ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Biologie
Artbildung & Evolutionstheorie
Biologie · Klasse 12–13 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: Q2.1 Entstehung und Entwicklung des LebensHessen: Q2.1 Entstehung und Entwicklung des Lebens
Wie aus einer Art zwei werden: Isolationsmechanismen, allopatrische und sympatrische Artbildung, Polyploidie und die Rechnungen zu Fitness und Chromosomenzahlen.
Worum es geht
Eine Art ist nach dem biologischen Artkonzept eine Fortpflanzungsgemeinschaft. Eine neue Art entsteht, wenn der Genfluss zwischen Populationen unterbrochen wird und sich die Populationen durch Mutation, Selektion und Drift so weit auseinanderentwickeln, dass sie sich nicht mehr fruchtbar kreuzen. Die Trennung kann räumlich sein (allopatrisch) oder ohne räumliche Trennung entstehen (sympatrisch), bei Pflanzen oft durch Polyploidie.
Die Begriffe
| Begriff | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| präzygotische Isolation | verhindert die Befruchtung: zeitlich, ökologisch, ethologisch, mechanisch, gametisch | Froscharten laichen zu verschiedenen Jahreszeiten |
| postzygotische Isolation | Hybride sterben früh oder sind unfruchtbar | Maultier (Hybridsterilität) |
| Allopolyploidie | Hybrid zweier Arten verdoppelt seinen Chromosomensatz | fruchtbar, aber isoliert von beiden Elternarten |
| relative Fitness w | Nachkommen eines Genotyps / Nachkommen des erfolgreichsten | Selektionskoeffizient s = 1 − w |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Art A (2n = 14) wird mit Art B (2n = 18) gekreuzt. Wie viele Chromosomen haben der Hybrid und eine daraus entstehende allotetraploide Pflanze?
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Keimzellen | A: n = 7, B: n = 9 | Keimzellen tragen einen einfachen Satz |
| 2 · Hybrid | 7 + 9 = 16 | er entsteht aus je einer Keimzelle beider Arten |
| 3 · Fruchtbarkeit | steril | die A- und B-Chromosomen finden in der Meiose keine homologen Partner |
| 4 · Verdopplung | 2 · 16 = 32 | jetzt hat jedes Chromosom einen Partner, die Meiose gelingt |
| 5 · Isolation | Rückkreuzung mit A: 16 + 7 = 23, steril | die neue Pflanze ist sofort eine eigene Art |
Der typische Fehler
Die Körperzellzahlen der Eltern addieren. 14 + 18 = 32 wäre die Zahl für den Hybrid, wenn er aus zwei Körperzellen entstünde. Er entsteht aber aus zwei Keimzellen, also 7 + 9 = 16. Die 32 ist erst die Zahl nach der Verdopplung — deshalb verwechselt man die beiden Schritte so leicht.
So prüfst du dein Ergebnis
Paare suchen. Fruchtbar ist eine Pflanze nur, wenn in der Meiose jedes Chromosom einen homologen Partner hat. Ungleiche Sätze ohne Partner — triploide Pflanzen, Hybride zweier Arten — bedeuten Sterilität. Keimzellen haben immer halb so viele Chromosomen wie die Körperzellen derselben Pflanze.