Mutation und Selektion – Anwendung

Mutation und Selektion – Anwendung Übung

• Gib an, was man unter einer Mutation versteht.

  Tipps

  Zwei der Antwortmöglichkeiten sind richtig.

  Mutationen können äußerliche Veränderungen zur Folge haben, müssen es aber nicht.

  Zu lange ohne Sonnenschutz in der Sonne zu sein, kann gesundheitliche Folgen haben.

  Lösung

  Mutationen sind Veränderungen an der DNA, unserem Erbgut. Solche Veränderungen können sich auf bestimmte Merkmale, wie die Fellfarbe, auswirken, müssen es aber nicht.
  Mutationen können durch unterschiedliche Faktoren wie die UV-Strahlung der Sonne oder Radioaktivität oder auch spontan ausgelöst werden.
  Da es sich um Veränderungen am Erbgut handelt, können Mutationen an Nachkommen weitervererbt werden.

• Ordne den unterschiedlichen Begriffen im Zusammenhang mit Mutation und Selektion ein passendes Beispiel zu.

  Tipps

  Haben die Individuen einer Population unterschiedlich ausgeprägte Merkmale, spricht man von Variation.

  Ein anderer Begriff für Selektion ist Auslese.

  Eine Mutation ist eine Veränderung der DNA.

  Tiere mit einem Selektionsvorteil haben einen Vorteil bei der natürlichen Auslese. Sie werden also mit geringerer Wahrscheinlichkeit aussortiert.

  Lösung

  Mutationen sind Veränderungen am Erbgut. Diese Veränderungen können durch äußere Faktoren verursacht werden oder spontan entstehen. Durch eine Mutation könnte sich beispielsweise die Fellfarbe ändern.

  Gibt es innerhalb einer Population Individuen mit unterschiedlichen Merkmalsausprägungen, spricht man von Variation. In einer Mäusepopulation, in der manche Mäuse helles und manche Mäuse dunkles Fell haben, gibt es eine Variation in der Fellfarbe.

  Durch diese unterschiedlichen Merkmalsausprägungen kommt es dazu, dass manche Individuen in einer Populationen einen Selektionsvorteil haben. Mäuse mit hellem Fell beispielsweise sind besser getarnt und werden dadurch seltener gefressen. Gegenüber den Mäusen mit dunklem Fell haben sie einen Selektionsvorteil.

  Dieser Selektionsvorteil bestimmt schließlich die Selektion. Das ist die natürliche Auslese. Manche Mäuse pflanzen sich häufiger fort und ihre Merkmale setzen sich dadurch auf lange Sicht immer mehr durch.

• Erkläre, warum Mutation und Selektion zur Entstehung neuer Arten führen können.

  Tipps

  Eine Variation existiert, wenn es unterschiedliche Merkmalsausprägungen innerhalb einer Population gibt.

  Die verkürzten Flügel sind eine Anpassung an die Bedingungen auf den Inseln.

  Nur wenn es eine Variation gibt, kann es zu einer Selektion kommen.

  Lösung

  Zu Beginn unseres Szenarios gibt es nur Fliegen mit großen Flügeln. Erst durch eine Mutation entstehen die verkürzten Flügel. Sobald dieses Merkmal in der Population vorkommt, existiert eine Variation hinsichtlich des Merkmals Flügelgröße. Es gibt nämlich nun unterschiedliche Ausprägungen dieses Merkmals: Manche Fliegen haben große Flügel und andere haben verkürzte Flügel.

  Auf die Fliegen mit großen Flügeln wirkt ein Selektionsdruck. Sie werden vermehrt durch den Wind von der Insel geweht und sterben. Der Selektionsfaktor ist also der starke Wind, der auf den Inseln herrscht. Durch diesen Selektionsdruck gibt es immer weniger Fliegen mit großen Flügeln und immer mehr Fliegen mit verkürzten Flügeln. Irgendwann ist der Punkt erreicht, an dem es sogar mehr Fliegen mit kurzen als mit großen Flügeln gibt.

  Weil die Fliegen auf den Inseln sehr isoliert leben, pflanzen sie sich über viele Generationen unter sich fort. So verändern sich immer mehr Merkmale und die Fliegen auf den Inseln unterscheiden sich immer mehr von den Fliegen auf dem Festland. Irgendwann sind die Unterschiede so groß, dass eine neue Art entstanden ist. Diese hat nach wie vor das Merkmal der verkürzten Flügel und ist flugunfähig.

• Erkläre die Folgen der Industrialisierung für den Birkenspanner.

  Tipps

  Durch Mutationen können sich äußere Merkmale verändern.

  Der Selektionsdruck auf die Falter entsteht erst durch die Veränderungen aus der Umwelt.

  Eine Variation beschreibt das Vorkommen unterschiedlicher Merkmalsausprägungen in einer Population.

  Eine gute Tarnung vor Fressfeinden bringt einen Selektionsvorteil.

  Lösung

  Zunächst gibt es nur hell gefärbte Falter in der Population, die vor der Industrialisierung auf den hellen Baumstämmen einen Selektionsvorteil hatten. Durch eine Mutation entstehen jedoch Individuen mit dunkleren Flügeln. Hinsichtlich der Flügelfarbe existiert nun eine Variation in der Falterpopulation.

  Durch eine Umweltveränderung entstehen dunkel gefärbte Birkenstämme, auf denen die hellen Falter gut für Fressfeinde erkennbar sind. Sie haben nun keinen Vorteil mehr, sondern unterliegen einem Selektionsdruck. Die dunkel gefärbten Falter dagegen sind gut getarnt und haben dadurch einen Selektionsvorteil.

  Die Falter mit der dunklen Flügelfarbe haben also einen höheren Fortpflanzungserfolg und es kommt zu einer Selektion. Das Merkmal der hellen Flügelfarbe kommt immer seltener vor.

• Erkläre die Begriffe Mutation und Selektion.

  Tipps

  Über unser Erbgut in den Keimzellen werden Eigenschaften an Nachkommen vererbt.

  UV-Strahlung kann Veränderungen am Erbgut herbeiführen.

  Den Begriffen müssen jeweils drei Stichpunkte zugeordnet werden.

  Lösung

  Eine Mutation ist eine Veränderung des Erbguts. Sie kann durch äußere Faktoren wie UV-Strahlung oder Radioaktivität, aber auch spontan entstehen. Wenn das Erbgut einer Keimzelle verändert wurde, kann eine Mutation auch vererbt werden.

  Eine Selektion liegt vor, wenn Individuen mit bestimmten Merkmalen einen höheren Fortpflanzungserfolg haben. Durch unterschiedliche Selektionsfaktoren kann ein solcher Erfolg entstehen. Beispielsweise sind manche Individuen besser vor Fressfeinden geschützt. Sie werden seltener gefressen, bekommen mehr Nachkommen und so kommt es zu einer natürlichen Auslese, auch Selektion genannt.

• Entscheide, um welche Selektionsfaktoren es sich handelt.

  Tipps

  Zwei der beschriebenen Selektionsfaktoren sind abiotisch.

  Die Selektionsfaktoren bei den Birkenspannern sind die Fressfeinde.

  Temperatur ist ein abiotischer Umweltfaktor.

  Lösung

  Abiotische Faktoren sind Faktoren aus der unbelebten Umwelt. Kalte Temperaturen sind ein Faktor, der zu Anpassungen an Kälte führen kann. Dickes Fell ist ein Merkmal, das bei einer kalten Umgebungstemperatur Vorteile bringt. Auch Wind ist ein abiotischer Faktor. Verkürzte Flügel schützen die Kerguelen-Fliegen davor, bei starkem Wind von der Insel geweht zu werden.

  Biotische Faktoren sind Einflüsse aus der belebten Umwelt. Fressfeinde sind ein Beispiel für biotische Faktoren. Eine Tarnung vor Feinden, wie die dunkle Flügelfärbung bei Birkenspannern, kann einen großen Vorteil bringen.

  Sexuelle Selektionsfaktoren beeinflussen, welche Individuen als Fortpflanzungspartner gewählt werden. Hirsche mit großem Geweih haben einen Vorteil, denn sie setzen sich gegenüber Konkurrenten durch und sind so die bevorzugten Sexualpartner.

  Künstliche Selektionsfaktoren werden künstlich erschaffen und so in der Regel durch den Menschen bestimmt. Das ist zum Beispiel bei einer Hundezucht der Fall. Dort werden Hunde mit bestimmten Eigenschaften gezielt gezüchtet.