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Aufgabe 4

Aufgaben
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Die Honigbiene (Apis mellifera) gehört zu den wichtigsten Blütenbestäubern. Honigbienen und andere Bestäuberinsekten sind jedoch weltweit gefährdet. Als Ursachen für den Rückgang der Bienenpopulationen werden Insektizideinsatz und Parasitenbefall diskutiert. Ein in der Landwirtschaft häufig verwendetes Insektizid ist das Imidacloprid, das spezifisch Insekten, aber keine Säugetiere schädigt.
1
Nenne vier grundsätzliche Unterschiede zwischen Insekten und Säugetieren.
(2P)
Aufgabe 4
Abb. 1: Interaktion des Acetylcholinrezeptors mit Acetylcholin und Imidacloprid.
Aufgabe 4
Abb. 1: Interaktion des Acetylcholinrezeptors mit Acetylcholin und Imidacloprid.
2.1
Beschreibe die Prozesse, die bei der Erregungsübertragung an einer Synapse ablaufen vom Eintreffen eines Aktionspotenzials bis zur Erregung der nachgeschalteten Zelle.
(4P)
2.2
Erläutere mithilfe von Abbildung 1 eine mögliche insektizide Wirkung von Imidacloprid.
(2P)
In einer der Studien wurde die Auswirkung von subletalen (also nicht tödlich wirkenden) Dosen von Imidacloprid auf das Nektarsammelverhalten von Honigbienen untersucht. Abbildung 2 stellt die Versuchsergebnisse dar. Abbildung 3 gibt den Zuckergehalt im Nektar verschiedener Pflanzenarten an.
Aufgabe 4
Abb. 3: Zuckergehalt im Nektar bei fünf Pflanzenarten.
Aufgabe 4
Abb. 3: Zuckergehalt im Nektar bei fünf Pflanzenarten.
3
Formuliere zwei Kernaussagen der in Abbildung 2 dargestellten Versuchsergebnisse. Diskutiere mögliche wirtschaftliche Folgen des Einsatzes des Insektizids Imidacloprid für die Landwirtschaft und für die Imkerei, sowie mögliche ökologische Folgen. Berücksichtige dabei die Versuchsergebnisse aus Abbildung 2 und die Daten aus Abbildung 3.
(5P)
Neben den Insektiziden stellt die parasitische Varroamilbe eine Bedrohung für die Bienenvölker dar. Die Varroamilbe vermehrt sich in den Brutzellen und schwächt die schlüpfenden Bienen durch Aussaugen der Körperflüssigkeit. Die Milbe stellt für die bei uns vorkommende Westliche Honigbiene eine tödliche Bedrohung dar. Die in Asien verbreitete Östliche Honigbiene hingegen schützt sich, indem sie mit Varroa befallene Brut durch gezieltes Putzverhalten aus dem Stock entfernt. Ziel von Imkern ist es, das spezifische Putzverhalten der Östlichen Honigbiene mit der höheren Honigproduktion der Westlichen Honigbiene zu vereinigen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von Kreuzungsversuchen.
Kreuzung 1:
Westliche Honigbiene x
Westliche Honigbiene
Kreuzung 2:
Westliche Honigbiene x
Östliche Honigbiene
Kreuzung 3:
Östliche Honigbiene x
Östliche Honigbiene
Begattung+++
Befruchtung+++
Larvenentwicklung+-+
Metamorphose
zum adulten Tier
+-+
Tabelle 1: Kreuzungsversuche bei Honigbienen
Legende: + Prozess ist erfolgt; - Prozess ist nicht erfolgt
Kreuzung 1:
Westliche Honigbiene x
Westliche Honigbiene
Begattung+
Befruchtung+
Larvenentwicklung+
Metamorphose
zum adulten Tier
+
Kreuzung 2:
Westliche Honigbiene x
Östliche Honigbiene
Begattung+
Befruchtung+
Larvenentwicklung-
Metamorphose
zum adulten Tier
-
Kreuzung 3:
Östliche Honigbiene x
Östliche Honigbiene
Begattung+
Befruchtung+
Larvenentwicklung+
Metamorphose
zum adulten Tier
+
Tabelle 1: Kreuzungsversuche bei Honigbienen
Legende: + Prozess ist erfolgt; - Prozess ist nicht erfolgt
4.1
Bewerte die Erfolgschancen des oben genannten Vorhabens. Erläutere in diesem Zusammenhang auch den biologischen Artbegriff.
(2P)
Die Westliche und Östliche Honigbiene gehen vermutlich auf eine gemeinsame Stammart zurück, die in mehreren Populationen in Europa, Afrika und Asien weit verbreitet war. Aus dieser Stammart soll nach Vordringen von Eismassen während der Eiszeiten des Pleistozäns (vor 1 Million bis 25.000 Jahren) die Westliche und Östliche Honigbiene entstanden sein.
4.2
Erläutere den Artbildungsprozess, der dieser Entwicklung zugrunde liegen könnte.
(3P)
Von Milben befallene Bienenstöcke wurden unter anderem mit chemischen Anti-Milbenmitteln behandelt. Diese Pestizide haben kurzfristig Abhilfe geschaffen, nach wiederholter Anwendung jedoch vielerorts zu resistenten Varroamilben geführt.
4.3
Erläutere an diesem Beispiel die Entstehung von Pestizidresistenz.
(2P)

(20P)
Bildnachweise [nach oben]
[1]
© 2016 – SchulLV.
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© 2016 – SchulLV.
[3]
© 2016 – SchulLV.
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Tipps
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1
In diesem ersten Aufgabenteil sollst du Unterschiede nennen, es ist also keine Erklärung oder Begründung notwendig.
Im Idealfall ist Schädlingsbekämpfung, egal gegen welche Form von Schädling sie sich richtet, spezifisch. Es sollen also bestimmte Schädlinge möglichst gezielt ausgeschaltet werden, ohne andere Lebewesen zu schädigen und somit zu sehr in das natürliche Ökosystem einzugreifen. Hierzu macht man sich die Unterschiede zwischen den Lebewesegruppen zu nutzen. Demnach ist es immer wichtig, die Unterschiede herauszufinden, um dann eine gezielte Angriffsstelle zu lokalisieren.
Wichtig ist es, dass du Merkmale nennst, die Insektiziden möglicherweise Angriffsstellen bieten. Eine Information wie „Insekten haben sechs und Säugetiere vier Gliedmaße“, ist zwar richtig aber nicht grundsätzlich von Bedeutung.
2.1
Am Ende von Neuronen sind sogenannte synpatische Endknöpfchen. Zusammen mit dem Dendriten der Nachbarzelle und dem synaptischen Spalt, der zwischen Endknöpfchen und Dendrit liegt, bilden sie die Synapse. Synapsen sind die Stellen im Nervensystem, über die eine Nervenzelle mit einer anderen Zelle verbunden ist und an denen Signale von einem Neuron an das Empfängerneuron bzw. eine andere Zelle weitergegeben werden. Dabei werden elektrische Signale in chemische umgewandelt. An der postsynaptischen Membran wird dann wieder ein elektrisches Signal produziert. Durch die Vorgänge an der Synapse wird die nahtlose Reizübertragung sichergestellt.
Für die Beschreibung der Abläufe kannst du dich gedanklich an der folgenden Skizze entlanghangeln:
Aufgabe 4
Abb. 1: Vorgänge an der Synapse.
Aufgabe 4 Abb. 1: Vorgänge an der Synapse.
2.2
Der Operator der Erläuterung erfordert von dir eine Eigenleistung bzw. einen Transfer. Du sollst eine Hypothese aufstellen, die du sachlich begründest.
Hierzu dient dir die Abbildung 1 als Hilfestellung. Schau dir also die Abbildung genau an und erinnere dich an dein Hintergrundwissen zur Funktion von Rezeptoren.
3
Der Überischt halber solltest du dir diese große Aufgabe aufteilen. Zunächst geht es darum, die Abbildung 2 zu betrachten und zu verstehen. Erst im zweiten Schritt sollen die Auswirkungen der Erkenntnisse erläutert werden.
4.1
Um die Aufgabe zu lösen musst du dir die Definition zum biologischen Artbegriff bewusst machen:

„Alle Individuen gehören einer Art an,
die sich untereinander fortpflanzen und
fertile Nachkommen zeugen können.“

Den biologischen Artbegriff kannst du nun auf das Beispiel anwenden. Um den zweiten Teil, die Bewertung der Erfolgschancen zu beurteilen, sollte dir bewusst sein, wieviele Versuche im Labor schon bei der erfolgreichen Kreuzung von Arten nötig sind, um die gewünschten Eigenschaften zu kreuzen. Nun kommt es nicht einmal zu Nachkommen, geschweige denn fertilen Nachkommen. Eine schwierige Ausgangssituation für die Kreuzungsversuche.
4.2
In dieser Aufgabe sollst du den Artbildungsprozess erläutern. Das bedeutet, du sollst die verschiedenen Artbildungsprozesse auf den Sachverhalt bezogen betrachten und abwägen, welcher der dir bekannten Artbildungsprozesse für die Arttrennung verantwortlich ist.
Hierzu solltest du dir die Artbildungsprozesse in Erinnerung rufen und dir ihre Unterschiede nochmal bewusst machen.
Die Voraussetzung für die Artbildung ist Isolation.

Erst wenn zwischen zwei Populationen einer Art kein Genfluss mehr stattfindet oder stattfinden kann, spricht man nach dem biologischen Artbegriff von zwei neuen Arten. Dieser Genfluss kann durch den Evolutionsfaktor „Isolation“ getrennt werden. Verschiedene Isolationsfaktoren führen bei langem Wirken zur Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere neue.
Dabei werden zwei Arten von Artbildung unterschieden: Die allopatrische und die sympatrische Artbildung.
4.3
Resistenz bezeichnet zunächst einmal die Widerstandsfähigkeit eines Organismus gegen schädliche Umweltfaktoren und hier im besonderen die Widerstandsfähigkeit gegen eingesetzte Pestizide, also nicht natürliche sondern vom Menschen gemachte Stressfaktoren.
Wenn du nun die Bildung der Pestizidresistenz erläutern sollst, hilft es, die Vorgänge in der Milbenpopulation zu durchdenken. Wende dein Wissen über Mutationen und Selektion an aber auch über Immunabwehr.
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1
Tipp
In diesem ersten Aufgabenteil sollst du Unterschiede nennen, es ist also keine Erklärung oder Begründung notwendig.
Im Idealfall ist Schädlingsbekämpfung, egal gegen welche Form von Schädling sie sich richtet, spezifisch. Es sollen also bestimmte Schädlinge möglichst gezielt ausgeschaltet werden, ohne andere Lebewesen zu schädigen und somit zu sehr in das natürliche Ökosystem einzugreifen. Hierzu macht man sich die Unterschiede zwischen den Lebewesegruppen zu nutzen. Demnach ist es immer wichtig, die Unterschiede herauszufinden, um dann eine gezielte Angriffsstelle zu lokalisieren.
Wichtig ist es, dass du Merkmale nennst, die Insektiziden möglicherweise Angriffsstellen bieten. Eine Information wie „Insekten haben sechs und Säugetiere vier Gliedmaße“, ist zwar richtig aber nicht grundsätzlich von Bedeutung.
Tipp
In diesem ersten Aufgabenteil sollst du Unterschiede nennen, es ist also keine Erklärung oder Begründung notwendig.
Im Idealfall ist Schädlingsbekämpfung, egal gegen welche Form von Schädling sie sich richtet, spezifisch. Es sollen also bestimmte Schädlinge möglichst gezielt ausgeschaltet werden, ohne andere Lebewesen zu schädigen und somit zu sehr in das natürliche Ökosystem einzugreifen. Hierzu macht man sich die Unterschiede zwischen den Lebewesegruppen zu nutzen. Demnach ist es immer wichtig, die Unterschiede herauszufinden, um dann eine gezielte Angriffsstelle zu lokalisieren.
Wichtig ist es, dass du Merkmale nennst, die Insektiziden möglicherweise Angriffsstellen bieten. Eine Information wie „Insekten haben sechs und Säugetiere vier Gliedmaße“, ist zwar richtig aber nicht grundsätzlich von Bedeutung.
$\blacktriangleright$  Nennung von vier grundsätzlichen Unterschieden zwischen Säugetieren und Insekten.
Von außen betrachtet unterscheidet sich das Integument (äußere Haut) dahingehend, dass Säugetiere aus meist behaarter Haut und aus einem Knochenskelett bestehen. Insekten haben ein Außenskelett bestehend aus einem Chitinpanzer.
Säugetiere haben einen geschlossenen Blutkreislauf und verwerten Luftsauerstoff durch die Lunge mit Zwerchfell- und Brustkorbatmung. Entgegen dazu haben Insekten einen offenen Blutkreislauf und atmen über ein Tracheensystem.
Säugetiere sind lebendgebärend, Insekten legen Eier, das Fortpflanzungssystem unterscheidet sich und demnach auch die Brutpflege und die Fortpflanzungsrate.
2.1
Tipp
Die Aufgabe erfordert eine Beschreibung. Du musst also die Abläufe Schritt für Schritt benennen und die Folgen der einzelnen Schritte darstellen. Hierzu solltest du dir nochmal in Erinnerung rufen, was eine Synapse ist:
Am Ende von Neuronen sind sogenannte synpatische Endknöpfchen. Zusammen mit dem Dendriten der Nachbarzelle und dem synaptischen Spalt, der zwischen Endknöpfchen und Dendrit liegt, bilden sie die Synapse. Synapsen sind die Stellen im Nervensystem, über die eine Nervenzelle mit einer anderen Zelle verbunden ist und an denen Signale von einem Neuron an das Empfängerneuron bzw. eine andere Zelle weitergegeben werden. Dabei werden elektrische Signale in chemische umgewandelt. An der postsynaptischen Membran wird dann wieder ein elektrisches Signal produziert. Durch die Vorgänge an der Synapse wird die nahtlose Reizübertragung sichergestellt.
Für die Beschreibung der Abläufe kannst du dich gedanklich an der folgenden Skizze entlanghangeln:
Aufgabe 4
Abb. 1: Vorgänge an der Synapse.
Tipp
Die Aufgabe erfordert, eine Beschreibung. Du musst also die Abläufe Schritt für Schritt benennen und die Folgen der einzelnen Schritte darstellen. Hierzu solltest du die nochmal in Erinnerung rufen, was eine Synapse ist:
Am Ende von Neuronen sind sogenannte synpatische Endknöpfchen. Zusammen mit dem Dendriten der Nachbarzelle und dem synaptischen Spalt, der zwischen Endknöpfchen und Dendrit liegt, bilden sie die Synapse. Synapsen sind die Stellen im Nervensystem, über die eine Nervenzelle mit einer anderen Zelle verbunden ist und an denen Signale von einem Neuron an das Empfängerneuron bzw. eine andere Zelle weitergegeben werden. Dabei werden elektrische Signale in chemische umgewandelt. An der postsynaptischen Membran wird dann wieder ein elektrisches Signal produziert. Durch die Vorgänge an der Synapse wird die nahtlose Reizübertragung sichergestellt.
Für die Beschreibung der Abläufe kannst du dich gedanklich an der folgenden Skizze entlanghangeln:
Aufgabe 4
Abb. 1: Vorgänge an der Synapse.
$\blacktriangleright$  Beschreibung der Prozesse einer Erregungsweitergabe an einer Synapse vom Aktionspotenzial bis zur Erregung der nachgeschalteten Zelle.
Am synaptischen Endknöpfchen kommt ein Aktionspotenzial vom Axon an. Durch diese elektrische Spannung öffnen sich die spannungsgesteuerten Ca2+-Kanäle. Dabei handelt es sich um Kanalproteine, die sich in der präsynaptischen Membran befinden. Bedingt durch den elektrischen Gradienten und den Diffusionsdruck zwischen Zellinnerem und extrazellulärem Raum beginnen die Ca2+-Ionen durch die Ca2+-Ionenkanäle in das synaptische Endknöpfchen einzuströmen. Die Vesikel, in denen sich Neurotransmitter (= Botenstoffe) befinden, wandern durch die erhöhte Ca2+-Konzentration zur Membran der Synapse, verschmelzen dort mit ihr und setzen ihre Transmitter in den synaptischen Spalt frei.
Im nächsten Schritt diffundiert der Neurotransmitter durch den synaptischen Spalt und lagert sich an Rezeptoren der postsynaptischen Membran an. Durch dieses Signal öffnen sich die Na+-Ionen-Kanäle an der postsynaptischen Membran und Na+-Ionen strömen ein. Aufgrund der einströmenden positiven Ladungsträger entsteht eine postsynaptische Depolarisation und es wird ein postsynaptisches Potenzial ausgelöst. Währenddessen spaltet ein Enzym den Neurotransmitter in die entsprechenden Spaltprodukte. Durch diese enzymatische Deaktivierung wird eine dauerhafte Aktivierung der Rezeptoren verhindert, denn die Spaltprodukte passen strukturbedingt nicht mehr an die Bindungsstellen des Rezeptors. Einige Neurotransmitter werden nicht enzymatisch gespalten, sondern über Vesikel zurück in das Endknöpfen transportiert. Andere werden in speziellen Neuronen, den Gliazellen, eingelagert und können dort weiterverarbeitet werden.
Die Spaltprodukte diffundieren über den synaptischen Spalt zurück. Im Inneren des Endknöpfchens werden die Spaltprodukte erneut zusammengesetzt. Der dadurch neu synthetisierte Neurotransmitter kann nun wieder in Vesikel aufgenommen werden, der Vorgang kann erneut ablaufen. Im synaptischen Endknöpfchen wird die erhöhte Ca2+-Konzentration mithilfe der Calciumionenpumpe aus dem Endknöpfchen entfernt.
2.2
Tipp
Der Operator der Erläuterung erfordert von dir eine Eigenleistung bzw. einen Transfer. Du sollst eine Hypothese aufstellen, die du sachlich begründest.
Hierzu dient dir die Abbildung 1 als Hilfestellung. Schau dir also die Abbildung genau an und erinnere dich an dein Hintergrundwissen zur Funktion von Rezeptoren.
Tipp
Der Operator der Erläuterung erfordert von dir eine Eigenleistung bzw. einen Transfer. Du sollst eine Hypothese aufstellen, die du sachlich begründest.
Hierzu dient dir die Abbildung 1 als Hilfestellung. Schau dir also die Abbildung genau an und erinnere dich an dein Hintergrundwissen zur Funktion von Rezeptoren.
$\blacktriangleright$  Erläuterung der Insektizidwirkung.
In der Abbildung sieht man die chemische Struktur des Insektizids Imidaclorid und des Stoffes Acetylcholin. Beide Stoffe scheinen in einer entscheidenen Eigenschaft strukturelle Ähnlichkeiten aufzuweisen. Beide Stoffe haben eine positive und eine negative Ladung. Mit diesen beiden Ansatzstellen binden sie jeweils an den Rezeptor. Dieser bietet zwei Ansatzstellen, die ebenfalls einmal durch ein Proton positiv und auf der anderen Seite negativ geladen sind.
Durch diese Strukturähnlichkeit bindet das Insektizid an den Rezeptor, der ohne Insektizidwirkung Acetylcholin bindet. Wenn die Bindung des Insektizids an den Rezeptor stärker ist als die Bindung von Acetylcholin oder wenn ein Überschuss an Imidacloprid in der Zelle herrscht, wird der Rezeptor blockiert und die Reizweiterleitung verändert oder unterbrochen. Somit wird das zentrale Nervensystem, das normalerweise mit Hilfe der Acetylcholinrezeptoren gesteuert wird, beeinflusst.
3
Tipp
Der Überischt halber solltest du dir diese große Aufgabe aufteilen. Zunächst geht es darum, die Abbildung 2 zu betrachten und zu verstehen. Erst im zweiten Schritt sollen die Auswirkungen der Erkenntnisse erläutert werden.
Tipp
Der Überischt halber solltest du dir diese große Aufgabe aufteilen. Zunächst geht es darum, die Abbildung 2 zu betrachten und zu verstehen. Erst im zweiten Schritt sollen die Auswirkungen der Erkenntnisse erläutert werden.
$\blacktriangleright$  Formulierung der Kernaussagen aus dem Versuch zum Nektarsammelverhalten der Honigbienen.
In der Abbildung sieht man den prozentualen Wert zum Anfliegen von Futterquellen der Bienen in Abhängigkeit zum Zuckergehalt der Futterquelle, ebenfalls in Prozent aufgetragen. Drei Bienengruppen, die Kontrollgruppe und Bienen mit einer Insektizidbehandlung von 0,21ng und 2,16ng wurden untersucht.
Durch den Startwert bei einem geringen Zuckergehalt der Pflanzen lässt sich feststellen, dass die Bienen der Kontrollgruppe aktiver Pflanzen zuckergehaltsunabhängig anfliegen als die Bienen unter Insektizideinfluss. Danach steigt der Kurvenverlauf bei allen Bienenarten an, allerdings bei Bienen unter einem geringen Insektizideinfluss stärker. Sie haben also eine höhere Präferenz zu Pflanzen mit hohem Zuckergehalt als normale Bienen.
$\blacktriangleright$ Diskussion der Versuchsergebnisse im Bezug auf Landwirtschaft, Imkerei und Ökosystem.
Zieht man nun zu diesen Erkenntnissen die Werte aus Abbildung 3 hinzu, lassen sich die Auswirkungen eines hohen Insektizidgebrauchs beleuchten. Für die Landwirtschaft hätte eine Veränderung des Flugverhaltens zur Folge, dass Kirschen und Äpfel mit einem relativ geringen Zuckergehalt, deutlich weniger häufig angeflogen werden. Demnach werden diese Pflanzen seltener bestäubt und es kann zu Ernteeinbußen kommen. Außerdem wird Löwenzahn, ein Unkraut auf den Feldern der Landwirte, häufiger angeflogen und bestäubt, wodurch ein höherer Herbizideinsatz nötig werden würde.
Für die Imkerei ist eine solche Entwicklung möglicherweise positiv, da der Zuckergehalt im Honig ansteigt. Allerdings ist eine grundsätzlich verringerte Flugaktivität ein Bremsfaktor bei der Honigproduktion. Außerdem ist eine eventuelle Verringerung des Breitenspektrums der angeflogenen Pflanzen schlecht für die Geschmacksqualität und Vielseitigkeit der Honigproduktion.
Generell ist die Artenvielfalt der Pflanzengemeinschaft durch die einseitigere Bestäubung von Pflanzen mit höherem Zuckergehalt gefährdet. Wenn der Insektizideinfluss wie in der dritten Probegruppe zu hoch wird, ist die Flugaktivität sehr gering und damit eventuell der Verbreitungsradius verringert. Dies könnte Auswirkungen auf den Genpool der Pflanzenpopulation und den Genaustausch zwischen weiter entfernten Pflanzenstandorten haben.
4.1
Tipp
Um die Aufgabe zu lösen musst du dir die Definition zum biologischen Artbegriff bewusst machen:

„Alle Individuen gehören einer Art an,
die sich untereinander fortpflanzen und
fertile Nachkommen zeugen können.“

Den biologischen Artbegriff kannst du nun auf das Beispiel anwenden. Um den zweiten Teil, die Bewertung der Erfolgschancen zu beurteilen, sollte dir bewusst sein, wieviele Versuche im Labor schon bei der erfolgreichen Kreuzung von Arten nötig sind, um die gewünschten Eigenschaften zu kreuzen. Nun kommt es nicht einmal zu Nachkommen, geschweige denn fertilen Nachkommen. Eine schwierige Ausgangssituation für die Kreuzungsversuche.
Tipp
Um die Aufgabe zu lösen musst du dir die Definition zum biologischen Artbegriff bewusst machen:

„Alle Individuen gehören einer Art an,
die sich untereinander fortpflanzen und
fertile Nachkommen zeugen können.“

Den biologischen Artbegriff kannst du nun auf das Beispiel anwenden. Um den zweiten Teil, die Bewertung der Erfolgschancen zu beurteilen, sollte dir bewusst sein, wieviele Versuche im Labor schon bei der erfolgreichen Kreuzung von Arten nötig sind, um die gewünschten Eigenschaften zu kreuzen. Nun kommt es nicht einmal zu Nachkommen, geschweige denn fertilen Nachkommen. Eine schwierige Ausgangssituation für die Kreuzungsversuche.
$\blacktriangleright$  Erläuterung des biologischen Artbegriffs im Bezug zum Zusammenhang und Bewertung der Erfolgschancen.
Der biologische Artbegriff richtet sich nicht nach äußerlichen Merkmalen, sondern benutzt das Konzept des Genpools. Hat eine Anzahl von Individuen einen gemeinsamen, geschlossenen Genpool, spricht man von einer Art.
Dieser Genpool ensteht, wenn die Population der Individuen sich nur untereinander fortpflanzt. Das Fortpflanzen mit Individuen außerhalb der Population ist entweder durch räumliche Trennung praktisch unmöglich oder durch Fortpflanzungsbarrieren auch potentiell unmöglich, da keine oder keine fertilen Nachkommen entstehen. In dem vorliegenden Beispiel werden zwei Arten die eigentlich räumlich getrennt sind zur Befruchtung zusammengebracht. Allerdings können sie keine Nachkommen zeugen, es handelt sich demnach um zwei unterschiedliche Arten nach dem biologischen Artbegriff.
Für das Vorhaben der Kreuzungsversuche ist die Erfolgschance somit gering. Es kommt zwar zu einer Befruchtung allerdings gibt es keine erfolgreiche Larvenbildung. Durch genetische Methoden die Larvenbildung im Labor zu induzieren, könnte zwar möglich sein, allerdings ist es dann noch erforderlich, dass die entsprechende Larve beide positiven Eigenschaften (gezieltes Putzverhalten und höhere Honigproduktion) vereint und fertil ist, diese also an die nachkommende Generation weitergibt. Das ist sehr unwahrscheinlich und demnach lassen sich die Erfolgschancen als gering einstufen.
4.2
Tipp
In dieser Aufgabe sollst du den Artbildungsprozess erläutern. Das bedeutet, du sollst die verschiedenen Artbildungsprozesse auf den Sachverhalt bezogen betrachten und abwägen, welcher der dir bekannten Artbildungsprozesse für die Arttrennung verantwortlich ist.
Hierzu solltest du dir die Artbildungsprozesse in Erinnerung rufen und dir ihre Unterschiede nochmal bewusst machen.
Die Voraussetzung für die Artbildung ist Isolation.

Erst wenn zwischen zwei Populationen einer Art kein Genfluss mehr stattfindet oder stattfinden kann, spricht man nach dem biologischen Artbegriff von zwei neuen Arten. Dieser Genfluss kann durch den Evolutionsfaktor „Isolation“ getrennt werden. Verschiedene Isolationsfaktoren führen bei langem Wirken zur Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere neue.
Dabei werden zwei Arten von Artbildung unterschieden: Die allopatrische und die sympatrische Artbildung.
Tipp
In dieser Aufgabe sollst du den Artbildungsprozess erläutern. Das bedeutet, du sollst die verschiedenen Artbildungsprozesse auf den Sachverhalt bezogen betrachten und abwägen, welcher der dir bekannten Artbildungsprozesse für die Arttrennung verantwortlich ist.
Hierzu solltest du dir die Artbildungsprozesse in Erinnerung rufen und dir ihre Unterschiede nochmal bewusst machen.
Die Voraussetzung für die Artbildung ist Isolation.

Erst wenn zwischen zwei Populationen einer Art kein Genfluss mehr stattfindet oder stattfinden kann, spricht man nach dem biologischen Artbegriff von zwei neuen Arten. Dieser Genfluss kann durch den Evolutionsfaktor „Isolation“ getrennt werden. Verschiedene Isolationsfaktoren führen bei langem Wirken zur Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere neue.
Dabei werden zwei Arten von Artbildung unterschieden: Die allopatrische und die sympatrische Artbildung.
$\blacktriangleright$  Erläuterung des Artbildungsprozesses.
Die Bildung einer neuen Art hat immer eine Isolation als Grundlage. Der Genfluss zwischen den Populationen einer Art wird unterbrochen. In dem vorliegenden Beispiel werden unterschiedliche Honigbienenpopulationen in Europa, Asien und Afrika durch die Eismassen während der Eiszeit geografisch getrennt und es kommt zu einer Isolation. Zwei Populationen werden getrennt und entwickeln sich isoliert voneinander weiter. Der Genfluss ist also unterbrochen und es entsteht die Westliche und die Östliche Honigbiene. Dieser Artbildungsprozess wird als allopatrische Artbildung bezeichnet. Bei der allopatrischen Artbildung entstehen aus zwei geografisch isolierten Populationen neue Arten. Die ursprüngliche Art spaltet sich auf, da die beiden Populationen nicht mehr im selben geografischen Gebiet vorkommen. Wie groß die geografische Barriere sein muss, damit sie von den einzelnen Organismen einer Population nicht mehr überwunden werden kann, hängt von deren Mobilität ab.
4.3
Tipp
Resistenz bezeichnet zunächst einmal die Widerstandsfähigkeit eines Organismus gegen schädliche Umweltfaktoren und hier im besonderen die Widerstandsfähigkeit gegen eingesetzte Pestizide, also nicht natürliche sondern vom Menschen gemachte Stressfaktoren.
Wenn du nun die Bildung der Pestizidresistenz erläutern sollst, hilft es, die Vorgänge in der Milbenpopulation zu durchdenken. Wende dein Wissen über Mutationen und Selektion an aber auch über Immunabwehr.
Tipp
Resistenz bezeichnet zunächst einmal die Widerstandsfähigkeit eines Organismus gegen schädliche Umweltfaktoren und hier im besonderen die Widerstandsfähigkeit gegen eingesetzte Pestizide, also nicht natürliche sondern vom Menschen gemachte Stressfaktoren.
Wenn du nun die Bildung der Pestizidresistenz erläutern sollst, hilft es, die Vorgänge in der Milbenpopulation zu durchdenken. Wende dein Wissen über Mutationen und Selektion an aber auch über Immunabwehr.
$\blacktriangleright$  Erläuterung der Pestizidbildung.
Pestizidresistenzen entstehen mittels Selektion. Die Individuen einer Population, die am wenigsten stark auf das verwendete Pestizid reagieren, haben die besten Überlebenschancen. Solche Resistenzen entstehen mittels Mutationen. Eine Mutation führt dazu, dass ein Gen nicht oder verändert abgelesen wird und somit eine andere Eigenschaft beim Organsimus entsteht. Die resistentesten Lebewesen haben also einen höheren Erfolg in ihrer Fortpflanzung und geben zu einem größeren Anteil ihr Erbgut an die nächste Generation weiter. Dadurch verändert sich der Genpool der Population und es kommt zu einer transformierenden Selektion.
Durch wiederholte Anwendung mit dem Pestizid steigt der Selektionsdruck und die Veränderung innerhalb der Population hin zu einer Resistenz nimmt zu.
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