Der Zellkern - Steuerzentrale der Zelle
Jeder Mensch ist aus einer einzelnen befruchteten Eizelle entstanden.
Aus dieser undifferenzierten (universellen) Zelle haben sich also alle anderen Zelltypen gebildet, ob Nervenzelle oder Hautzelle.
Die Information für alle Zellen muss also in jeder Zelle gespeichert sein, genauer gesagt im Zellkern.
Die Information sitzt auf den Chromosomen, die aus der Substanz DNA bestehen.
Jeder Mensch besitzt in jeder Zelle 2*23 Chromosomen.
Abbildung: Bau eines Chromosoms
Zellteilung durch Mitose
Jeder Mensch besitzt in jeder Zelle 46 Chromosomen, also 23 Chromosomenpaare,
davon sind 22 „normale“ Chromosomenpaare und 1 Geschlechtschromosomenpaar:
Frau XX. Mann XY
Bei der Zellteilung durch Mitose werden alle 46 Chromosomen in ihre Schwesterchromatiden aufgeteilt.
Ablauf der Mitose siehe Buch S. 332
Phasen:
- Interphase
- Prophase
- Metaphase
- Anaphase
- Telophase
Die Mitose oder mitotische Teilung ist die Teilung einer Zelle in zwei Tochterzellen. Dabei entstehen zwei identische Kopien dieser Tochterzelle.
Um dies zu erreichen werden alle Chromosomen (Mensch: 2*23) in ihre Schwesterchromatiden ("halbe Chromosomen") aufgeteilt.
Das Ergebnis sind zwei Tochterzellen mit je einem vollständigen diploiden (doppelten) Chromosomensatz an Ein-Chromatid-Chromosomen.
In der anschließenden Interphase erfolgt dabei die Verdopplung zu vollständigen Chromosomen durch den Mechanismus der DNA-Replikation.
Phasen der Mitose:
Interphase - Prophase - Metaphase - Anaphase - Telophase (- Interphase)
Hier ist eine Abbildung dazu.
Hier ist ein Animationsfilm der Mitose auf you tube.
Hier geht es zum ausführlichen Wikipedia-Artikel.
Zusammenfassung Mitose (Teilung von Körperzellen)
Bei der Zellteilung durch Mitose werden alle 46 Chromosomen in ihre
2 Schwesterchromatiden geteilt.
Ergebnis: 2 Tochter mit je 46 „halben“ Chromosomen (1-Chromatid-Chromosomen)
Die Ergänzung zu vollständigen Chromosomen erfolgt anschließend in der Interphase.
Meiose: Bildung von Keimzellen
Würden Keimzellen auf dieselbe Art entstehen wie Körperzellen, hätte jede Eizelle und jede Spermienzelle 46 Chromosomen, somit die befruchtete Eizelle 92.
Um das zu vermeiden, muss die Anzahl der Chromosomen bei der Bildung von Keimzellen halbiert werden. Dies geschieht bei der Meiose.
Die Meiose erfolgt in 2 Abschnitten:
Bei der Meiose I werden die 23 Chromosomenpaare getrennt.
Ergebnis: 2 Zellen mit je 23 Chromosomen.
Bei der Meiose II werden dann alle 23 Chromosomen in ihre Schwesterchromatiden getrennt, genau wie bei einer Mitose.
Ergebnis: 4 Zellen mit je 23 „halben“ Chromosomen (1-Chromatid-Chromosomen).
Beim Mann (bzw. Jungen) entstehen so aus einer Zelle insgesamt 4 Spermien.
Bei der Frau (bzw. dem Mädchen) entsteht nur 1 Eizelle, 3 kleine Polkörperchen sterben ab.
Bei jeder Zellteilung (Mitose) wird die DNA verdoppelt. Dies passiert über den Mechanismus der DNA-Replikation.
Hier gibt es einen You-tube-Film dazu.
EVOLUTION - Die Entwicklung des Lebens auf der Erde
Fossilien dienen als Belege
a) Versteinerungen
Entstehung:
• Unter Luftabschluß werden Pflanzen -
oder Tierleichen im Schlamm
eingebettet. Schalen und Knochen bleiben dann erhalten.
• Weichteile verfaulen
• Schlamm dringt in Hohlräume ein und versteinert (hoher Druck !)
b) Konservierung im Eis
c) im Moor
d) in Bernstein
Frage trifft Antwort: Wie entsteht ein Fossil
Belege für Evolution
Belege für Evolution
· Fossilien
· „lebende Fossilien“
· Mosaikformen (Brückenformen)
Mosaikformen (Brückenformen)
Mosaikformen vereinen Merkmale mehrerer Großgruppen in ihrem Körperbau. Man spricht daher auch von Brückenform oder (bei Tieren) vom Brückentier.
Beispiel: Archaeopterix („Urvogel“) besaß noch typische Reptilienmerkmale (lange Schwanzwirbelsäule, freie Fingerknochen, Zähne, aber auch schon Vogelmerkmale (Federn, verwachsene Schlüsselbeine).
Homologie
Organe und Strukturen, die sich auf einen gemeinsamen Grundbauplan zurückführen lassen, bezeichnet man als homolog.
Der gemeinsame Grundbauplan liefert einen Hinweis auf eine gemeinsame Abstammung!
Beispiel: Vorderextremitäten der Wirbeltiere (siehe Arbeitsblatt).
Analogie (Analoge Organe)
Analoge Organe sind im Aussehen oder ihrer Funktion ähnlich, haben aber einen unterschiedlichen Ursprung und keinen gemeinsamen Grundbauplan.
Beispiel: Insektenflügel / Flügel bei Vögeln
Linsenauge bei wirbellosen Tieren / Linsenauge bei Wirbeltieren
In der Evolution haben sich also unabhängig voneinander ähnliche Strukturen (z.B. zum Fliegen) herausgebildet! Man spricht hier auch von konvergenter Entwicklung
Homologie und Analogie (Simple Biology)
Rudiment
Ein Rudiment ist ein Überrest von einem Organ, das heute keine oder eine andere Funktion mehr hat („evolutives Überbleibsel“).
Beispiele: Reste des Beckens beim Wal, Wurmfortsatz („Blinddarm“) beim Menschen, Weisheitszähne (Mensch)
Atavismus
Atavismen sind krankhafte Ausbildungen von Merkmalen aus der evolutiven Vergangenheit, die normalerweise nicht auftreten.
Beispiele: Ganzkörperbehaarung beim Menschen („Wolfskinder“), zweiter Huf beim Pferd.
Biogenetische Grundregel
Embryonen von Wirbeltieren unterschiedlicher Gruppen (z.B. Fisch, Vogel, Mensch) sehen sich in frühem Stadium sehr ähnlich.
Man sagt, in der Embryonalentwicklung tauchen Merkmale der Stammesentwicklung (Evolution) auf.
Evolutionstheorien
Weltreligionen
Die Welt wurde so wie sie heute ist von einer göttlichen Macht, einem Schöpfer erschaffen.
Theorie der Urzeugung
Lebewesen entstehen nach dieser Theorie aus unbelebter Materie, z.B. Fliegenmaden aus totem Fleisch, Würmer aus Erde…
(Mittelalter!)
Cuvier (1769-1832): Katastrophentheorie
Bei Katastrophen sind Tierarten ausgestorben. Ihr Platz wurde dann von anderen eingenommen.
Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829)
Arten verändern sich!
2 Gesetze:
1. Organe die ständig gebraucht werden verstärken sich, nicht gebrauchte Organe verkümmern.
2. Diese Merkmale werden dann vererbt.
Beispiel: Giraffe streckt sich à Hals wird länger à wird vererbt
Evolutionstheorie von Charles Darwin (1809-1882)
Darwins Evolutionstheorie enthält folgende Aussagen:
· Die Individuen einer Art unterscheiden sich.
· Jede Art erzeugt mehr Nachkommen als überleben können.
· Daher kommt es zu einem „Überlebenskampf“ („Struggle for life“)
· Nur die am besten angepassten Individuen überleben
(„Survival of the fittest“)
Auf dieser Theorie basiert auch die heute gültige Evolutionstheorie!
Die moderne Evolutionstheorie
(„synthetische Evolutionstheorie“)
Auf der Grundlage der Darwinschen Selektionstheorie wurde die synthetische Evolutionstheorie entwickelt:
· Durch das Zusammenspiel von Mutation und Rekombination* entsteht eine Vielfalt (Variabilität), die Individuen sind unterschiedlich.
· Hier setzt die Selektion an („Survival of the
fittest“)
· Isolation führt dann häufig zur Entstehung neuer Arten.
Rot unterlegt: Evolutionsfaktoren! (siehe Buch S. 404f.)
*Rekombination: Jedes Individuum ist ein Produkt aus mütterlichem und väterlichem Erbgut
Quarks und Caspers: Evolution - Wie wir wurden was wir sind
Evolution des Menschen
Was unterscheidet uns von Menschenaffen?
· Der vollständig aufrechte Gang
· Das größere Gehirn
· Die vielfältig einsetzbare Greifhand
· Das gleichmäßige Gebiss (fast ohne Eckzähne)
· Schädel: keine Überaugenwülste, hohe Stirn, keine „Schnauze“
Der Schlüssel zum Erfolg….
· Werkzeuggebrauch (à Technik)
· Sprache
· Feuer
Vorläufiger Stammbaum des Menschen
· Australopithecus
aufrechter Gang, gebrauchte einfache Werkzeuge
· Gattung Homo
Werkzeuggebrauch durch Fossilfunde abgesichert
verzweigter Stammbaum
Homo neanderthalensis (Neanderthaler)
- lebte vor 200000 Jahren, letzte Funde 30000 Jahre
Homo sapiens (unser direkter Vorfahre)
- lebte rund 100000 Jahre mit dem Neanderthaler zusammen
- Vermischung ist inzwischen nachgewiesen (Genetik)
- vermutlich verdrängte er den Neanderthaler allmählich
Out of Africa Theorie
Heute geht man davon aus, dass es mehrere Wanderungsbewegungen unserer Vorfahren von Afrika ausgehend gegeben hat.
So ist Homo ergaster vor ca. 1,8 Mio Jahren von Afrika aus nach Asien ausgewandert.
Unser direkter Vorfahre Homo sapiens wanderte vor ca. 100000 Jahren ebenfalls aus Afrika aus und besiedelte nach und nach Europa, Asien und den amerikanischen Kontinent.
Unser Immunsystem
Hier ist ein gut verständlicher Artikel aus der Apotheken-Umschau
Biologie und Umwelt