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Evolution

Zehn Aufgaben zum Beurteilen und Stellungnehmen — hier entscheiden sich die Spitzenpunkte der Klausur.

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Aufgabenblock — AFB III

Zehn Aufgaben zum Beurteilen, Planen und Stellungnehmen. Lösen Sie zuerst die Auswahl, formulieren Sie Ihre Antwort dann in eigenen Worten und vergleichen Sie erst danach mit der Musterlösung.

A1
Wie gut ist die Beobachtung?
AFB III

Mehrere Gruppen wollen belegen, dass Schimpansenmännchen häufiger imponieren als Weibchen. Beurteilen Sie, wie gut jeder Datensatz diese Aussage stützt.

Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe von 1 (stützt nicht) bis 5 (stützt stark). Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = stützt nicht5 = stützt stark
Ein Besucher sah im Zoo einmal ein Männchen, das mit einem Ast auf den Boden schlug.
In 200 Beobachtungsstunden an 12 frei lebenden Tieren nach festgelegten Kategorien zeigten Männchen fünfmal so oft Imponierverhalten wie Weibchen.
Nach 40 Stunden an 3 Männchen und 3 Weibchen einer Gruppe imponierten die Männchen häufiger.
Ein Protokoll ohne vorher festgelegte Kategorien; die Beobachterin entschied im Nachhinein, was als Imponieren zählt.
Ein Tierfilm zeigt imponierende Männchen in eindrucksvollen Szenen.
Aussagekraft wächst mit der Zahl der Beobachtungsstunden und Tiere, mit festen Kategorien und natürlichen Bedingungen. Einzelbeobachtungen und ausgewählte Filmszenen belegen keinen Unterschied.
Strategie: Prüfen Sie Stichprobengröße, feste Kategorien und Bedingungen der Beobachtung.Warum so? Nur Daten, die systematisch erhoben wurden, erlauben einen Vergleich der Geschlechter.
Lösungsskizze: Einzelfall 1 · große Studie 5 · kleine Stichprobe 3 · Kategorien nachträglich 2 · Filmszenen 1.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Stark stützt nur die große Freilandstudie: viele Stunden, mehrere Tiere, vorher festgelegte Kategorien. Die kleine Studie zeigt eine Tendenz, ist aber wegen weniger Tiere aus nur einer Gruppe unsicher.

Nachträglich festgelegte Kategorien öffnen der Erwartung der Beobachterin die Tür. Ein Einzelereignis im Zoo und ausgewählte Filmszenen erlauben keinen Vergleich, weil unklar ist, wie oft das Verhalten bei beiden Geschlechtern tatsächlich vorkommt.

A2
Uhr und Fossilien widersprechen sich
AFB III

Material: Zwei Nagetier-Linien

Nach der molekularen Uhr, geeicht an der Trennung von Vögeln und Säugetieren vor rund 310 Mio. Jahren, trennten sich zwei Nagetier-Linien vor etwa 60 Mio. Jahren. Die ältesten Fossilien der beiden Linien sind nur etwa 25 Mio. Jahre alt (Modellwerte). Nagetiere haben kurze Generationszeiten.

Beurteilen Sie die Aussagekraft beider Befunde: Markieren Sie alle fachlich haltbaren Aussagen.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Beide Methoden haben Grenzen: Fossilfunde sind lückenhaft (Mindestalter), die Uhr setzt eine konstante Rate voraus, die bei kurzen Generationszeiten verletzt sein kann. Mehrfachmutationen führen zur Unterschätzung, nicht zur Überschätzung.
Strategie: Prüfen Sie für jede Methode, welche Annahmen sie macht.Warum so? Ein Urteil über zwei widersprüchliche Befunde braucht die Grenzen beider Methoden.
Lösungsskizze: Fossil = Mindestalter · schnellere Rate → d groß → t überschätzt · Eichung näher an der Frage · Mehrfachtreffer → Unterschätzung.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Fossilien entstehen selten; der älteste bekannte Fund zeigt, dass die Linien spätestens vor 25 Mio. Jahren getrennt waren, nicht aber, wann genau. Die molekulare Uhr nimmt eine konstante Rate an. Nagetiere mit kurzen Generationszeiten sammeln je Jahr mehr Mutationen; wird mit der langsameren Rate gerechnet, ergibt \(t=d:(2r)\) ein zu hohes Alter.

Eine Eichung an einer näheren, gut datierten Trennung verringert diesen Fehler. Mehrfachmutationen an einer Position bleiben unerkannt und führen zu einer Unterschätzung. Der Widerspruch betrifft nur den Zeitpunkt, nicht die Verwandtschaft: Er ist ein Anlass, die Methoden zu verbessern, kein Beleg gegen die Evolution.

A3
Blinde Höhlenfische
AFB III

In Höhlen Mexikos leben Populationen des Mexikanischen Salmlers, die fast keine Augen und kein Pigment haben; im Fluss vor der Höhle lebt dieselbe Art mit Augen. Beurteilen Sie verschiedene Erklärungen Schritt für Schritt.

Spielen Sie den Weg Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
    LAMARCKs Vorstellung scheitert daran, dass erworbene Eigenschaften nicht in die Keimzellen gelangen. Die synthetische Evolutionstheorie erklärt die Augenlosigkeit durch zufällige Mutationen und Selektion (oder fehlende Selektion) in mehreren Höhlen unabhängig.
    Strategie: Prüfen Sie jede Aussage: Wie entsteht die Variation, und was entscheidet über den Fortpflanzungserfolg?Warum so? LAMARCK, synthetische Theorie und Intelligent Design unterscheiden sich genau in diesen beiden Punkten.
    Lösungsskizze: A = LAMARCK, widerlegt durch Keimbahn · zufällige Mutation + Selektion · Kreuzung → verschiedene Gene · Design nicht überprüfbar.
    Musterlösung anzeigen

    Musterlösung: Aussage A entspricht LAMARCK: Nichtgebrauch soll die Augen verkleinern und diese Veränderung vererbt werden. Das widerspricht der Genetik, denn Veränderungen von Körperzellen erreichen die Keimzellen nicht. Nach der synthetischen Evolutionstheorie traten in der Höhlenpopulation zufällig Mutationen auf, die die Augenentwicklung störten; im Dunkeln war das kein Nachteil, eher sparte es Energie, sodass solche Fische mindestens ebenso viele Nachkommen hatten.

    Dass Nachkommen aus Kreuzungen zweier Höhlen wieder Augen haben, zeigt: In den Höhlen sind verschiedene Gene betroffen, die Augenlosigkeit entstand mehrfach unabhängig. Die Erklärung durch einen Planer ist nicht überprüfbar und deshalb keine naturwissenschaftliche Erklärung.