Wahlaufgaben: Energiestoffwechsel bei der Keimung von Gräsern und Maulwürfe in ihrem Lebensraum

Wahlaufgabe: Energiestoffwechsel bei der Keimung von Gräsern unterschiedlicher Standorte

Die im Material 3 dargestellten Diagramme I und II zeigen die Keimung und das Wachstum des Embryos in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Atmosphäre bei den zwei an unterschiedlichen Standorten angepassten Gräsern Reis und Weizen. Die Diagramme III und IV zeigen den Gaswechsel dieser beiden Gräser (ca. 30 h nach der Keimung) in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der umgebenden Atmosphäre. Nenne die unterschiedlichen Stoffwechselprozesse, die die Energie für die Keimung und das Wachstum der beiden Gräser Reis und Weizen liefern. Begründe diese Angaben unter Nutzung der Diagramme.

Erläutere, inwieweit die unter 4.1 dargestellten Sachverhalte eine Anpassung der Gräser an ihren natürlichen Standort darstellen.

Stelle schematisch den Ablauf des energieliefernden Stoffwechselprozesses beim Reis dar, der im sauerstoffarmen Milieu abläuft.

Wahlaufgabe: Maulwürfe in ihrem Lebensraum

Im großen Kältewinter in Deutschland 1946/47 waren die Böden über 100 Tage tiefgefroren. Die Maulwürfe waren nur schwer in der Lage, zu ihren Hauptnahrungsquellen, den Regenwürmern und Insektenlarven, vorzudringen. Die Populationen der Jahre 1949/50 setzten sich vermehrt aus kleinen Maulwürfen zusammen (A). In den folgenden Jahren gingen die kleinen Maulwürfe in der Anzahl zurück und die Populationen zeigten hinsichtlich der Körpergröße wieder eine Normalverteilung (B).

Erkläre beide Sachverhalte (A + B) und erstelle zur Unterstützung deiner Argumentation Grafiken der Selektionstypen für A und B.

Vergleiche tabellarisch die Erklärungsansätze nach den Evolutionstheorien von LAMARCK und DARWIN in Bezug auf die Entwicklung des Grabbeins beim Maulwurf.

Definiere die Begriffe „Homologe Organe“ und „Analoge Organe“ und ordne das im Material 4 dargestellte Beispiel begründet zu.

• Reis keimt u. wächst schon bei wenig O₂ (anaerob) → Gärung als Stoffwechselvorgang (geringer Energiegewinn, hoher CO₂-Ausstoß)

• Weizen nur Atmung; da nur bei genügend O₂ Wachstum

• beide bei hohem O₂-Gehalt auch nur Atmung, da energetisch günstiger (wenig CO₂-Ausstoß)

• Reis wächst auf feuchtem, schlammigem Boden → kaum O₂-Versorgung → daher Gärung

• Weizen wächst auf trockenem / mäßig feuchtem Boden → gute Belüftung

• gefrorener Boden → Löcher graben sehr schwer

  • kleine Hügel leichter zu graben → gerichtete Selektion

  • kleine Maulwürfe haben Vorteil → höhere Vermehrung

• ab 1948 wieder lockerer Boden → kein Vorteil für kleine Maulwürfe

  • große Variante setzt sich durch

  • Vermehrung der großen Variante

  • gerichtete Selektion

Homologe Organe:

• gleiche Abstammung

• durch Umwelteinflüsse unterschiedliche Entwicklung

Analoge Organe:

• gleiches Habitat → gleiche Funktion bzw. Aussehen

• aber evolutionär nicht verwandt

Beispiel analoge Organe:

• Grabbeine bei Maulwurf und Insekten

• keine Verwandtschaft mit Säugern (bei Insekten)