Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
1 Erdfrühzeit, Erdaltertum, Erdmittelalter, Erdneuzeit
2 Erdfrühzeit: Entwicklung der ersten Lebewesen im Meer, Entwicklung der Fotosynthese
Erdaltertum: Entwicklung der ersten Wirbeltiere (Fische), Besiedelung des Landes durch Pflanzen
Erdmittelalter: Entwicklung der ersten Säugetiere, Vögel und Blütenpflanzen
Erdneuzeit: Entwicklung der Vorfahren der Menschen
3 Die Evolution ist die Entstehung und Veränderung von Lebewesen.
4 A – Versteinerung, Trilobit, B – Abdruck, Saurier
5 Wenn ein Lebewesen stirbt und der tote Körper von Sand, Schlamm oder Lava eingeschlossen wird, sodass er vor Sauerstoff geschützt ist, dann wird er nicht abgebaut, sondern bleibt erhalten. Diese Überreste von Pflanzen und Tieren, die nach ihrem Tod erhalten geblieben sind, heißen Fossilien.
6 Anhand von Fossilien lässt sich nachvollziehen, in welchem Erdzeitalter welche Lebewesen gelebt haben, welche ausgestorben sind und wie sie sich über sehr lange Zeiträume hinweg verändert haben. Sie zeigen auch, dass heute lebende Arten von gemeinsamen Vorfahren abstammen und sich im Laufe der Zeit verändert haben. Deshalb sind Fossilien Belege für die Entwicklung und die stammesgeschichtliche Verwandtschaft von Lebewesen.
7 Leitfossilien sind Fossilien von Pflanzen und Tieren, die nur kurze Zeit gelebt haben, aber in großer Zahl vorkamen und weit verbreitet waren. Weil man sie nur in bestimmten Gesteinsschichten findet und in anderen nicht, kann man Leitfossilien nutzen, um das Alter des Gesteins zu bestimmen. Gesteinsschichten von verschiedenen Orten auf der ganzen Welt mit den gleichen Leitfossilien haben ungefähr das gleiche Alter. Außerdem stammen alle Fossilien, die in derselben Gesteinsschicht gefunden werden, aus dem gleichen Erdzeitalter.
8 Archaeopteryx
9 Der Archaeopteryx wird als Brückentier bezeichnet, weil er sowohl Merkmale einer älteren Tiergruppe (den Reptilien) aufweist als auch Merkmale, die erstmals in der neuen Tiergruppe auftreten (den Vögeln). Brückentiere sind ein Beleg für die Evolution. Sie sind Bindeglieder zwischen den Tiergruppen und bezeugen, dass die jüngere Tiergruppe aus der älteren Tiergruppe hervorgegangen ist.
10 Fische, Amphibien, Reptilien, Säugetiere, Vögel
11 Den Übergang vom Leben im Wasser zum Leben an Land bezeichnet man als Landgang. Die Vorfahren der heutigen Landwirbeltiere lebten im Wasser, das kann man anhand von Fossilien mit fischtypischen Merkmalen nachvollziehen. Durch Fossilfunde kann man nachvollziehen, dass aus ihnen später Wirbeltiere mit Angepasstheiten hervorgingen, die es möglich machten, das Wasser zeitweise zu verlassen. Noch später entwickelten sich Wirbeltiere, die dauerhaft an Land lebten.
12 Die ersten Amphibien besaßen vier kurze, kräftige Gliedmaßen, mit denen sie sich an Land fortbewegen konnten. Zudem besaßen sie einfache Lungen, mit denen sie an Land atmen konnten.
13 Die Haut von Reptilien ist durch Hornschuppen vor dem Austrocknen geschützt. Sie legen Eier mit Schale, in denen sich ihre Nachkommen entwickeln. Dies ermöglicht die Fortpflanzung an Land.
14 Stammbäume stellen Hypothesen zu den verwandtschaftlichen Beziehungen verschiedener Lebewesen dar. Wenn sich neue Merkmale entwickelt haben, die eine Gruppe von ihrem Vorfahren unterscheidet, wird das durch eine Abzweigung im Stammbaum dargestellt. Der letzte gemeinsame Vorfahre zweier Gruppen bildet den Knotenpunkt einer Aufspaltung.
15 Wie nah zwei Gruppen von Lebewesen verwandt sind, erkennt man daran, wie lange die Existenz des letzten gemeinsamen Vorfahren zurückliegt, aus dem sich diese Gruppen entwickelten. Je kürzer die Existenz des letzten gemeinsamen Vorfahren zurückliegt, desto näher sind zwei Gruppen miteinander verwandt.
16 Homologien, Rudimente, Atavismen
17 Der Wirbeltierzahn und die Haifischschuppe im Bild haben den gleichen Grundbauplan aus Knochen, Zahnmark, Zahnbein und Zahnschmelz. Sie sind jedoch unterschiedlich geformt und haben unterschiedliche Funktionen. Wirbeltierzahn und Haifischschuppe sind also homologe Körperteile, weil sie den gleichen Grundbauplan haben, sich aber in ihrer Gestalt und Funktion unterscheiden .
18 Rudimente sind Reste von Merkmalen, die ihre Funktion verloren haben und zurückgebildet wurden. Atavismen sind Merkmale, die voll ausgebildet werden, obwohl sie im Laufe der Evolution bereits verschwunden waren.
19 Variabilität ist das Vorhandensein von Unterschieden zwischen Individuen der gleichen Art.
20 Es gibt zwei verschiedene Ursachen für Variabilität: die Vererbung und Einflüsse aus der Umwelt.
Vererbung: Bei der Bildung der Eizellen und Spermienzellen sowie bei der Befruchtung werden die Gene der beiden Elternteile neu kombiniert. Deshalb sehen Nachkommen ihren Eltern zwar ähnlich, sie sind aber nicht identisch mit ihnen. Wenn Mutationen, also zufällige Veränderungen der Erbinformation, in den Geschlechtszellen auftreten, können sie vererbt werden und bei den Nachkommen zur Ausprägung neuer Merkmale führen.
Umwelteinflüsse: Lebewesen, die aufgrund ihrer Merkmale weniger lange überleben, bringen weniger Nachkommen hervor. Besser angepasste Lebewesen überleben dagegen länger und können sich in dieser Zeit fortpflanzen. Dabei vererben sie ihre Gene an ihre Nachkommen. Deshalb gibt es in der nächsten Generation mehr Lebewesen mit vorteilhaften Merkmalen und weniger Lebewesen mit nachteiligen Merkmalen. So führt die Selektion zur Angepasstheit an die jeweiligen Umweltbedingungen.
21 In dieser Käfer-Population gibt es hellere und dunklere Käfer. Die dunkleren Käfer sind auf dem dunklen Untergrund viel schwerer erkennbar als die helleren Käfer. Daher werden dunklere Käfer seltener von Fressfeinden gefressen und können sich deshalb besser fortpflanzen. Dabei vererben sie ihre Gene an ihre Nachkommen. Dadurch gibt es in der nächsten Generation mehr dunkle Käfer und weniger helle Käfer. Die dunklen Käfer werden also selektiert. Diese natürliche Selektion führt zur besseren Angepasstheit an die Umweltbedingungen. In Bild 5C könnte es drei dunkle Käfer geben und nur noch einen hellen Käfer.
22 Durch Mutation, also zufällige Veränderungen der Erbinformation, entstehen neue Merkmale. Durch Rekombination entstehen bei der Fortpflanzung Nachkommen mit unterschiedlichen Merkmalen. Die genetische Vielfalt führt also zu Variabilität innerhalb einer Art. Die natürliche Selektion führt zu einer besseren Angepasstheit der Art an die Umweltbedingungen. Dadurch verändern sich Arten im Laufe der Zeit.
23 Darwin sammelte während seiner Reise Fossilien, Pflanzen und Tiere. Durch den Vergleich von Lebewesen und Fossilien erkannte Darwin, dass sich Arten im Laufe der Zeit verändern.
24 Alle Lebewesen einer Art konkurrieren in einem Lebensraum um ihr Überleben (Konkurrenz). Weil sich Individuen in ihren Merkmalen unterscheiden (Variabilität), kommen einige in ihrem Lebensraum besser zurecht als andere. Alle Lebewesen haben mehr Nachkommen als zur Erhaltung der Art nötig sind (Überproduktion). Viele Nachkommen überleben nicht oder pflanzen sich nicht fort, weil sie weniger gut an die Lebensbedingungen angepasst sind. Die überlebenden Nachkommen werden durch die Umweltfaktoren selektiert (Selektion), sodass nur diejenigen überleben und sich fortpflanzen können, die am besten an die Lebensbedingungen angepasst sind (Angepasstheit).
25 Ordnung: Primaten
26 Wir sind mit Schimpansen verwandt, weil wir alle Primaten einen gemeinsamen Vorfahren haben. Wir stammen aber nicht von Schimpansen ab, weil sie nicht vor uns kamen und wir uns nicht aus ihnen entwickelt haben.
27 Körpermerkmale: aufrechter Gang, großes Gehirn; Fähigkeiten: Herstellung von Werkzeugen, Sprache
28 Durch die Nutzung des Feuers konnten sich Menschen in kälteren Regionen ausbreiten, weil Feuer Wärme spendete. Durch das Kochen wurde Nahrung leichter verdaulich und energiereicher. Dadurch entwickelte sich das Gehirn weiter.
29 Durch die Fähigkeit zur Herstellung von Werkzeugen für die Jagd wurde die Beschaffung von Nahrung leichter. Dadurch konnten die Menschen besser überleben, sich an neue Lebensräumen anpassen und ausbreiten. Die Weitergabe von Wissen führte zur ständigen Verbesserung von Fähigkeiten und zu komplexerem Denken. Die kulturelle Evolution beschleunigte also die Entwicklung des Menschen, weil erlernte Fähigkeiten weitergegeben und immer weiter verbessert wurden – anders als bei rein biologischer Evolution.