Belege der Evolution - Jena

Belege der Evolution I

Fossilien

• Definition: (lat. fossilis = ausgraben) – sind Überreste von Organismen oder von Spuren ihrer Lebenstätigkeit aus früheren Erdepochen.

• Vor allem die Hartteile der Organismen wie Knochen, Skelette, Schalen, Gehäuse und Holz sind erhaltungsfähig.

• Entstehung und Formen von Fossilien

• A) Durch Verwitterung von Schalen, Skeletten oder von inkohlten Pflanzenresten können im Inneren von Gesteinen Steinkerne und Abdrücke übrig bleiben.

• B) Lebewesen oder Teile von ihnen können im Bernstein als Einschlüsse erhalten bleiben.

• C) Unter erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen wird pflanzliche Substanz zersetzt und in Kohle umgewandelt. Dieser Vorgang wird als Inkohlung bezeichnet.

• D) Gelöste Stoffe wie Carbonate, Phosphate und Kieselsäure füllen poröse Teile von Knochen und Holz sowie Hohlräume aus. Sie bewirken eine mineralische Umwandlung, so dass von dem ursprünglich vorhandenen Teil nur noch die äußere Form als Versteinerung erhalten ist.

• E) Durch Ablagerung von Kalk aus stark kalkhaltigem Wasser auf Tier- und Pflanzenreste entstehen Überkrustungen.

• F) Weitere Fossilienformen sind Mumifizierung bzw. Konservierung. Hierbei werden Organismen durch Gerbstoffe, Austrocknung, Einfrierung oder Luftabschluss haltbar gemacht.

Zusammenfassung

Fossilienform FundeHarte Körperteile Saurierknochen, Schneckengehäuse

Schildkrötenpanzer

Versteinerung Holz, Seeigel, Ammoniten, Korallenstöcke

Abdruck Insekten, Federn, Farnwedel, Fußspuren

Einschlüsse Insekten und Hundertfüßer in BernsteinBakterien in Kieselsäure

Mumifizierung, Konservierung Pollen, Sporen, Tiere, Menschen in Mooren, ewigem Frostboden, Gletschereis, Trockenhöhlen

Allgemeine Bedeutung

• Fossilien beweisen die Stammesgeschichte der Organismen, da sie:

- Belege für die Existenz vergangenen Lebens,

- Aussagen über geologische Abschnitte,

- Beweise für Weiterentwicklung, Spezialisierung und Herausbildung von Organismen,

- Einblick in den Verlauf und Geschwindigkeit der Evolution ermöglichen.

(Zusatz: für Interessierte) Altersbestimmung

• Physikalische Zeitbestimmung• Uran-Blei-Methode - Zerfall des Isotops ²³⁸U als Grundlage, dabei entsteht

das Isotop ¹⁰⁶Pb → Altersbestimmung des Gesteins• Radiokarbonmethode- Zerfall des Isotops ¹⁴C → Altersbestimmung der

Fossilien (Halbwertzeit ca.5400 Jahre) Verhältnis von ¹²C : ¹⁴C wird bestimmt

• Stratigrafische Zeitbestimmung- obere Schichten der Erdkruste erhalten jüngere

Fossilien, unten ältere - Problem der Faltung, Verschiebung und Verwerfung

der Erdschichten erschweren Bestimmung

Brückentiere / Zwischenformen(Mosaikformen)

als Belege der Evolution

Archaeopteryx – der Urvogelein Brückentier

• (archaios, gr. = uralt ; pteryx, gr. = Flügel, Vogel)

• Der Berliner Urvogel - das bedeutendste Fossil der Welt

• Übergangsform zwischen Reptilien und Vögeln?

Geschichte

• Archaeopteryx lebte vor etwa 150 Millionen Jahre am Ende der Jurazeit.

• Der Dinosaurier hatte die Dimensionen einer heutigen Rabenkrähe.

• Seine Flügelspannweite betrug etwa einen halben Meter, das Gewicht wird auf maximal ein halbes Kilogramm geschätzt.

• Archaeopteryx war der erste als Fossil gefundene Dinosaurier, der Federn besaß.

• Im Jahr 1860 entdeckte man in einem Steinbruch bei Solnhofen einen fossilen Abdruck mit einer Feder.

• Wenig später kam ein Skelett ohne Kopf hervor, das gleichzeitig Reptilien- und Vogelmerkmale aufwies.

• Das Britische Museum zahlte für diesen Fund mehr als 13000 Goldmark, heute befindet sich dieses "Londoner Exemplar" im Natural History Museum.

• Der zweite Skelettfund in Eichstätt östlich von Solnhofen brachte im Jahr 1876 ein vollständig erhaltenes Skelett mit Kopf hervor.

• Dieses Fossil wurde als "Berliner Exemplar" weltberühmt.

• Es gehört heute dem Naturkundemuseum in Berlin. Bis heute wurden nur wenige (11) vollständige Archaeopteryx-Skelette gefunden.

Der Archaeopteryx ist eine Mosaikform. Trage die verschiedenen Merkmale in eine Tabelle ein!

Weshalb zählt der Urvogel zu den Zwischenformen? Begründe deine Meinung!

• Merkmale der zeitlich älteren Form der Reptilien sind u.a.: im Skelettbau die offenen Rippen ohne Steifungsfortsätze, weiterhin der Kiefer mit Kegelzähnen, die lange Schwanzwirbelsäule und die drei wohlgegliederten Finger mit Krallen und ein unverschmolzener Mittelhandknochen.

• Vogelmerkmalen sind z.B: der Vogelschädelund das echte Federkleid, die nach hinten gerichtete Zehe (Greiffuß), sowie die verwachsenen Schlüsselbeine (Gabelbein) und das Vogelbecken.

• Archaeopteryx ("alter Flügel"), ist der erdgeschichtlich älteste und ursprünglichste Vogel, den wir kennen.

• Er hat eine fundamentale Bedeutung für das Verständnis der Herkunft der Vögel.

Def.: Brückentier/Zwischenformen

• sind Organismen mit Merkmalen verschiedener systematischer Gruppen.

• Sie belegen die Verwandtschaft zwischen bestimmten Organismengruppen und geben Einblick in den Verlauf der stammesgeschichtlichen Entwicklung.

• Für die Evolutionstheorie ist die Existenz von Brückentieren ein wichtiges Faktum, weil sie die Verwandtschaft zweier Tiergruppen zueinander belegt und so davon auszugehen ist, dass Arten sich nicht nebeneinander, sondern auseinander entwickelt haben.

• Man unterscheidet zwischen fossilen, also bereits ausgestorbenen Brückenformen (z.B. dem Archaeopteryx) und rezenten, heute noch lebenden Mosaikformen (z.B. das Schnabeltier).

• Rezente Brückentiere sind in der Regel auch lebende Fossilien.

Klebe die kleinen Zettel in deinen Hefterund beantworte die kleinen Fragen!

Im Jahre 1938 wurde der lebende Quastenflosser Latimeria chalumnaeerstmals vor der südafrikanischen Küste entdeckt (Länge bis 1,8m, Gewicht bis 80kg).

Begründe, weshalb der Quastenflosser eine Zwischenform ist!

Das Schnabeltier lebt in Australien an den Ufern von Seen und Flüssen

Begründe, weshalb das Schnabeltier eine Zwischenform ist!

Quastenflosser• man kann die Entwicklung von den Fischen zu

den Amphibien (Lurchen) erkennen• Die Bauch- und Brustflossen des Quastenflossers

ähneln im Knochenaufbau den Armen oder Beinen von Landwirbeltieren.

• Das Skelett der Brust- und Bauchflossen ist teilweise verknöchert und mit Muskulatur versehen. Diese Eigenschaft unterscheidet den Quastenflosser von allen anderen Fischen.

• Vorgänger konnten über lungenähnliche Organe atmen, aus denen sich die Lungen der Lurchen entwickelten

Brückentier u. lebendes Fossil

• z. B.:Latimeria (Quastenflosser):Tiefseefisch (Madagaskar), der fossilen Quastenflossern (zu denen auch Ichthyostegazählt), sehr ähnlich ist. (Lungenfisch mit "Ärmchen und Beinchen")

• Schnabeltier:(Australien)Ursprüngliches Säugetier, das die Abstammung von Reptilien beweist.

• Reptilienmerkmale: eierlegend, Kloake

• Säugermerkmale: Milchdrüsen, Haare

Säugetier: Fell, Milchdrüsen, vierkammeriges Herz (sauerstoffreiches Blut kann vollständig von sauerstoffarmen getrennt werden) und sekundäres Kiefergelenk, gleichwarme Körpertemperatur (32° C),

Merkmale, die für Reptilien: (und damit auch für Vögel) typisch sind: Geschlechtsleiter, Harnleiter und Darm enden in einem gemeinsamen Gang, der Kloake (daher die Gruppenbezeichnung: Kloakentiere bzw. Monotremen), Eier legend Der Schultergürtel entspricht dem uraltem Modell der Reptilien, nicht aber dem der Säuger.

Schnabeltier ein lebendes Fossil – eine Mosaikform aus Reptilien und Säugern, teils Vögel

Das Genom der Schnabeltiere entspricht diesen Besonderheiten: Es ist ein wildes Gemisch aus Reptil-, Vogel-und Säuger-Genen.

Zusammenfassung

• Brückentiere weisen Merkmale unterschiedlicher Tiergruppen auf.

• Es wird zwischen fossilen- und rezenten Brückenformen unterschieden

• Beispiele für Brückentiere sind: Archaeopteryx, Quastenflosser, Schnabeltier oder Ichthyiostega (Urlurch)

Stammbaum der Wirbeltiere

Lebende Fossilien• sind Arten deren Körperbauplan sich über

erdgeschichtlich lange Zeiträume kaum verändert.

• Man nennt sie auch Dauerformen oder Dauertypen.

• Die Ursachen für die Herausbildung sind eine relative Konstanz ihrer Lebensräume, nicht vorhandene Konkurrenz und Fressfeinde sowie

• oftmals Isolation.

• Häufig waren sie einst weit verbreitet, besiedeln heute jedoch nur noch kleine Gebiete (Reliktvorkommen). Teilweise galten sie auch als ausgestorben und wurden wiederentdeckt.

• von Darwin geprägter Begriff / Terminus

• Nautilus (Perlboot)Ursprünglicher Tintenfisch, ähnlich wie Ammoniten (gedrehte Kalkschale )

seit 38 / 60 Mio. Jahren relativ unverändert, allg. Perlboote seit 500 Mio. Jahre

Ginkgo biloba

• Er ist der einzige lebende Vertreter der Ginkgoales, einer ansonsten ausgestorbenen Gruppe von Samenpflanzen.

• Natürliche Verbreitung Südwesten Chinas

• Die Ginkgogewächse gehören weder zu den Nadel- noch zu den Laubbäumen, sondern bilden eine eigene Gruppe.

• Obwohl der Ginkgo auf den ersten Blick Ähnlichkeit mit Laubbäumen (Bedecktsamer) hat, ist er mit den Nadelbäumen näher verwandt und wird deshalb wie sie zu den Nacktsamern gezählt.

• Die Ginkgopflanzen existierten schon vor 290 Millionen Jahren. Die größte Artenzahl wuchs von der Trias bis zur Kreidezeit. Ab dem Jura gab es die Gattung Ginkgo. Vom Jura bis zur Kreide hatten diese Pflanzen eine weltweite Verbreitung.

• Daher kann man Fossilien von Ginkgo-Arten auch in Mitteleuropa finden. Da heute alle anderen der ursprünglich insgesamt 17 Gattungen schon lange ausgestorben sind, gilt der Ginkgo biloba als das älteste „lebende Fossil“ in der Pflanzenwelt.