem Gen an 18 Positionen. Die Substitutionsrate dieses Gens beträgt r = 0,6 Unterschiede je Linie und Million Jahre (Modellwerte). Berechnen Sie mit der molekularen Uhr, vor wie vielen Millionen Jahren sich ihre Linien trennten.

Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Mio. Jahre
\(t=\dfrac{d}{2r}=\dfrac{18}{2\cdot0{,}6}=15\) Millionen Jahre. Der Faktor 2 steht, weil beide Linien seit der Trennung unabhängig voneinander Unterschiede angesammelt haben.
Die Formel lautet \(t = d : (2\,r)\).
Teilen Sie 18 durch 1,2.
A4
Allele im Genpool der Marienkäfer
AFB I

In einer Population von 120 Zweipunkt-Marienkäfern bestimmt ein Gen die Flügeldeckenfarbe. Es gibt 54 Käfer mit dem Genotyp RR, 48 mit Rr und 18 mit rr (Modellwerte). Bestimmen Sie die Allelfrequenzen.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
  1. Anzahl aller Allele dieses Gens im Genpool Allele
  2. Anzahl der R-Allele Allele
  3. Allelfrequenz \(p(R)\)
  4. Allelfrequenz \(q(r)\)
120 diploide Käfer tragen 240 Allele. R: \(2\cdot54+48=156\); \(p(R)=156:240=0{,}65\); \(q(r)=1-0{,}65=0{,}35\) (Kontrolle: \((2\cdot18+48):240=84:240\)).
Jeder Käfer trägt zwei Allele des Gens.
RR-Käfer zählen doppelt, Rr-Käfer einfach.
A5
Welche Selektionsform liegt vor?
AFB I

Geben Sie für jeden Befund die Form der Selektion an.

Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
BefundSelektionsform
Gallfliegen erzeugen an Goldruten Gallen. Schlupfwespen befallen vor allem kleine Gallen, Spechte hacken vor allem große auf; Gallen mittlerer Größe liefern die meisten Fliegen.
Nach Einführung eines Insektizids steigt der Anteil unempfindlicher Stechmücken von Jahr zu Jahr.
Bei Silberlachsen haben große, kampfstarke Männchen und kleine, unauffällig heranschleichende Männchen Paarungserfolg, mittelgroße kaum.
Laubenvogel-Weibchen paaren sich bevorzugt mit Männchen, deren Balzlaube besonders reich geschmückt ist.
In Gebieten, in denen die Schneedecke immer kürzer liegt, nimmt der Anteil der Schneeschuhhasen zu, die auch im Winter braun bleiben.
Gallen: Beide Extreme werden benachteiligt — stabilisierend. Insektizid und kürzere Schneedecke verschieben das Optimum an den Rand — gerichtet. Silberlachse: beide Extreme begünstigt — disruptiv. Laubenvögel: Partnerwahl der Weibchen — sexuelle (intersexuelle) Selektion.
Fragen Sie: Welche Merkmalsausprägungen haben die meisten Nachkommen — die mittleren, eine Randgruppe oder beide Ränder?
Geht es um die Wahl eines Geschlechtspartners, liegt sexuelle Selektion vor.
A6
Zufall im Genpool
AFB I

Beschreiben Sie die Gendrift, 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.

Gendrift ist eine Veränderung der im Genpool. Sie wirkt in jeder Population, ist aber umso stärker, je die Population ist. Erreicht ein Allel die Frequenz 100 %, ist es . Welches Allel das wird, hängt nicht von der ab, sondern vom Zufall.

Gendrift ist ungerichtet und unabhängig von Vor- oder Nachteilen eines Allels. In großen Populationen gleichen sich die Zufallsschwankungen weitgehend aus, in kleinen nicht; ein Allel mit 100 % ist fixiert, eines mit 0 % verloren.
Gendrift ist das Gegenstück zur Selektion: Sie hängt nicht davon ab, ob ein Allel Vorteile bringt.
Denken Sie an Münzwürfe: Bei wenigen Würfen weicht das Ergebnis stark von 50 : 50 ab.
A7
Wo der Genfluss abbricht
AFB I

Ordnen Sie jeden Fall der Stufe zu, an der die Fortpflanzung zwischen den beiden Formen scheitert.

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).
1vor der Paarung
2bei Paarung oder Befruchtung
3nach der Zygotenbildung
Gesang, Entwicklungszyklus und Lebensraum verhindern schon das Zusammentreffen (ethologisch, zeitlich, ökologisch). Blütenbau und Eihülle verhindern Bestäubung bzw. Befruchtung (mechanisch, gametisch) — beide präzygotisch. Absterbende Embryonen und unfruchtbare Hybride sind postzygotische Barrieren.
Präzygotisch heißt: Es entsteht gar keine Zygote.
Bei Frosch-Embryonen und Hybriden hat die Befruchtung bereits stattgefunden.
A8
Eine Definition bauen
AFB I

Formulieren Sie die Definition des populationsgenetischen Artbegriffs aus den passenden Bausteinen. Zwei Bausteine gehören nicht dazu.

Klicken Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Maßstab ist die Fortpflanzungsgemeinschaft unter natürlichen Bedingungen mit fruchtbaren Nachkommen — ein gemeinsamer Genpool. Die Übereinstimmung im Körperbau gehört zum morphologischen Artbegriff; Kreuzungen im Zoo sind keine natürlichen Bedingungen.
Der populationsgenetische Artbegriff stellt die Fortpflanzung in den Mittelpunkt, nicht das Aussehen.
Beginnen Sie mit „Eine Art ist die Gesamtheit der Populationen,“ und enden Sie mit den Nachkommen.
A9
Ein Verhaltensprotokoll anlegen
AFB I

Sie wollen untersuchen, ob sich Männchen und Weibchen einer Schimpansengruppe in ihrem Verhalten unterscheiden. Stellen Sie das Vorgehen in der richtigen Reihenfolge dar.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Fragestellung formulieren und die Verhaltenskategorien vorher festlegen (z. B. Imponieren, Fellpflege, Jungenfürsorge).
2Die beobachteten Tiere sicher erkennen und benennen.
3Jedes Ereignis mit Uhrzeit, Individuum und Kategorie protokollieren.
4Die Ereignisse je Geschlecht und Kategorie auszählen.
5Die Häufigkeiten grafisch darstellen und die Geschlechter vergleichen.
Kategorien werden vor der Beobachtung festgelegt, damit alle Ereignisse gleich eingeordnet werden. Erst nach vielen Beobachtungen wird ausgezählt und verglichen.
Ohne vorher festgelegte Kategorien lassen sich Beobachtungen nicht vergleichen.
Zuerst planen, dann beobachten, dann auswerten.
A10
Verhalten und Menschwerdung
AFB I

Geben Sie für jede Aussage an, ob sie zutrifft.

6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 6

Exogen = Umwelt, endogen = Organismus. Mensch und Schimpanse sind Schwestergruppen; Kultur verbreitet sich vertikal, schräg und horizontal.
Exogen bedeutet „von außen“, endogen „von innen“.
Heutige Arten sind nie Vorfahren anderer heutiger Arten.