Evolution (Teil 2)

Question 1

Homologie

Answer 1

Unter Homologie verstehst du Ähnlichkeiten biologischer Strukturen bei verschiedenen Lebewesen aufgrund von gemeinsamer Abstammung. Das bedeutet, dass die Arten von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen und miteinander verwandt sind.

Question 2

Analogie

Answer 2

Eine Analogie ist in der Biologie eine Ähnlichkeit der Struktur von Organen, Proteinen, Genen oder Verhaltensweisen unterschiedlicher Lebewesen, die bei diesen jeweils stammesgeschichtlich unabhängig entstanden ist.

Question 3

Divergenz

Answer 3

Divergenz bezeichnet in der Evolutionsbiologie die Auseinanderentwicklung der Merkmale zwischen verschiedenen Arten oder auch zwischen verschiedenen Populationen derselben Art. Bei den Merkmalen kann es sich um die Ausprägung von Organen, Organsystemen, Körperstrukturen, physiologischen Prozessen oder auch Verhaltensweisen handeln. Je länger die Populationen bzw. die Arten getrennt sind, desto größer werden die Unterschiede (der Grad der Divergenz).

Question 4

Konvergenz

Answer 4

Unter Konvergenz versteht man in der Biologie die Entwicklung von ähnlichen Merkmalen bei miteinander nicht verwandten Arten, die im Lauf der Evolution durch Anpassung an eine ähnliche Funktion und ähnliche Umweltbedingungen ausgebildet wurden.

Question 5

Cytochrom-C-Stammbaum

Question 6

Aminosäurensequenzanalyse

Question 7

Homöotische Gene

Question 8

Polymerasekettenreaktion (Polymerase Chain Reaktion, PCR)

Answer 8

Als Polymerase-Kettenreaktion (englisch polymerase chain reaction, PCR) bezeichnet man Methoden zur in vitro-Vervielfältigung von Erbsubstanz (DNA). Dazu werden, je nach Methode, verschiedene Formen des Enzyms DNA-Polymerase verwendet. Die Bezeichnung Kettenreaktion bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Produkte vorheriger Zyklen als Ausgangsstoffe für den nächsten Zyklus dienen und somit eine exponentielle Vervielfältigung ermöglichen.

Question 9

Serum-Präzipitin-Test

Answer 9

Der Serum-Präzipitin-Test ist ein serologischer Verwandtschaftsnachweis, der auf der Präzipitation von Seren mit Antigenen im Blutserum, die eine verwandtschaftsbedingte Ähnlichkeit zu dem zur Herstellung des Immunserums verwendeten Antigens besitzen, beruht.

1. Herstellung des Antiserums
2. Reaktion mit menschlichen Serum (100% Präzipitat)
3. Reaktion mit anderen Blutseren (Je weniger Präzipitat, desto weniger Verwandtschaft)

Question 10

Radiokarbonmethode

Question 11

molekulare Uhr

Answer 11

Als molekulare Uhr wird ein Verfahren aus der Genetik bezeichnet, das DNA-Sequenzierungen nutzt, um abzuschätzen, wann sich zwei Arten aus einem gemeinsamen Vorfahren aufgespalten haben. Die Grundlage bildet die Anzahl von Mutationen seit der Aufspaltung.

Question 12

Genetischer Code

Answer 12

Als genetischer Code wird die Weise bezeichnet, mit der die Nukleotidsequenz eines RNA-Einzelstrangs in die Aminosäurensequenz der Polypeptidkette eines Proteins übersetzt wird.

Question 13

DNA-DNA-Hybridisierung

Answer 13

1. Extrahierung der DNA aus den Zellen
2. Reinigung der DNA von Proteinen und RNA-Molekülen
3. mechanische Zerteilung der DNA in Stücke von ca. 500 Basenpaaren
4. Da das Genom aus codierenden und repetitiven Genen, die keinen genetischen Informationen tragen, sollen diese beiden Genarten voneinander getrennt werden. Hierbei werden die Doppelstränge erhitzt, sodass sich sich die beiden Stränge trennen. Daraufhin wird die Temperatur konstant bei 50°C gehalten, denn bei dieser Temperatur bleiben die codierenden Stränge getrennt, die repetitiven bilden aber wieder einen Doppelstrang. Jetzt kann man das Gemisch durch eine Säule von Hydroxylapatit schicken. Die Doppelstränge bleiben an diesem Stoff hängen und die single-copies können durchlaufen.
5. Markierung der beiden zu vergleichenden DNA-Sorten mit radioaktiven Iod.
6. Dier markierte DNA wird mit der zu vergleichenden DNA zusammengebracht. Dabei schließen sich die Einzelstränge je nach Komplementarität zusammen.
7. Das Gemisch wird erneut durch eine Hydroxylapatitsäule gegeben. Das wird dann erwärmt und die Doppelstränge “schmelzen” und werden ausgewaschen. Die Stränge mit der höheren Komplementarität benötigen eine höhere Temperatur zum Auswaschen. Die Quantität kann anhand ihrer Radioaktivität bestimmt werden. Nun muss die mittlere Schmelztemperatur eines Vergleichsansatzes ermittelt werden und die mittlere Schmelztemperatur eines Ansatzes aus nur einer Art. Die Differenz wird dann betrachtet. Je kleiner die Differenz, desto größer die Verwandtschaft.

Question 14

Atavismus

Answer 14

Ein Atavismus ist das Wiederauftreten von anatomischen Merkmalen bei einem Lebewesen, die bei entfernteren stammesgeschichtlichen Vorfahren ausgebildet waren, bei den unmittelbaren Vorfahren jedoch reduziert wurden, da sie für die gegenwärtige Entwicklungsstufe keinerlei Funktion mehr besitzen.

Question 15

Rudimente

Answer 15

Als Rudiment wird in der Biologie ein in der Stammesentwicklung (Phylogenese) teilweise oder gänzlich funktionslos gewordenes rückgebildetes, aber noch vorhandenes Merkmal (Organ, Organteil, Organstruktur oder auch Verhalten) bezeichnet.

Question 16

Was sind die Homologiekriterien?

Answer 16

1. Kriterium der Lage: Organe verschiedener Lebewesen sind dann homolog, wenn sie nach Zahl und Anordnung einen gemeinsamen Bauplan aufweisen.
2. Kriterium der Kontinuität: Körperteile und Organe sind dann homolog, wenn sie sich durch Zwischenformen verbinden lassen. Diese können bei der Embryonalentwicklung auftreten, aber auch bei Fossilfunden.
3. Kriterium der spezifischen Qualität: Komplexe Strukturen sind dann homolog, wenn sie auch ohne Lageähnlichkeit und Kontinuität in sehr vielen Einzelheiten übereinstimmen.