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In der Uratmosphäre gab es H2, H2O, CO2, H2S, NH3, CH4, HCN (Blausäure), aber Sauerstoff fehlte = reduzierte Atmosphäre.
Miller (1953): gab diese Elemente in einen Kolben und führt elektrische Entladungen durch ® fand organische Stoffe (Amino-säure, Zucker, Fette, Vorstufen der Kernsäure, Chlorophyl) ® \"Ursuppe\"
Biologische Evolution
Oparin: Konservattheorie: Moleküle schlossen sich zu Aggregaten zusammen und wurden von Hydrationswasser umgeben. Das Wissen über die Kommunikation von Nukleinsäuren und Proteinen ist ungewiß, aber heterotrophe Ernährung bekannt.
Chemosynthese: Ausnutzung des Lichtes, um Kohlenhydrate zu gewinnen, z.B. bei Purpurbakterien:
6 CO2 + 12 H2S® C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
Photosynthese: freiwerdender Sauerstoff wird lange Zeit im dreiwertigen Eisen gebunden ® Prokarionten = ohne echtem Zellkern (Blaualgen, Bakterien)
Symbiontentheorie: Es entwickeln sich die Eukaryonten aus einem Zusammenschluß verschiedener Prokaryonten.
Entstehung der Arten
Carl von Linné (1750):
Er spricht von der Konstanz der Arten; sie waren immer da und haben sich nicht verändert. Er stellte die lineare Nomenklatur auf (Gattungsname + Artname).
Erasmus Darwin (1731-1829):
zweifelte jedoch an dieser Theorie und dachte schon an Transmutationen.
Jean - Baptist de Lamarck (1744 - 1829):
Er stellt die Artenentwicklung unter den Einfluß der Umwelt: 1) Gebrauch eines Organs führt zu dessen besserer Entwicklung, Nichtgebrauch führt zu Verkümmerung. 2) Die Entwicklung des gebrauchten/nichtgebrauchten Organs wird vererbt (falsch!).
Georges Cuvier (1769-1832) begründete die Versteinerungskunde und hielt an der Konstanz der Arten fest. Das Vorkommen verschiederner Arten in verschiedernen Epochen erklärte er mit Naturkatstrophen.
Charles Lyell (1797-1875) war ein Geologe, der nachwies, daß die Entwicklung der Erde stetig verlief und somit die Ansichten Cuviers widerlegt. Er schrieb das Buch \"Prinzipien der Geologie\"
Charles Darwin (1809 - 1882):
Versuche bei Finken mit verschiedenen Schnäbeln: 1) Individuen einer Art vermehren sich mehr als nur zur Artenerhaltung. 2) Individuen werden mit kleinen Unterschieden geboren; diese Unterschiede werden der Selektion unterworfen ® es können auch neue Arten entstehen.
Selektionsvorteile:
Gute Ausnutzung des Nahrungsangebots
Bessere Fortpflanzungsstrategie
Bessere Ausrüstung, um Extremsituationen zu überstehen (Tarnung, .)
Besser ausgebildetes Immunsystem
Die Entstehung neuer Arten aus alten dauert 100.000 - 1 Mio. Jahre.
Faktoren:
Rekombination (Meiose = Reifeteilung)
Mutation (Veränderung der Basen)
Isolation (Unterbrechung des Gendrifts)
Selektion
Kritik am Lamarckismus und Darwinismus
Beide Theorien gehen davon aus, daß die Erkenntnisse, die bei der Aufspaltung in Art und Rasse gewonnen wurden auch auf höhere systematische Einheiten angewendet werden können. Beide Theorien setzen voraus, daß die Anpassung für die stammesgeschichtliche Entwicklung von entscheidender Bedeutung ist. Lamarck, daß die Veränderungen durch die Anpassung an die Umwelt geschieht und Darwin vertrat seine Selektionstheorie. Dabei gibt es genügend Merkmale ohne Auslesewert.
Auf welche Weise konnten aber nach ihrer Theorie so komplizierte Organe wie z.B. die Augen entstehen?
Nachweise für stammesgesch. Beziehungen der Organismen
Homologe Organe = Organe mit gleicher Erbinformation (Flossen - Gliedmaßen)
Rudimentäre Organe = funktionslos gewordene Organe (z.B. Wurmfortsatz, Beckengürtel der Wale, Reduzierung der Blätter bei Kakteen,.); Atavismus = Rückkehr unnötiger Organe (z.B. Kakteen mit Blättern)
Biogenetische Grundregel nach Ernst Hoechel: Embryonen verwandter Formen gleichen einander in frühen Stadien, d.h. jeder Organismus wiederholt in seiner Entwicklung die Stammesgeschichte.
Homologien im Verhalten: Taube und blinde Kinder haben die selben Reaktionen auf bestimmte Dinge ® angeboen, d.s. soziale Körperpflege, Augenbrauen heben zum Gruß, Umarmung, Lachen, Weinen,.
Biochemische Nachweise: Präzipitinreaktion = Eiweißnachweis: Menschenblut wird in ein Tier eingespritzt ® Antikörper bilden sich und das Serum ohne rote Blutkörperchen wird gewonnen; man fügt diesem wieder Menschenblut zu ® Ausfällung (flockig werden). Je mehr Eiweiß ausgefällt wird, desto mehr verwandt ist das Tier mit dem Menschen. Insulinnachweis: Unterschiede in der Aminosäurensequenz werden festgestellt.
Fossile Nachweise: Urvogel \"Archaeopterix\" hat sowohl Reptilienmerkmale (Kegel-zähne, Krallen an den Flügeln, Schwanzwirbelsäule) als auch Vogelmerkmale (Federn; Mittelfuß und Fuß zu einem Lauf verwachsen).
Der Artenwandel
Die Varabilität und Selektion
Die Selektion setzt nur an der genetischen Varabilität an. Merkmale, die nicht erblich sind, wirken sich auf die folgenden Generationen nicht aus. Die Selektion ist der ist der Mechanismus die mutierenden Gene ausrichtet. In mischerbigen Populationen ohne Selektion wurden viele Merkmale nach der Zufallskurve verteilt. Die natürliche Selektion kann sich auf verschiedene Weisen auswirken.
Verschiebung des Mittelwertes: Sobald sich einer der beiden Extremwerte verschiebt
Stabilisierung: Die Selektion richtet sich gegen beide Extremwerte
Streuung: Beide Extremwerte werden besonders begünstigt
Trennung: Wenn es zu einer sortengleichen Paarung innerhalb der beiden von einander verschieden begünstigten Extremwerten
Die Selektion ist ein statistischer Prozeß. Die Häufigkeit günstiger Erbanlagen einer Population nimmt von Generation zu Generation zu.
Der Selektionsvorteil kann auf verschiedenen Ebenen liegen: besser Ausnutzung der Nahrungsmöglichkeiten; besser Brutpflege; bessere Ausrüstung zur Flucht; größere Immunität gegen Krankheiten; usw.
Mutation und Selektion
Mutationen sind die Hauptquellen genetischer Vielfalt in einer Population. Ist das Verhältnis zwischen Mutationen und Selektionswirkungen konstant, kommt es zu einem stabilen Gleichgewichtszustand.
Jeder Population muß für ihre Verbesserung mit Toten zahlen. Sonst gäbe es keine Anpassung. Überwiegt die Selektion Þ Selektionsdruck. Überwiegt die Mutation entsteht eine genetische Bürde.
Artbegriff und Artbildung
Eine Art wird als Fortpflanzungsgemeinschaft, bestehend aus einer Population und einem Grenzfluß definiert (durch sexuelle Fortpflanzung).
Eine Art wird aber auch als Gesamtheit aller Individuen mit gleichen wesentlichen Merkmalen definiert. Die Merkmale müssen auf dem Genfluß beruhen. Eine Art ist auch eine ökologische Einheit. Die Evolution ist die Veränderung der Art. Die Artbildung ist daher der Grundvorgang der Evolution. Mutationen, Kombinationen und Selektionen wandeln die Eigenschaften im Verlauf längerer Zeiträume ab. Die Endglieder weichen danach von den Ausgangsformen ab. Unterscheiden sich die beiden Arten in vielen Merkmalen ist eine neue Art entstanden. Zur Artumwandlung kommt es vor allem, wenn es durch die
Umweltbedingungen zu neuen Selektionsbedingungen kommt. Bei synchronen Artenbildungen kommt es zu 2 Tochterarten.
Faktoren der Artbildung
Für das Zustandekommen einer Artendifferenzierung ist die Trennung des Genflußes unbedingt notwendig. In der Regel werden Populationen aus geographischen Gründen getrennt Þ geographische Artenbildung. Aber auch klimatische Veränderungen könne das bewirken. In Afrika lebt eine Laufkäfergattung mit 60 verschiedenen Arten Þ durch Plattenverschiebungen. Isolierte Populationen haben eine verarmte genetische Varabilität. Durch Isolation wird der Genfluß unterbrochen.
Eine 3. Möglichkeit der Trennung ist die Polyploidisierung. Fruchtbare Bastarde durch Polyploidisierung. Dies führt zu größeren Zellen und somit zu einem besonderen Wuchs der Organe (® häufig für die Kultivierung benutzt).
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