Definiere den Begriff Übergangsform bzw. Mosaikform und erläutere ihn anhand von vier Merkmalen des Schnabeltiers (M 7).

Beschreibe die Bedeutung von Übergangsformen für die Evolutionsbiologie.

Das Schnabeltier weist erstaunliche morphologische Parallelen zum Biber (Castor fiber) und zur Stockente (Anas platyrhynchos) auf, die Bewohner unserer einheimischen Flussökosysteme sind. Mit dem Biber hat das Schnabeltier unter anderem die Schwimmhäute an den Extremitäten sowie den breiten, abgeflachten Ruderschwanz gemein. Mit der Stockente teilt es sich unter anderem das Merkmal des namensgebenden Schnabels.

Erkläre die Entstehung eines dieser Merkmale beim Schnabeltier mit Hilfe der synthetischen Evolutionstheorie und unter Verwendung von Material 7.

„Morphologische Merkmale des Schnabeltiers wie Schnabel, Ruderschwanz oder Schwimmhäute beweisen die enge stammesgeschichtliche Verwandtschaft des Schnabeltiers zu Biber und Stockente.“

Beurteile diese Aussage.

Definition

Arten, die eine Merkmalskombination stammesgeschichtlich jüngerer und älterer systematischer Großgruppen in sich vereinen, werden als Übergangsformen bzw. Mosaikformen bezeichnet.

Mögliche Erläuterung

Das Schnabeltier weist Merkmale verschiedener systematischer Großgruppen auf. Zunächst lassen sich typische Säugetiermerkmale feststellen (Fell, Säugen der Jungtiere mit Muttermilch). Es verfügt aber auch über Merkmale, die untypisch für Säugetiere sind, dagegen aber in anderen Großgruppen vorkommen. Es legt beispielsweise Eier mit pergamentartiger Schale (Reptilien) und verfügt noch über eine Kloake (Amphibien, Reptilien, Vögel). Auch die Fähigkeit, Gift in speziellen Giftdrüsen zu produzieren, ist für Säugetiere äußerst selten und typischer für Reptilien. Das Schnabeltier ist daher ein ursprüngliches Säugetier und kann als typische Übergangsform bezeichnet werden.

Beschreiben der Bedeutung

Übergangs- bzw. Mosaikformen belegen modellhaft, dass Großgruppen auseinander hervorgegangen sind. Sie markieren zwar keine direkten Übergänge zwischen den Großgruppen, aber sie zeigen, wie sich evolutionäre Entwicklungsprozesse unter Rückgriff auf vorhandene Strukturen vollzogen, da sie sowohl stammesgeschichtlich ältere als auch jüngere Merkmale aufweisen.

Erklären einer Merkmalsentstehung

• es ist die Entstehung der Schwimmhäute oder des breiten, abgeflachten Ruderschwanzes oder des Schnabels beim Schnabeltier mit Hilfe der synthetischen Evolutionstheorie zu erklären, daher müssen sowohl Aspekte der klassischen Evolutionstheorie nach Darwin als auch neuere Erkenntnisse, z. B. aus der Genetik, einbezogen werden

Erklärung:

• genetische Variabilität durch Mutation, Rekombination, Gendrift, Genfluss innerhalb der Schnabeltierpopulation

  → zunächst noch Individuen mit fehlender Schwimmhaut, aber auch vereinzelte Individuen, bei denen die Finger und Zehen durch eine Schwimmhaut verbunden sind

• Letztgenannte drücken bei Schwimmbewegungen mehr Wasser weg als Erstgenannte

  → schnellere bzw. energiesparende Schwimmbewegung bei semiaquatischer Lebensweisen

  → häufigerer Erfolg beim Beutefang bzw. schnellere Fluchtmöglichkeiten bzw. energiesparendes Schwimmen

• Schnabeltiere ohne Schwimmhäute haben Selektionsnachteil und geringere Fitness, Schnabeltiere mit Schwimmhäuten überleben länger

  → höhere Fitness

  → häufigere Weitergabe des Merkmals an die Nachkommen

  → über lange Zeiträume kommen nur noch Schnabeltiere mit Schwimmhäuten vor

Beurteilen der Aussage

• Schnabeltier und Stockente müssen gleichermaßen in trüben Gewässern Nahrung aufspüren

  → gemeinsamer Selektionsvorteil des mit Sinneszellen ausgestatteten, breiten Schnabels, durch den Wasser/Substrat effektiver durchsucht werden kann

• Schnabeltier, Stockente und Biber bewegen sich über weite Strecken schwimmend und tauchend im Wasser fort

  → gemeinsamer Selektionsvorteil eines breiten Ruderschwanzes bei Biber und Schnabeltier und von Schwimmhäuten bei allen drei Arten zum effektiveren Schwimmen

Sachurteil:

Da die Lebensräume der genannten Arten starke Ähnlichkeiten aufweisen und alle Arten eine semiaquatische Lebensweise haben, liegt die Ursache für die ähnlichen Merkmale in einer konvergenten Entwicklung, die keine Rückschlüsse auf eine gemeinsame Abstammung und damit engere stammesgeschichtliche Verwandtschaft erlaubt.