Natürliche Selektion und Angepasstheit

Natural Selection and Adaptation

Biologie Klasse 9 16 Aufgaben

EvolutionSelektionAnpassungIsolationKerncurriculum

Natürliche Selektion ist der kausale Kern der Evolution: In jeder Population gibt es erbliche Variation; bei begrenzten Ressourcen überleben und vermehren sich Individuen mit vorteilhaften Merkmalen häufiger, sodass sich die Population über Generationen verändert. Eine Angepasstheit ist das Ergebnis dieser Auslese, nicht ihre Absicht — niemand und nichts passt bewusst an. Damit fallen die beiden hartnäckigsten Fehlvorstellungen (Weitzel und Kattmann): die lamarckistische Vererbung erworbener Eigenschaften und das teleologische „das Tier passt sich absichtlich an“. Dieser Mechanismus trägt die spätere Deutung von Stammesgeschichte und Biodiversität.

Voraussetzungen (1)

Mutation und genetische Vielfalt

Klasse 9

›

Ermöglicht (2)

Biodiversität

Klasse 9

›

Grundlagen der Evolution

Klasse 9

›

Leicht

Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

In welcher Geschichte wirkt die natürliche Selektion?

● Feldmäuse mit dunklerem Fell werden auf dunklem Boden seltener von Eulen erbeutet und bekommen mehr Nachkommen.
○ Feldmäuse färben ihr Fell dunkler, weil sie oft über dunklen Boden laufen.
○ Feldmäuse entscheiden sich für dunkleres Fell, um sich besser zu verstecken.

Natürliche Selektion heißt: Es gibt zufällige Unterschiede (helles und dunkles Fell), die Umwelt bevorzugt eine Variante (dunkle Mäuse werden seltener gefressen), und diese vermehrt sich stärker. Tiere verändern ihr Fell nicht selbst und nicht mit Absicht.

Lückentext #2 15s ▶ Testen

Die drei Evolutionsfaktoren der erweiterten Theorie sind: genetische Variabilität, natürliche Selektion und ___.

✓ Antwort: Isolation

Isolation (besonders geographische Isolation) verhindert den Genfluss zwischen Populationen. Dadurch können sich getrennte Populationen unterschiedlich entwickeln und neue Arten entstehen.

Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

Ein breiter Fluss teilt eine Eidechsenpopulation in zwei Gruppen, die über tausende Generationen keinen Kontakt mehr haben. So können mit der Zeit zwei verschiedene Arten entstehen.

✓ Wahr

Richtig. Der Fluss ist eine Barriere, die den Genaustausch verhindert (geographische Isolation). Getrennte Populationen entwickeln sich unabhängig weiter, bis daraus neue Arten werden können.

Lückentext #4 12s ▶ Testen

Merkmale, die an eine bestimmte Umwelt besonders gut angepasst sind, nennt man ___.

✓ Antwort: Angepasstheiten

Angepasstheiten sind Merkmale, die einem Organismus in seiner Umwelt einen Überlebensvorteil bieten. Sie entstehen durch natürliche Selektion über viele Generationen.

Mittel

Wahr / Falsch #1 15s ▶ Testen

Zwei Mistkäfer leben auf dunklem Waldboden. Der kleine, gut getarnte Käfer hinterlässt mehr Nachkommen als der große, auffällige. Ist der kleine Käfer hier der besser angepasste (der 'fittere')?

✓ Wahr

Richtig. Fit heißt am besten angepasst, nicht am stärksten oder größten. Der kleine, gut getarnte Käfer wird seltener gefressen und hat mehr Nachkommen. Er ist hier der fittere.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Am Grand Canyon lebt auf der Nordseite eine andere Hörnchenart als auf der Südseite, obwohl beide von einer gemeinsamen Ursprungsart abstammen. Wie ist das zu erklären?

● Die tiefe Schlucht trennte die Population; ohne Genaustausch entwickelten sich beide Seiten unabhängig weiter.
○ Die Hörnchen passten sich durch häufiges Klettern an und vererbten diese erworbenen Merkmale.
○ Die Hörnchen wanderten absichtlich auseinander, um zwei getrennte Arten zu bilden.

Geographische Isolation: Eine Barriere (hier die Schlucht) trennt eine Population. Ohne Genaustausch entwickeln sich die Teilpopulationen durch Mutation und Selektion unabhängig – so können neue Arten entstehen. Tiere passen sich nicht durch Gebrauch an und wandern nicht mit Absicht auseinander.

Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Ein klassisches Beispiel für natürliche Selektion ist der Birkenspanner in England. Was geschah während der Industrialisierung?

● Dunkle Falter überlebten besser auf rußgeschwärzten Bäumen und wurden häufiger.
○ Helle Falter überlebten besser und wurden häufiger.
○ Alle Falter wurden im Laufe ihres Lebens gleichmäßig dunkler.

Auf rußgeschwärzten Baumstämmen waren dunkle Birkenspanner besser getarnt und wurden von Vögeln weniger gefressen. Die dunkle Variante setzte sich durch (Industriemelanismus). Einzelne Falter färben sich nicht selbst um.

Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

Ein Maulwurf gräbt sein Leben lang und bekommt dadurch kräftigere Grabhände. Diese kräftigeren Hände vererbt er an seine Jungen.

✓ Falsch

Falsch! Das wäre Lamarckismus – im Leben erworbene Merkmale (trainierte Hände) werden nicht vererbt, vererbt werden nur die Gene. Angepasstheiten entstehen, weil Tiere mit zufällig vorteilhaften Genen mehr Nachkommen haben.

Lückentext #5 15s ▶ Testen

Wenn eine Art durch geographische Isolation in mehrere neue Arten aufgespalten wird, spricht man von ___.

✓ Antwort: Artbildung

Artbildung (Speziation) ist der Prozess, bei dem aus einer Art mehrere neue Arten entstehen. Die häufigste Form ist die allopatrische Artbildung durch geographische Isolation.

Multiple Choice #6 25s ▶ Testen

Ein Eisbär hat weißes Fell. Was ist die evolutionsbiologische Erklärung?

● Bären mit hellerem Fell waren in der Arktis besser getarnt und hatten bei der Jagd einen Selektionsvorteil.
○ Das Fell der Bären wurde durch die ständige Kälte nach und nach weiß.
○ Die Bären entwickelten weißes Fell, weil sie sich besser tarnen wollten.

In der arktischen Umwelt hatten Bären mit hellerem Fell einen Selektionsvorteil bei der Robbenjagd und mehr Nachkommen. Über viele Generationen setzte sich weißes Fell durch. Die Kälte färbt kein Fell, und Tiere können ihre Fellfarbe nicht willentlich wählen.

Sortieren #7 40s ▶ Testen

Ordne die Schritte der natürlichen Selektion in die richtige Reihenfolge:

✓ Antwort: Genetische Variation innerhalb einer Population, Selektionsdruck durch die Umwelt, Individuen mit vorteilhaften Merkmalen überleben häufiger, Vorteilhafte Merkmale werden an Nachkommen weitergegeben, Die Population verändert sich über Generationen

Die natürliche Selektion beginnt mit vorhandener Variation, wirkt durch Umweltdruck, bevorzugt angepasste Individuen und verändert so die Population über Generationen.

Multiple Choice #8 20s ▶ Testen

In welcher Situation kann die natürliche Selektion eine Population verändern?

● In einer Schneckenpopulation, in der einige Tiere gelbe, andere braune Gehäuse haben.
○ In einer Schneckenpopulation, in der alle Tiere genetisch völlig gleich sind.
○ Bei einer einzelnen Schnecke, die allein in einem Garten lebt.

Selektion braucht Unterschiede, an denen sie ansetzen kann. Nur wenn es genetische Variation gibt (gelbe und braune Gehäuse), kann eine Variante bevorzugt werden. Ohne Unterschiede oder bei einem einzelnen Tier verschiebt sich nichts. Variation ist das Rohmaterial der Evolution.

Multiple Choice #9 20s ▶ Testen

Antibiotikaresistenz bei Bakterien ist ein Beispiel für …

● natürliche Selektion in Aktion
○ die gezielte Veränderung der Gene als Reaktion auf das Antibiotikum
○ die Vererbung erworbener Eigenschaften (Lamarckismus)

Einige Bakterien tragen zufällig ein Resistenz-Gen. Beim Antibiotikaeinsatz überleben nur diese und vermehren sich – ein Selektionsvorteil. Die Bakterien verändern ihre Gene nicht gezielt und erwerben die Resistenz nicht durch Gebrauch.

Wahr / Falsch #10 20s ▶ Testen

Giraffen haben lange Hälse, weil sie sich durch Strecken nach hohen Blättern verlängert haben.

✓ Falsch

Falsch! Das wäre Lamarckismus (Vererbung erworbener Eigenschaften), der widerlegt ist. Korrekt: Giraffen mit zufällig längeren Hälsen konnten höhere Blätter erreichen, hatten einen Selektionsvorteil und gaben ihre Gene weiter.

Multiple Choice #11 20s ▶ Testen

Welche Situation beschreibt einen Selektionsdruck?

● In einem strengen Winter überleben nur Vögel mit besonders dichtem Gefieder.
○ Alle Vögel eines Schwarms fliegen im Herbst gemeinsam nach Süden.
○ Ein Vogel lernt im Laufe seines Lebens, eine neue Futterquelle zu nutzen.

Ein Selektionsdruck ist ein Umweltfaktor, der bestimmte Merkmale begünstigt oder benachteiligt. Der strenge Winter bevorzugt Vögel mit dichtem Gefieder – sie überleben häufiger. Gemeinsames Wegfliegen oder individuelles Lernen verändern nicht, welche Merkmale vererbt werden.

Schwer

Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Auf mehreren Galápagos-Inseln mit unterschiedlicher Nahrung (harte Samen, Insekten, Kakteen) leben heute Finken mit verschieden geformten Schnäbeln, die alle von einer Ursprungsart abstammen. Wie ist diese Vielfalt entstanden?

● Auf jeder Insel hatten Finken mit dem zur Nahrung passenden Schnabel einen Selektionsvorteil und vermehrten sich stärker.
○ Die Finken formten ihre Schnäbel durch ständiges Benutzen an der Nahrung und vererbten diese Form.
○ Die Finken veränderten ihre Schnäbel absichtlich, um die neue Nahrung fressen zu können.

Auf jeder Insel wirkte ein anderer Selektionsdruck (die Nahrungsart). Finken, deren Schnabelform zufällig gut passte, überlebten und vermehrten sich häufiger. Zusammen mit der Isolation der Inseln entstand so die Artenvielfalt. Schnäbel formen sich nicht durch Gebrauch und nicht mit Absicht.