Einführung in die Evolution

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Questions and Answers

Unter welchen der folgenden Bedingungen wäre es am wahrscheinlichsten, dass die natürliche Selektion die genetische Diversität einer Population nicht verringert?

  • Die Population befindet sich in einem stark fragmentierten Lebensraum, der den Genfluss zwischen Subpopulationen einschränkt und die lokale Anpassung fördert.
  • Ein neues Pathogen wird in die Population eingeführt, was zu einem selektiven Abtöten von Individuen führt, denen spezifische Immungene fehlen.
  • Die Umwelt erfährt drastische und häufige Schwankungen, die eine konstante Verschiebung der selektiven Vorteile für verschiedene Allele bewirken. (correct)
  • Eine kleine Gründerpopulation besiedelt ein isoliertes Habitat und erfährt einen genetischen Flaschenhals.

Welche Aussage über die Rolle von Mutationen im Evolutionsprozess ist am präzisesten, wenn man davon ausgeht, dass die meisten Mutationen entweder neutral oder schädlich sind?

  • Mutationen stellen die primäre Quelle für neue genetische Variationen dar und fungieren als Rohmaterial, auf dem andere evolutionäre Kräfte wirken. (correct)
  • Die Mutationsrate ist in der Regel so hoch, dass sie jede Wirkung der natürlichen Selektion oder genetischen Drift übertrifft.
  • Da die meisten Mutationen schädlich sind, spielen sie eine vernachlässigbare Rolle bei adaptiven Evolutionsveränderungen.
  • Mutationen sind nur dann evolutionär von Bedeutung, wenn sie in somatischen Zellen auftreten, da diese direkt die phänotypischen Eigenschaften des Organismus verändern.

In welcher Situation würde die Wirkung der genetischen Drift auf eine Population am stärksten ausgeprägt?

  • Eine Population endemischer Inselvögel, die durch eine Naturkatastrophe fast zur Ausrottung gebracht wird. (correct)
  • Eine Population von wandernden Säugetieren, die eine starke soziale Struktur und eine hohe Reproduktionsrate aufweist.
  • Eine Population von asexuell sich vermehrenden Bakterien in einer konstanten Laborumgebung.
  • Eine große Pflanzenpopulation, die Fremdbestäubung praktiziert und reichlich Genfluss zwischen benachbarten Populationen aufweist.

Welcher der folgenden Sätze beschreibt am besten das Konzept der Fitness im Kontext der Evolutionstheorie?

<p>Fitness ist der Beitrag eines Individuums zum Genpool der nächsten Generation im Verhältnis zum Beitrag anderer Individuen. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich das Aktualitätsprinzip von Charles Lyell am besten auf die Interpretation einer Abfolge von Sedimentschichten auswirken, die abwechselnd fossile marine Organismen und terrestrische Pflanzen enthalten?

<p>Es würde nahelegen, dass die Prozesse, die heute die Erdoberfläche formen – wie langsame Meeresspiegelveränderungen und Sedimentation – auch in der Vergangenheit wirksam waren. (A)</p> Signup and view all the answers

Ein Forscher untersucht eine Population einer schnell mutierenden RNA-Virus, die erhebliche Variationen in den Kapsidproteinen (Capsidproteinen) aufweist, um an verschiedene Zellrezeptoren binden zu können. Welche Schlussfolgerung kann am ehesten gezogen werden?

<p>Die virale Population befindet sich wahrscheinlich in einem adaptiven Zustand, in dem sich neue Varianten schnell durch Selektionsdruck ausbreiten. (C)</p> Signup and view all the answers

Nehmen wir an, es werden zwei Populationen einer Pflanzenart entdeckt, die in geografisch getrennten Gebieten vorkommen. Population A weist eine viel geringere genetische Vielfalt auf als Population B. Welche Schlussfolgerung kann gezogen werden?

<p>Population A hat mit größerer Wahrscheinlichkeit kürzlich einen genetischen Flaschenhalseffekt erlebt als Population B. (A)</p> Signup and view all the answers

Eine Population von Schmetterlingen zeigt eine große Vielfalt an Flügelmustern, die durch mehrere Allele an einem einzigen Genort bestimmt werden. Vögel ernähren sich von den Schmetterlingen und bemerken die häufigsten Muster leichter. Welchen Selektionsmodus üben die Vögel am wahrscheinlichsten auf die Schmetterlingspopulation aus?

<p>Frequenzabhängige Selektion, wo die Fitness eines Musters mit zunehmender Häufigkeit abnimmt. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Herausforderung stellt die Verwendung des morphologischen Artenkonzepts bei der Kategorisierung von Arten in der heutigen vergleichenden Genomforschung am wahrscheinlichsten dar?

<p>Das morphologische Artenkonzept kann kryptische Arten nicht erklären, die sich in genetischen Sequenzen unterscheiden, aber morphologisch identisch sind. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich das Muster der Allelfrequenzverteilung bei einer Population nach Hardy-Weinberg-Gleichgewicht höchstwahrscheinlich darstellen?

<p>Es würde über mehrere Generationen relativ stabil bleiben, was auf einen Mangel an Evolutionseinflüssen hindeutet. (A)</p> Signup and view all the answers

Eine Population einer Pflanzenart weist eine große Vielfalt an Blütezeiten auf, die durch die Wechselwirkung von mehreren Genen und Umweltfaktoren bestimmt wird. Wie würde sich die Selektion höchstwahrscheinlich in einer sich verändernden Umwelt auf diese Population auswirken?

<p>Sie würde das gesamte Blütezeitenspektrum in Richtung derjenigen verschieben, die in der neuen Umwelt überleben und sich fortpflanzen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Unterscheidung zwischen intersexueller und intrasexueller Selektion?

<p>Intersexuelle Selektion beinhaltet die Wahl eines Partners durch ein Geschlecht, während intrasexuelle Selektion die Konkurrenz zwischen Individuen gleichen Geschlechts um einen Partner beinhaltet. (C)</p> Signup and view all the answers

Bei welcher Form der Selektion ist die Wahrscheinlichkeit am grössten, dass es zu einer Aufspaltung in zwei Unterpopulationen mit unterschiedlichen Durchschnittswerten des Merkmals kommt?

<p>Disruptive Selektion. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die wesentliche Voraussetzung für eine allopatrische Artbildung?

<p>Der Genfluss zwischen den Teilpopulationen muss eingeschränkt oder nicht vorhanden sein. (C)</p> Signup and view all the answers

Warum ist die genetische Variation innerhalb einer Population für das langfristige Überleben und die das Evolutionspotenzial der Art von grosser Bedeutung?

<p>Genetische Variation ermöglicht die Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen, da einige Individuen Merkmale besitzen, die unter neuen Bedingungen für das Überleben und die Fortpflanzung wichtiger sind. (B)</p> Signup and view all the answers

Die Populationsgenetik bietet die Grundlage zum besseren Verständnis von Evolutionsprozessen. Welche Voraussetzung muss erfüllt sein damit sich eine Population im Hardy-Weinberg-Gleichgewicht befindet?

<p>Es gibt keine Selektion, Mutation oder Migration. (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine wahrscheinliche Folge der Verringerung der genetischen Vielfalt beim Geparden?

<p>Vermindert die Widerstandsfähigkeit gegen die Auswirkungen von neuen Krankheiten. (C)</p> Signup and view all the answers

Es wird vermutet, dass das Vorhandensein von Mimese und Mimikry die Anpassungsfähigkeit einer betroffenen Art erhöht. Was ist der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Anpassungswegen?

<p>Bei der Mimese geht es um die Nachahmung eines Objekts oder eines nicht lebenden Phänomens in der Umwelt, während es bei der Mimikry um die Nachahmung einer anderen Art geht. (C)</p> Signup and view all the answers

Ökologische und genetische Faktoren leiten die Anpassung von Lebewesen in ihrer Umwelt. Wie unterscheidet sich die Rolle des phänotypische Plastizität von der der natürlichen Selektion bei der Unterstützung der Anpassungsfähigkeit von Populationen?

<p>Phänotypische Plastizität ermöglicht es Individuen, sich kurzfristig an Umweltveränderungen anzupassen, während die natürliche Selektion eine langfristige genetische Anpassung der gesamten Population beinhaltet. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wirkt sich Gendrift typischerweise auf die genetische Vielfalt der Population aus und welche Situation neigt dazu dies zu verschlimmern?

<p>Gendrift führt zu einer Verringerung der genetischen Vielfalt und ist in kleinen Populationen stärker ausgeprägt. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen präzygotischen und postzygotischen Isolationsmechanimen?

<p>Präzygotische Mechanismen wirken vor der Paarung, postzygotische wirken nach der Paarung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt Radiation für die Entstehung von Dimorphismus?

<p>Sie trägt zur Diversität und zur Erhaltung von Dimorphismus bei. (D)</p> Signup and view all the answers

Eine Population getrennt geschlechtlicher Pflanzen weist eine seltene selbstinkompatible Mutation auf, die es neuen Allelen ermöglicht, sich unter den Nachkommen auszubreiten. Welches Ergebnis ist bei dieser Population zu erwarten?

<p>Genetische Diversität wird zunehmen. (C)</p> Signup and view all the answers

Stellen Sie sich einen isolierten Insellebensraum vor, in dem es nur eine einzige Finkenspezies mit Mäulern unterschiedlicher Grösse gibt. Gehen Sie ausserdem davon aus, dass die auf der Insel verfügbare Samengrösse direkt mit der Grösse des Mauls der Finken korreliert. Welche Art Selektion begünstigt diese Insel?

<p>Aufspaltende Selektion (D)</p> Signup and view all the answers

Eine Population mit einem Ungleichgewicht bei der geschlechtsspezifischen Fortpflanzung, einem Ungleichgewicht bei den relativen Anteilen von Männchen und Weibchen, unterliegt welchem Ergebnis?

<p>Die wirksame Populationsgrösse geringer ist als die tatsächliche. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Umstand kann bei verschiedenen Populationen asexueller Organismen ähnliche Phänotypen erzeugen?

<p>Parallele Evolution (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Auswirkung hat das Aktualitätsprinzips auf die Interpretation der Erdgeschichte?

<p>Aktuelle, natürliche Vorgangliche sind ausreichend, um die gegenwärtige Erdgestalt zu erklären. (B)</p> Signup and view all the answers

Das Phanomen der adaptiven Radiation zeigt die Evolution von verschiedenen Arten aus einem kleinen Vorfahren auf. Welcher Faktor ist am wenigsten relevant für Adaptive Radiation?

<p>Fehlen wichtiger Anpassungen (D)</p> Signup and view all the answers

Mutationen beeinflussen die Evolution eines Lebewesens. Wann ist davon auszugehen, dass Mutationen eine wichtige Rolle bei den Vorgängen der Evolution spielen?

<p>Die Mutationen werden weitervererbt. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der Aussagen über Gendrift ist falsch?

<p>Es gibt eine Zunahme der Heterozygotie. (A)</p> Signup and view all the answers

Unter welchen Umständen entwickeln sich die Mitglieder einer Population zu separaten Arten?

<p>Sobald sie in eine andere Umgebung verschlagen werden und aufhören sich fort zu pflanzen. (B)</p> Signup and view all the answers

In Evolution, was ist die Funktion einer Modifikation?

<p>Sie ist das Ergebnis von Unterschieden in Umweltfaktoren während des Wachstums. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Beispiele zeigt genetische Drift am besten?

<p>Überleben und Fortpflanzung sind dem Zufall geschuldet, nicht Anpassung. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie passen sich Arten am besten an eine neue Umgebung an?

<p>Sie müssen eine höhere Mutationsrate haben. (B)</p> Signup and view all the answers

Unter welchen Umständen wäre die Anwendung des biologischen Artbegriffs nach Ernst Mayr problematisch oder irreführend, wenn man die Evolutionsgeschichte von Mikroorganismen betrachtet, die horizontalen Gentransfer erfahren?

<p>Der biologische Artbegriff setzt eine kontinuierliche Fortpflanzungsgemeinschaft voraus; horizontaler Gentransfer verwischt die Grenzen dieser Gemeinschaften bei Mikroorganismen. (A)</p> Signup and view all the answers

Nehmen wir an, dass eine gut untersuchte Population einer Pflanzenart plötzlich einem neuartigen und starken Selektionsdruck durch eine invasive Schädlingsart ausgesetzt ist. Welche der folgenden Beobachtungen würde am überzeugendsten darauf hindeuten, dass die Population eine hohe evolutionäre Anpassungsfähigkeit besitzt?

<p>Vor der Einführung der Schädlingsart wies die Population bereits eine breite Palette an genetischer Variabilität in Bezug auf Schädlingsresistenzgene auf. (C)</p> Signup and view all the answers

Eine Population einer bestimmten Vogelart bewohnt eine isolierte Insel. Innerhalb dieser Population gibt es eine Variation in der Schnabelgrösse, die durch zwei Allele an einem Genort bestimmt wird: B für grosse Schnäbel und b für kleine Schnäbel. Forscher stellen fest, dass Vögel mit heterozygoten (Bb) Schnäbel eine höhere Überlebensrate haben als solche mit homozygoten Schnäbeln (BB oder bb). Wie wird sich die Auswirkung dieser Heterozygotenvorteils am wahrscheinlichsten auf die Allelfrequenzen von B und b in der Vogelpopulation auswirken?

<p>Die Allelfrequenzen für <em>B</em> und <em>b</em> werden sich bei einem stabilen Gleichgewicht halten, wobei beide Allele in der Population trotz der Selektion gegen Homozygoten erhalten bleiben. (A)</p> Signup and view all the answers

Stellen Sie sich eine hypothetische Situation vor, in der eine neue Mutation in einer Population von Bakterien auftritt, die es ihnen ermöglicht, eine zuvor unzugängliche Nahrungsquelle abzubauen. Unter welchen Bedingungen würde diese Mutation die grösste Wahrscheinlichkeit haben, die Anpassungsfähigkeit der Population wesentlich zu erhöhen und sich in der Population zu verbreiten?

<p>Die neue Nahrungsquelle ist reichlich vorhanden und die aktuelle Nahrungsquelle ist nahezu erschöpft, was einen starken Selektionsvorteil für diejenigen bedeutet, die die neue Ressource nutzen können. (B)</p> Signup and view all the answers

Zwei Populationen einer bestimmten Pflanzenart sind geografisch getrennt. Population A befindet sich in einer stabilen Umgebung, während Population B häufigen und unvorhersehbaren Umweltveränderungen ausgesetzt ist. Welche der folgenden Ergebnisse ist die wahrscheinlichste Folge der natürlichen Selektion in Bezug auf die genetische Vielfalt in den beiden Populationen?

<p>Die genetische Vielfalt nimmt in Population A ab und in Population B zu. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich die Anwendung des Konzepts der adaptiven Radiation am besten auf das Verständnis der Vielfalt der Darwinfinken auf den Galapagosinseln beziehen?

<p>Die Erklärung der Entstehung verschiedener Arten, die sich an unterschiedliche ökologische Nischen angepasst haben, aus einem gemeinsamen Vorfahren. (D)</p> Signup and view all the answers

Berücksichtigen Sie eine Population von Insekten, bei der die Weibchen dazu neigen, sich mit Männchen zu paaren, die extravagante Zierweisen aufweisen. Allerdings ziehen diese Zierweisen auch Raubtiere an, was zu einer erhöhten Sterblichkeit der Männchen führt. Wie liesse sich die Aufrechterhaltung dieser scheinbar maladaptiven Zierweisen am besten erklären?

<p>Die Vorteile der Zierweisen bei der Anziehung von Weibchen überwiegen die Nachteile, die sich aus einer erhöhten Prädation ergeben und gewährleisten so den Fortpflanzungserfolg der Männchen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Faktor ist am wenigsten relevant für die adaptive Radiation?

<p>ein relativ stabiles Klima (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über Gendrift ist falsch?

<p>Gendrift ist ein wichtiger Evolutionsfaktor. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Situationen würde die schnellste allopatrische Artbildung ermöglichen?

<p>Eine kleine Gründerpopulation wird nach einem seltenen Ereigniss in einer vorher nicht besiedelten, entfernt geographisch gelegenen Region isoliert. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Was ist Evolution?

Veränderung der vererbbaren Merkmale einer Population von Lebewesen von Generation zu Generation.

Wann findet Evolution statt?

Wenn sich die Häufigkeit von Allelen in einer Population ändert, entweder durch natürliche Selektion oder durch Gendrift.

Asexuelle Fortpflanzung.

Weniger Variabilität als bei sexueller Fortpflanzung.

Worum geht es bei Evolution?

Alle Veränderungen, durch die das Leben auf der Erde vielfältiger geworden ist.

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Morphologischer Artbegriff.

Gruppe von Lebewesen, die in wesentlichen Merkmalen übereinstimmen.

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Genetischer Artbegriff (Mayr)

Gruppe von Individuen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und genetisch isoliert sind.

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Unterart/Rasse.

Gruppe von Individuen mit gemeinsamen Merkmalen, aber ohne Fortpflanzungsgemeinschaft.

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Modifikatorische Variabilität.

Merkmale variieren durch Unterschiede in den Umweltfaktoren während des Wachstums.

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Genetische Variabilität.

Die genetische Variabilität einer Population wird durch die Gesamtheit aller Gene bestimmt.

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Mutation.

Die dauerhafte Veränderung der Erbinformation.

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Rekombination.

Neukombination aller existierenden Allele.

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Entstehung verschiedener Merkmalsausprägungen.

Intraspezifische Konkurrenz und Anpassung an andere ökologische Nischen.

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Isolation.

Aufspaltung der Art und Anpassung an isolierte Nischen.

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Adaptive Radiation.

Aufspaltung einer Stammart in zahlreiche neue Arten.

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Aktualitätsprinzip.

Annahme, dass in der Vergangenheit dieselben Faktoren wirksam waren wie heute.

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Was beschreibt die adaptive Radiation?

Beschreibt die Entstehung spezialisierter Teilpopulationen aus einer Gründerart.

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Was versteht man unter adaptiver Radiation?

Wenn in einem Lebensraum in kurzer Zeit viele Arten aus einer Stammgruppe entstehen.

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Entstehung adaptiver Radiation.

Wenn Lebensräume nicht besetzt sind.

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Prozess der adaptiven Radiation.

Teilpopulationen passen sich an verschiedene Umweltbedingungen an.

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Adaptive Radiation der Darwinfinken.

Stammformen erreichten die Galapagos-Inseln und fanden ungenutzte Nahrungsquellen.

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Adaptive Radiation bei Pflanzen.

Farnpflanzen wurden von Nacktsamern abgelöst; Bedecktsamer folgten.

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Adaptive Radiation – Besiedlung eines neuen Lebensraums.

Stammart besiedelt neuen Lebensraum mit wenig Konkurrenz.

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Adaptive Radiation – Intraspezifische Konkurrenz.

Individuen konkurrieren um Ressourcen und spezialisieren sich.

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Adaptive Radiation – Separation.

Individuen passen sich an Umweltbedingungen an und unterscheiden sich deutlicher.

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Adaptive Radiation – Reproduktive Isolation.

Verschiedene Arten können sich nicht mehr fortpflanzen.

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Konkurrenzausschlussprinzip.

Arten besetzen gleiche ökologische Nische und konkurrieren.

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Adaptive Radiation (oft).

Mehrere Arten entwickeln sich aus ursprünglicher Gründerart.

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Carl von Linne.

Linne entwickelte Ordnung in der Fülle der Lebensformen.

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Die Art

Grundeinheit der biologischen Systematik.

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Gattung.

Ähnlichkeit im Körperbau.

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Wissenschaftliche Nomenklatur.

Binäre Nomenklatur für die wissenschaftliche Benennung von Arten.

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Künstliches System der Lebewesen.

Äußere, leicht erkennbare Merkmale.

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Natürliches System der Lebewesen.

Grad der Verwandtschaft.

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Unveränderlichkeit der Arten

Von der Unveränderlichkeit der Arten überzeugt.

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Artenwandel.

Veränderlichkeit von Arten in Betracht.

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George Cuviers Katastrophentheorie.

Erklärte frührer Ereignisse mit Naturkatastrophen.

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Aktualitätsprinzip.

Veränderungen der Erdoberfläche langsam, aber stetig verlaufen.

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Lamarck.

Lebewesen passen sich durch Gebrauch oder Nichtgebrauch ihrer Organe an.

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Ernst Haeckel.

Darwin Werke zur Deszendenztheorie.

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Wirken von Mayr.

Darwins Selektionstheorie mit den Erkenntnissen der Genetik erweiterten.

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Selektion.

Am besten angepassten Individuen einer Art überleben und ihre Merkmale weitergeben.

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Varietäten.

Unterschieden sie sich in ihren Phänotypen.

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Kampf ums Dasein

Es kommt zwischen den verschiedenen Individuen zu einem Kampf ums Dasein

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Natürliche Selektion

Natürliche Auslese durch die Umwelt.

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interspezifischen Konkurrenz

Die sind sich ungleich sind und anders sind

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Mimikry,.

Nachahmung einer giftigen, wehrhaften Spezies .

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Study Notes

Okay, hier sind detaillierte Lernnotizen auf Deutsch basierend auf dem bereitgestellten Text, formatiert mit Markdown:

Evolution - Allgemein

  • Evolution ist die Veränderung vererbbarer Merkmale einer Population von Lebewesen über Generationen hinweg.
  • Gene kodieren diese Merkmale, werden bei der Fortpflanzung kopiert und an Nachkommen weitergegeben.
  • Mutationen erzeugen unterschiedliche Varianten (Allele) von Genen, die veränderte oder neue Merkmale bewirken können.
  • Genetische Variabilität entsteht durch diese Allelvarianten und Rekombinationen, was zu erblich bedingten Unterschieden zwischen Individuen führt.
  • Evolution findet statt, wenn sich die Häufigkeit von Allelen (Allelfrequenz) in einer Population ändert, wodurch Merkmale seltener oder häufiger werden.
  • Die natürliche Selektion (unterschiedliche Überlebens- und Reproduktionsraten aufgrund von Merkmalen) und Gendrift treiben die Evolution voran.
  • Zufällige Mutationen von Merkmalen setzen sich durch, wenn sie vorteilhaft sind und zur Anpassung der Art führen.
  • Asexuelle Fortpflanzung generiert weniger Variabilität als die sexuelle Fortpflanzung.
  • Evolution umfasst alle Veränderungen, die das Leben auf der Erde von seinen Anfängen bis zur heutigen Vielfalt gebracht haben, innerhalb einer Art und darüber hinaus.
  • Die Variabilität innerhalb einer Art ist das Ausgangsmaterial für die Evolution

Morphologischer Artbegriff

  • Lebewesen einer Art gleichen sich und ihren Nachkommen in wesentlichen Merkmalen (z.B. Knochenbau, Gebiss, Verhalten, Kommunikation).
  • Carl von Linné nutzte Körpermerkmale für die Artzuordnung und seine Systematik.
  • Bei Tieren sind es oft Merkmale der äußeren Körpergestalt, bei Wirbeltieren insbesondere Skelettmerkmale und bei Pflanzen vor allem Eigenschaften des Blütenaufbaus
  • Das äußere Erscheinungsbild reicht nicht immer für eine klare Artzuordnung aus.

Genetischer/Biologischer Artbegriff

  • Ernst Mayr definierte eine Art als Gruppe von Individuen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und von anderen Gruppen/Arten genetisch isoliert sind.
  • Die Gene einer Art bilden einen gemeinsamen Genpool.
  • Nach Mayr gehören alle Individuen zu einer Art, die sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen können.
  • Kreuzungen zwischen verschiedenen Arten sind unfruchtbar.

Unterart/Rasse

  • Eine Unterart/Rasse ist eine Gruppe von Lebewesen mit gemeinsamen Merkmalen, die sich von anderen Individuen derselben Art unterscheidet.
  • Individuen verschiedener Unterarten bilden jedoch keine Fortpflanzungsgemeinschaft, sind aber potentiell fortpflanzungsfähig.

Modifikatorische Variabilität

  • Umweltfaktoren beeinflussen das Wachstum und variieren somit die Merkmale
  • Die unterschiedlichen Formen, Größen und Farben bei einer Kartoffelsorte sind etwa auf die Boden- und Witterungsverhältnisse zurückzuführen.

Genetische Variabilität

  • Die genetische Ausstattung einer Population wird durch die Gesamtheit aller Gene (Genpool = Summe aller Allele) bestimmt
  • Mutation und Rekombination erhöhen die Variabilität.

Mutation

  • Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung der Erbinformation (DNA-Sequenz).
  • Sie kann zur Entstehung neuer Allele führen.
  • Nur Mutationen in Keimzellen werden an die nächste Generation weitergegeben.
  • Mutationen sind relativ selten; die Mutationsrate liegt bei etwa 10^-6 pro Genort und Generationszyklus.
  • Der Mensch hat ca. 30.000 Genorte, also ist etwa jede 33. Keimzelle betroffen, und statistisch gesehen hat jeder Mensch ein mutiertes Allel von seinen Eltern.

Rekombination

  • Die Meiose und Befruchtung führen zu einer Neukombination des vorhandenen Genmaterials und damit zu einer erhöhten genetischen Variabilität.
  • Auch Crossing Over in der Meiose erhöht die Variabilität weiter
  • Beim Menschen sind rechnerisch bis zu 70 Billionen unterschiedlicher Kombinationen möglich

Entstehung verschiedener Merkmalsausprägungen

  • Zunehmende Populationen geraten in intraspezifische Konkurrenz, da Konkurrenz den Vermehrungserfolg begrenzen
  • Anpassung an andere ökologische Nischen durch Spezialisierung hilft der Konkurrenz zu entgehen
  • Vorteilhafte Veränderungen setzen sich durch, wodurch konkurrenzfähigere Arten entstehen.

Isolation

  • Eine Isolation ist für die Ausprägung verschiedener Merkmale bei einer Art wichtig.
  • Keine Paarung und Vermischung von spezifisch ausgeprägten Merkmalen ist möglich, wodurch die Art aufgespalten wird
  • Anpassung an isolierte Nischen führt zu unterschiedlicher Entwicklung bis zur genetischen Artgrenze
  • Keine Fortpflanzung ist mehr möglich

Galapagos Finken

  • Die Körnerfressende Geospiza Finken besiedelten die Galapagosinseln und fehlende Feinde und ökologische Nischen bewirkten eine starke Vermehrung
  • Zunehmender Konkurrenzdruck führte zur Herausbildung unterschiedlicher Schnäbelformen (ursprünglich Variable Stammart)
  • Mutationen und Rekombinationen bildeten zunehmend veränderte Schnäbel und ermöglichten die Erschließung neuer Nahrungsquellen
  • Entgangener Konkurrenzdruck und Eignung für eine neue ökologische Nische führte zur Bevorzugung durch Selektion und Weitergabe der entsprechenden Gene

Aktualitätsprinzip

  • Es wird angenommen, dass die Naturgesetze seit der Entstehung der Erde grundsätzlich gleich geblieben sind
  • Im Bereich der belebten Welt besagt dieses Prinzip auch, dass dieselben Faktoren, die heute wirksam sind, auch in der Vergangenheit wirkten, z.B. die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen

Adaptive Radiation

  • Bezeichnet die Aufspaltung einer Stammart in zahlreiche neue Arten durch Anpassung an verschiedene ökologische Bedingungen.
  • Evolutionäre Entwicklung, bei der aus einer Tier- oder Pflanzenart (Gründerart) mehrere verschiedene Arten entstehen.
  • Im Verlauf der Evolution entwickeln sich immer stärkere spezialisierte Teilpopulationen aus einer Gründerart.
  • Die Anpassung an spezielle Umweltbedingungen führt zu unterschiedlichen Arten/Spezies.
  • In einem geologisch kurzen Zeitraum entstehen zahlreiche Arten aus einer Stammgruppe.
  • Das Phänomen ist besonders gut untersucht bei der evolutionären Entwicklung der Säugetiere.

Entstehung der Säugetiere

  • Vor etwa 170 Millionen Jahren im Erdzeitalter des Jura entwickelten sich Milchdrüsen und das sekundäre Kiefergelenk
  • Die frühe Säuger ernährten sich von Insekten und waren meist mäuse- bis rattengroß und nachtaktiv
  • Die Formenvielfalt der Säuger nahm erheblich zu als vor 66 Millionen Jahren (Beginn des Tertiärs)
  • Innerhalb kurzer Zeit entstanden zahlreiche neue Arten mit unterschiedlichen Erscheinungsformen und Lebensraumanpassungen

Entstehung adaptiver Radiation

  • Adaptive Radiation kommt es, wenn Lebensräume nicht besetzt sind
  • So geschah es am Ende der Kreidezeit, als zahlreiche Tierarten aufgrund drastischer Umweltveränderungen ausstarben: Frei werdende Lebensräume wurden im Tertiär von vielen neuen Säugetieren eingenommen
  • Neue Arten entwickeln spezielle Merkmale, die ihren Lebensraum und ihre Lebensweise widerspiegeln und besetzen unterschiedliche ökologische Nischen

Geschwindigkeit der Artbildung

  • Artbildung kann in der Erdgeschichte sehr unterschiedlich schnell ablaufen
  • Sind die Voraussetzungen für adaptive Radiation erfüllt, erfolgt Artbildung vergleichsweise schnell
  • Sind viele neue Einnischungen erfolgt und es gibt viele ähnlich angepasste Arten, verlangsamt sich die Artbildung
  • Bleiben die Umweltbedingungen stattdessen konstant, ändert sich Arten kaum

Prozess der adaptiven Radiation

  • Entstehende Teilpopulationen passen sich an unterschiedliche Umweltbedingungen an und spezialisieren sich auf diese ökologischen Nischen.
  • Sie pflanzen sich nicht mehr miteinander fort (Separation), da die Teilpopulationen aufgeteilt sind
  • Nun entwickeln sie sich unabhängig voneinander und unterscheiden sich mit der Zeit auch genetisch
  • Haben sich die Lebewesen so stark verändert, dass sie sich nicht mehr miteinander fortpflanzen können (reproduktive Isolation), sind neue Arten entstanden.

Adaptive Radiation von Darwinfinken

  • Stammformen dieser Vogelgruppe erreichten die vulkanisch entstandenen Galapagos-Inseln
  • Dort fanden sie noch nicht durch andere Arten besetzte Lebensräume und ungenutzte Nahrungsquellen vor
  • Durch Einnischung entwickelten sie sich auf der Inselgruppe zu 14 unterschiedlichen Arten, deren Körperbau an verschiedene Lebensräume und Ernährungsweisen angepasst ist

Adaptive Radiation bei Pflanzen

  • Anpassung an das Landleben führte dazu, dass die Farnpflanzen weitgehend von den Nacktsamern abgelöst wurden
  • Auf die ursprünglichen Nacktsamer (z.B. Nadelbäume) folgten die Bedecktsamer
  • Seit der späten Kreidezeit durchliefen die Bedecktsamer eine adaptive Radiation

Adaptive Radiation - Besiedlung eines neuen Lebensraums

  • Adaptive Radiation beginnt damit, dass eine Stammart einen neuen Lebensraum besiedelt: Diese Art muss in der Regel wenig spezialisiert sein und viele Nahrungsquellen und Ressourcen nutzen können
  • Gibt es im neuen Lebensraum wenig Fressfeinde, viel Nahrung und kaum Konkurrenz, kann sich die Art schnell vermehren und verbreiten

Adaptive Radiation - Intraspezifische Konkurrenz und Einnischung

  • Im Laufe der Zeit gibt es immer mehr Individuen einer Art, die um Nahrung und Lebensraum konkurrieren (intraspezifische Konkurrenz), was zu Selektionsdruck führt: Nun müssen vorhandene Ressourcen also besser ausgenutzt und sich Umweltbedingungen angepasst werden
  • Durch Spezialisierung auf eine bestimmte Nahrung oder einen bestimmten Lebensraum (ökologische Nische) entsteht ein Selektionsvorteil (Einnischung)

Adaptive Radiation - Separation

  • Umwelfaktoren veranlassen eine Art zur stärkeren Anpassung
  • es wird zwischen diesen und ihrer Umwelt deutlicher unterschieden
  • Die räumliche Trennung hat ebenso große Auswirkungen und spielt eine Rolle
  • Auch Mutation, Rekombination, Gendrift durchlaufen eine Spezies sowie eine Angepasstheit an die Umwelt

Adaptive Radiation - Reproduktive Isolation und Artbildung

  • Unterschiedliche Vorfahren haben mitunter eine selbe Art, können nur unzulänglich fortgepflanzt werden oder haben unfruchtbare Nachkommen.
  • Eine genetische oder morphologisch deutliche Art entstand aus einer genetischen oder morphologischen Unterscheidung hervor
  • Eine Koexistenz entwickelte sich und besetzt unterschiedliche ökologische Nischen

Carl von Linne

  • Carl von Linne entwickelte Mitte des 18. Jahrhunderts Ansatz zur Ordnung der Vielfalt der Lebensformen.
  • In seinem Werk »Systema naturae« beschrieb er mehr als 7000 Pflanzenarten und 5890 Tierformen.
  • LINNÉ klassifizierte Organismen nach Art, Gattung, Ordnung, Klasse und Reich, und begründete damit die biologische Systematik.

Systematische Kategorien

  • Die Grundeinheit der biologischen Systematik ist die Art.
  • Verschiedene Arten lassen sich in Gruppen einteilen basierend auf äussere Gestallt und inneren Bau
  • Innerhalb einer Gruppe ähneln sich die Lebewesen in ihrem Grundbauplan

Gattung, Familie, Klasse und Unterstamm

  • Löwen und Tiger sind sich im Körperbau sehr ähnlich und gehören zur selben Gattung (Großkatzen)
  • Sie bilden mit Wildkatzen, Luchsen und Pumas die die Familie der Katzenartigen
  • Zusammen mit Bären, Mardern und Hundeartige bilden die Katzenartigen die Ordnung der Raubtiere
  • Zusammen mit z.B. Rüsseltieren und Hasen bilden die Raubtiere die Klasse der Säugetiere
  • Die Säugetiere wiederum zählen zum Unterstamm der Wirbeltiere, der mit den Schädellosen und einer weiteren Gruppe den Stamm der Chordatiere bildet
  • Zahl der übereinstimmenden Merkmale nicht von Stufe zu Stufe ab, also von der Gattung zum Stamm: Das System der Lebewesen beruht also auf dem Prinzip der abgestuften Ähnlichkeit.

Wissenschaftliche Nomenklatur

  • Linné führte die binäre Nomenklatur zur wissenschaftlichen Benennung von Arten ein, wobei jede Art einen Doppelnamen aus lateinischen Wörtern oder Wörtern mit lateinischen Endungen erhält.
  • Der erste Teil des Namens gibt die Gattung an, der zweite unterscheidet verschiedene Arten derselben Gattung.
  • In wissenschaftlichen Veröffentlichungen werden an die zweiteilige Artbezeichnung der Name des Erstbeschreibers und das Jahr der Erstbeschreibung angehängt. Beispiel: Lepus europaeus PALLAS, 1778
  • Bei der Benennung von Arten gilt die Prioritätsregel: Der Name richtet sich stets nach der Erstbeschreibung.

Künstliches System der Lebewesen

  • Zunächst wurden die Lebewesen durch äußere und leicht erkennbare Merkmale herangezogen.
  • Wale wurden lange Zeit aufgrund ihrer Körpergestalt zu den Fischen gestellt.
  • Genauere Untersuchungen haben aber gezeigt, dass es sich bei diesen Tieren um an das Wasserleben angepasste Säugetiere handelt.
  • Wie andere Säuger gebären auch sie lebende Junge, die vom Muttertier gesäugt werden; zudem sind sie gleichwarm
  • Solche auf äußeren Merkmalen beruhenden Systeme werden als künstliche Systeme bezeichnet.

Natürliches System der Lebewesen

  • Heute werden Organismen nach dem Grad ihrer Verwandtschaft geordnet.
  • Die systematischen Kategorien sind daher Verwandtschaftsgruppen und alle Angehörigen haben dieselben Vorfahren.
  • Die Zuordnung erfolgt neben Merkmalen aus Morphologie und Anatomie auch durch Vergleiche in der Molekularbiologie
  • Heute dient daher vor allem der Vergleich von DNA-Sequenzen hierzu.

Unveränderlichkeit der Arten

  • . Linné war wie seine Zeit vom von der Unveränderlichkeit der Arten überzeugt und führte ca 1000 auf
  • Die Vorstellung der Artkonstanz war bis weit ins 18. Jhd. hinein gültige Lehrmeinung und biblisch begründet.
  • Die Erde wurde zusammen mit ihrer Vielfalt an unveränderlichen Lebewesen innerhalb einer Woche von Gott erschaffen.
  • Die Anzahl der Arten ist dieser Vorstellung zufolge seit dem Schöpfungsakt konstant.

Artenwandel und Evolution

  • Ende des 18. Jahrhunderts zogen einige Naturforscher die Veränderlichkeit von Arten in Betracht.
  • Man nahm an, dass sich innerhalb einer Art im Laufe der Zeit Merkmale verändern konnten und dass diese Veränderung die Entstehung neuer Arten ermöglicht.
  • Es gibt zahlreiche Beispiele für Artenwandel: Landtiere stammen von Fischen und Vögel stammen von befiederten Dinosauriern ab
  • Zustandekommen der Artenvielfalt erklärt sich durch Evolutionstheorie mit allmählichen Entwicklungsprozessen.

George Guiviers Katastrophentheorie

  • Rezenter Tierarten wurden mit zahlreichen Skeletten verglichen
  • Anatomischen Kenntnisse erlaubten es ihm, fossil erhaltene Reste von Lebewesen einer bestimmten systematischen Gruppe zuzuordnen und ausgestorbene Tiere auf der Basis einzelner Knochenfunde zu rekonstruieren
  • Fossil deutete er Elefantenknochen als Mammuts
  • Verschiedene Tiere zu verschiedenen Zeiten

George Cuviers Katastrophentheorie

  • In der Erdgeschichte traten Naturkatastrophen nach Art der Sintfluft auf, die ganze Lebewesen grossenteils vernichteten.
  • Cuvier von Artkonstanz überzeugt war-Neubesiedelung der durch naturkatastrophen andersartige Organismen aus anderen Gegenden einwanderten.

Aktualitätsprinzip

  • Theorie wird aufgrund von Kentnissen der Geologie wiederlegt
  • Lyell-Veränderung der Erdoberfläche langsam aber stetig.
  • Kräfitge beeinflussen auch in erden geologischen Epochen-Aktualistätsprinzip
  • Vorgänge reichen aus gegenwärtiger Gestalltung der Erdoberfläche aus

Lamarck - Ansicht

  • Ähnlichkeit der Körperbaupläne und Stammbäume wurden aufgestellt
  • Stammesentwicklung der Organismen im Buch "Philosophie zoologique"
  • Vorstellung steht Widerspruch zueinandere Artnkonstanz

Lamarcks Evolutionstheorie

  • Die einzelnen Lebeneswesen passen ihre Organe durch Nichtgebrauch der Organe an ihre Umwelt an.
  • Diese erworbenen Fähigkeiten vererben sich an die Nachkommen
  • Bedürfnis, ein Gefühl, das Lebewesen auf die Anfrderudneg der Lebensräume ausrichtet.

Ausbildung und Zurückbildung

  • Der lange Hals entwickelte sich durch das Strecken der Hälse
  • Hälse werden verlängert sind, und Merkmal wird an die Nachkommen vererbt.
  • Durch die häufige Verwendung der Organe zum verkümmern ist die Rückbildung der Augen vieler Höhlentiere

Annahme von Lamarck

  • Die Lebwesen entstanden von Natur aus
  • Durch die Urzeugung entstanden einige pflazliche un dtierische Lebewesen
  • Der Verlauf der Zeiten trug zur Enstehung der Lebwesn bei

Der Mechanismus hinter Lamarck`s Evolutionstheorie

  • Veränderudneg der Umwelftuer führt zur Verändreugn er Bedürfnisse
  • Die führte zun euen Gewohnheiten
  • Häufigere oder wenigerhäufige Nutzung eines Organs wird notwendig
  • Anderst verhält es sich bei Nichtgebrauh, wird das Organ schliesslich schwächer.

Lamarck und Genetik

  • Die Hypothese über ausbildende und verümmernde Strukturen entstahn lange vor Erkenntnissen
  • Eiegnschaften können normalerweise auf Umwleteinfklüsse Zurückgeht
  • Erkenntnisse es bestimmte epigenetische Veränderungen gibt die weitergeben.

Haeckels ansichten und Arbeiten

  • Bewunderung darwinismus
  • War konsequent
  • Evolution des Menschen in einbezogen
  • "Gerenereller morphologie der Organisemen"
  • Evolutionäre lehre

Haeckels Werke und Vorlesungen

  • Evolutionsgedannken Allen zugänglich machen
  • "NAtürklcihe Schöpfungsgeschichte"
  • Schöpfungsgeschichte wiedersprechen
  • "Anthropogenie oder Entwicklunksfeschichte des menshen" gegen religöse Dogmen.

Haeckels Bedeutung

  • Entschiedensten Vertreter der Evolutionstheorie in Deutschland-biogentsiche Grundregel
  • Evolutionsgheorie auch auf Mensch aufzeigen

Wirken von Mayr

  • Selektionstheorie mit genetik erweitert-Synthetische Evolutionstheorie
  • Konzept der fortpflanzungsgeminschaft-Biologischer Art
  • Kritisierte Vergebenenbezeichnugnen für Fossilien

Was bewirkte Mayr in der Biologie?

  • Revolutinäre wende
  • Revolutionär
  • Mendels verbindet Darwins Auslese

Ernst Mayr und die Evolutionstehorie

  • Ernst Mayr erkanbte Definition des biologischen Artenbegrifft
  • Gruppen werden definiert
  • .Reproduktiv isoliert

Ernst Mayr, interaktion zwischen Genen und Evolutions

  • ZUsammenhang zwischen genetik und Evlolution
  • Genetische Variationen innerlahec iner PPoulstion sind
  • 2 Wissenschafttszweige werden verbunden

Darwin und die Selektionstheorie

  • Darwin ist für seine Informationen über die Verbreitung von Tier- und Pflanzenarten und über fossile Lebewesen bekannt.
  • Kenntnisse stammen aus Beobachtdungen und vergleichender Anatomie
  • Heute lebende Organismen haben such aue existierenden Lebensormen entwicklet haben
  • Übertragung der Evolution auf die Organismenen

Selektion als Triebfeder der Evolution

  • Darwin beobachet, wie die Selektion bei der Tierzüxht erfolgt
  • Züchter wählt Formen aus
  • Haustaubenrassen sind hervorgegangen
  • Ansichet, des alle Darvinlfinke aus Stammart
  • Je nach Nahrungsangebot in verschiedene Nahrungen durch Arten Entstanden.

Überllegungen Darwins

  • Konkurrenz und Außßleseprozesse
  • Nachkomen eines Elternpaares voneinander gleihc unterrsicde-teils Erblich
  • Wehr Nachkommen, die notwendeig--Vielzahl
  • Lebwesene Stehen in Wettbewerb--Lebwesnrau,m Nahrrung ud Geschlecht

Schlussfolgerungen DAwrins

  • Kapmf ums Dasein, da nicht genügend Platz herrrscht
  • Überlbevden-Erblicham besten angepasst
  • Individuegeen Merkmale eiter
  • erfolgt natürlcihe Auslese

Aussagen von Darwins Selektionsthehoire

Arten erzeugt megr nachnokokmen-überproduktion Population hat Varietäten - Unterschied in Lebensweise und Verhsltensweise Merkmalwe sind erblich INdividuzahlen Bleiben kosntant

###Beweise für Darwins Selektionstheoiren

  • Ened des 19. Jhd weitere in dizen
  • Kontneinete ählncihe Lebwsen
  • Africkansicher - Goldmull

###Foissilien als Beweis

Passen in ein natürliches System Häufigkeit Gesteinsschicneht-Gemeinsamkkeiten Kontiente-ähneln

###Synthetische Evolutionstheoiren

  • kenntisse Genetik-Die Evolutionstheorie ist hier Dafür gabes erkenntnisse
  • Gene - synthetische Evolutnsohen.

Innertaltiche variablitat

  • Innertlatiege Variablität ist gegeben
  • Individuen einer Population--Phäntoypaen-genetioscher Informations

Was istt der genopool

  • gesamtheit aller Allele in einer Pop-Genpool zufällig
  • Nur Mutationen-Neue Alleer

###Muationsvorgänge

  • nulleotidsequezen-DNA verändert werden
  • Keimzlelbetroffen-Relevanz Evolution.

Veränderung im Geenopool

  • Im Genpool vorhanden-Evo-POPTIONS Genbhan betroffen - Keimeiterbeteiligung

Rekombition

  • Nicht durch Mutationen entstehen können, sodnern durch Neu kombination-Rekombination. Rekombinaiton-genetische Variabliliät erhöjt

  • Neue Geno und Phänptynpnetsthen

Interchromosomale Rekombitoanen

  • Mitosoie-Väterlcihe-mütterlciheChromosomen
  • Erbamlagen elterlcih DURCHMISCHT
  • Vereinfachtes zuammenkommen der Kiempzelltren erfolgt
  • Kombiniation der Erbguts der Pollens

Intracromosomale Rekombinatoinen

  • Es kan nauhc zur Rekombination-intracromosmale Rekombibantion Abschnitte ausgetsuscht-Ausgetauscht
  • Wird als Corssouverbeseichnekt

Entstehung von Variabilität

Gameten hängt voN Anzahl Unterersciedliher an. Crosssover -Kombinationsmöglichkeiten

  • Es sind relativehäufig-Umweltbedingungen

Sexulelle Fortpflanzung setztsich durch

Überproduktion udn Variabilität von Nk

  • Die meisten Orgsnismen besitzen-unterschiede--Eltern wechen ab
  • In POp kaum verändert

Konkurrenzz und Anpassungsfähigkeit

  • Konkurrenz der Mutstionen-rekmobinatoinen

Selektioin

  • Prozess-Organisemn leben und ihre Merkmale weiter

selektion, verbessern sie -Umwelt

  • Zentraler Mecnaismus.

Selektionsdefinition

  • Haben Überlebensrate
  • Veränderuignen--Genhäufig

Selektionsbeginn

Varitationen.erbgUt-neUE Merkmale

  • Überlebensachncen ode mehr Nackkommen
  • Einnischung

Natürilcihe selektion

  • Die meisten - angepasst- Sterbn
  • Mangelde ANpassung

###Selektionen

  • Gene-phänptoyen

Vorraustzungen und selektionsfakten

  • durch die natur- 2Vorrsausetzungen egsdein
  • Mehr nach kommen.

Mirkobielles und nicht-mikrobilles

  • es besteht Gneetsische Feiltheit

KÜNSLTIHE Selektioeen

  • Gewünsche

Sexuelle Seleltion

Spezialfall

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