Doch, sämtlicher Sauerstoff in der Atmosphäre ist biologischen Ursprungs! Er stammte damit von Lebewesen, die (oxygene) Photosynthese betrieben haben. Begonnen hat das vor etwa 3.8 Mrd. Jahren. Damals gab es noch keine Landpflanzen (Embryophyta), wohl aber bereits Cyanobakterien, die auch der Ursprung des Sauerstoffs sind (und auch der Ursprung der oxygenen Photosynthese, denn aus Cyanobakterien sind auch die Chloroplasten entstanden, also jene Zellorganellen, mit denen Landpflanzen Photosynthese betreiben). Es dauerte aber eine Weile, bis die Atmosphäre sich mit Sauerstoff anreicherte. Zuerst löste sich der Sauerstoff im Wasser und reagierte mit eisenhaltigen Verbindungen, die dann ausgefällt wurden - so sind sämtliche unsere eisenhaltigen Oxidgesteine entstanden. Erst als das Wasser des Urozeans mit Sauerstoff gesättigt war, ging Sauerstoff auch in die Atmosphäre über.

Die ersten photosynthetisch aktiven Organismen haben mit ihrer Tätigkeit das Leben insgesamt sogar in eine echte Krise gestürzt und sehr wahrscheinlich für ein erstes größeres Massenaussterben gesorgt. Sauerstoff ist nämlich in erster Linie ein Zellgift, weil Sauerstoff so hoch reaktiv ist. Das gilt insbesondere für die so genannten Sauerstoffradikale. Deshalb war es notwendig, dass sich Schutzmechanismen (z. B. Katalase oder Cytochrome) entwickelten, die den Sauerstoff entgiften konnten.

Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre war übrigens auch nicht immer gleich hoch, sondern er schwankte immer wieder einmal. Als beispielsweise im Perm das größte bislang bekannte Massenaussterben auftrat, sank der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre stark ab, vielleicht infolge verstärkter vulkanischer Aktivität. Vielleicht auch, weil es zu einer Eutrophierung der Ozeane gekommen ist, woraufhin diese regelrecht umgekippt sind. Nach dem Ende des Perms hat es bis weit in den Jura hinein gedauert, bis der Sauerstofgehalt wieder ähnlich hoch war wie heute. Man nimmt an, dass der niedrige Sauerstoffgehalt der Luft auch den Aufstieg der Dinosaurier ermöglicht hat. Dank ihres extrem effizienten Atmungssystems (es ermöglicht ihnen heute noch das Fliegen), konnten die Dinosaurier mit dem niedrigen Sauerstoffgehalt womöglich besser zurecht kommen, als andere Landwirbeltiere.

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An die Evolutionstheorie

Mit Glauben hat die Evolutionstheorie nichts zu tun. Entscheidend ist, was sich beweisen lässt. Und hier sprechen alle Belege ganz klar und eindeutig für die Evolutionstheorie. Es ist daher egal, ob man an sie glaubt oder nicht, sie ist schlicht und ergreifend ein Fakt und daran gibt es, wie bei anderen wissenschaftlichen Theorien wie z. B. Einsteins Relativitätstheorie, nichts zu diskutieren. Dass Evolution stattfindet, ist so sicher wie der Himmel blau, das Gras grün und der Papst katholisch ist. Übrigens: ja, auch der Papst bzw. die katholische Kirche als Instanz stellt die Evolutionstheorie heute nicht mehr in Frage. Man kann also sehr wohl gleichzeitig gläubig sein und trotzdem die Evolutionstheorie anerkennen.

Aber schauen wir uns doch einfach einmal ein paar Belege für die Evolutionstheorie an. Obwohl ... wir sollten vielleicht vorher noch klären, was eine Theorie überhaupt ist. Wenn Wissenschaftler von einer Theorie sprechen, dann meinen sie nämlich keine bloße Vermutung, Vorstellung oder eine unbewiesene Idee (so etwas nennen die Forschenden eine Hypothese) - weshalb der Einwurf, die Evolutionstheorie sei ja "nur eine Theorie" absolut ungerechtfertigt ist.
Eine Theorie im wissenschaftlichen Sinn ist ein Erklärungsmodell für einen Sachverhalt (in unserem Fall die Entstehung und die Veränderlichkeit der Arten betreffend), das durch zahlreiche Befunde wie z. B. Experimente hinreichend belegt ist. Damit ist eine Theorie praktisch bewiesen. Einen echten, rein logischen (sprich: mathematischen) Beweis gibt es allerdings nicht, das bleibt den Mathematikern vorbehalten und es ist denen auch nur möglich, weil sie im Voraus bestimmte Dinge definiert haben, die als wahr vorausgesetzt werden. Wenn es um die Evolutionstheorie geht, sind wir auf eine andere Form der Beweisführung angewiesen, nämlich das Sammeln von empirischen Belegen als Indizienbeweisen. Man muss also spezielle Sachverhalte zusammentragen und kann von diesen dann auf die allgemeinen Grundlagen schließen, was formell einer Beweisführung durch Induktion entspricht.

Und welche Belege gibt es nun für die Evolutionstheorie? Hier eine kleine Auswahl:

  • Fossilien als die versteinerten Überreste ausgestorbener Lebewesen zeigen eindeutig, dass auf der Erde seit mindestens 3.8 Mrd. Jahren Leben existiert und dass es sich im Lauf der Zeit ständig verändert hat. Auf dieses Alter konnten mittels physikalischer Isotopenuntersuchung die ältesten Fossilien, so genannte Stromatolithen, datieren. Stromatolithen sind Steine, die aus vielen übereinander liegenden Schichten bestehen und von Bakterienmatten geschaffen wurden. Lebende Stromatolithen gibt es heute noch, z. B. in der Shark Bay in Australien. Sie sehen praktisch idenisch aus wie die fossilen Stromatolithen. Fossilien lassen sich problemlos in den Stammbaum der heute lebenden (rezenten) Arten einordnen, was eindeutig für die Verwandtschaft der rezenten Vorfahren mit ihren Vorfahren spricht. Auch gibt es zahlreiche Brückenfossilien (z. B. den Urvogel Archaeopteryx oder "Fisch-Amphibien" wie Tiktaalik und Ichthyostega), die belegen, dass die rezenten Arten aus Vorfahren hervorgingen. Anhand paläontoligischer Stufenreihen ist die Evolution bestimmter Entwicklungslinien besonders gut dokumentiert, darunter auch unsere eigene (beginnend bei dem rund 6 Mio. Jahre alten Sahelanthropus über Australopithecus, Homo habilis, Homo erectus und schließlich vor rund 318 000 Jahren den ersten Fossilien unserer eigenen Spezies, Homo sapiens).
  • Auch lebende Brückenformen, so genannte lebende Fossilien, existieren und sind ein klarer Beleg für die Evolutionstheorie. Die Eierlegenden Säugetiere (Monotremata) belegen z. B., dass die Säugetiere (Mammalia) von eierlegenden kriechtierartigen Vorfahren abstammen. Andere Beispiele für lebende Brückenorganismen sind Lungenfische (Dipnoi) und Quastenflosser (Coelacanthiformes).
  • Es gibt ein System der abgestuften Ähnlichkeit. Alle Lebensformen lassen sich aufgrund gemeinsamer Merkmale (Apomorphien) zu bestimmten Gruppen (Taxa) zuordnen, die in verschiedenen Ebenen organisiert sind. Mit jeder Ebene nimmt die Ähnlichkeiten der Arten untereinander zu, die Ähnlichkeiten werden also immer spezifischer. Beispielsweise haben alle Arten des Taxons Raubtiere (Carnivora) ein Brechscherengebiss zwischen dem letzten Praemolarzahn des Oberkiefers und dem ersten Molar des Unterkiefers. Innerhalb der Raubtiere haben aber nur die Katzen (Felidae) einen verkürzten Gesichtsschädel, vorn je fünf und hinten jeweils vier Zehen mit einziehbaren Krallen, nicht jedoch andere Raubtier-Taxa wie z. B. Hunde (Canidae) oder Bären (Ursidae). Das System der abgestuften Ähnlichkeit lässt sich dabei problemlos in einen Stammbaum des Lebens umschreiben, der alle rezenten Arten miteinander verbindet. Das spricht ganz klar dafür, dass alle Arten von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen (Deszendenztheorie).
  • Durch den Vergleich der Baupläne der verschiedenen rezenten Taxa können morphologische Stufenreihen aufgestellt und damit verschiedene Abschnitte der Evolution nachvollzogen werden. So lässt sich z. B. durch den Vergleich verschiedener Augentypen (Augengruben, Becheraugen, Linsenauge) rekonstruieren, wie so ein komplexes Organ wie unser Auge über verschiedene funktionsfähige (!) Zwischenformen aus einem ganz einfachen Vorläufer entstanden ist. Ein anderes Beispiel ist das vergleichende Studium der Anatomie der Gehirne von Fischen, Amphibien, "Kriechtieren" und Säugetieren, das zeigt, wie die Evolution des Säugergehirns stattgefunden hat, indem u. a. das Großhirn immer größer wurde.
  • Atavismen oder Rückschläge sind ein weiterer Beleg für die Evolutionstheorie. Das ist das spontane Wiederauftreten eines Merkmals bei einem Individuum, das in der Stammesgeschichte (Phylogenese) eigentlich verloren ging. Dazu zählen z. B. Polythelie (überzählige Brustwarzen), Hornzipfel oder Halsfisteln beim Menschen oder Polydactylie bei verschiedenen Huftieren.
  • Ähnlich verhält es sich mit Rudimenten. Das sind Merkmale, die in der Phylogenese weitgehend reduziert wurden. So belegt beispielsweise der Wurmfortsatz des Menschen, dass unsere Vorfahren einst einen Blinddarm (Caecum) besaßen, mit dem sie Cellulose verdauen konnten. Unser Steißbein bezeugt, dass unsere Vorfahren geschwänzte Affen gewesen sind. Und Wale (Cetacea) besitzen noch Reste des Beckengürtels, was ein klarer Beleg dafür ist, dass sie von landlebenden huftierartigen Säugetieren abstammen (tatsächlich sind ihre nächsten lebenden Verwandten die Flusspferde).
  • Die biogenetische Grundregel oder Rekapitulationsregel, einst von Ernst Haeckel aufgestelt, besagt, dass jedes Individuum während seiner Individualentwicklung (Ontogenese) die Stationen seiner Stammesentwicklung (Phylogenese) wiederholt. Während der Schwangerschaft entwickeln sich bei einem menschlichen Embryo z. B. Kiemenbögen, wie bei einem Fisch. Die Rekapitulationsregel gilt zwar nicht uneingeschränkt, weil beispielsweise Vögel (sie stammen von zweibeinigen, gefiederten Dinosauriern ab) keine Zähne rekapitulieren und andere Merkmale können auch echte evolutionäre Neubildungen sein und kein "Echo aus der Vergangenheit". Die Fangmaske der Libellenlarven ist z. B. so eine Neubildung während eines frühen Ontogenese-Stadiums. Das heißt aber nicht, dass Libellenlarven die Evolutionstheorie im Allgemeinen und die Rekapitulationsregel im Speziellen widerlegen würden. Es zeigt viel mehr, dass Evolution einfach nur zu jeder Zeit wirkt, nicht erst beim "fertigen" Individuum, sondern schon von Beginn an.
  • Seit etwa Mitte des 20. Jahrhunderts wird die Evolutionstheorie außerdem durch zahlreiche Befunde aus der Molekularbiologie und der Genetik gestützt. So hat sich z. B. gezeigt, dass der genetische Code (von wenigen Besonderheiten abgesehen) bei allen Lebewesen gleich ist, man spricht von der Universalität des genetischen Codes. In allen Lebewesen codiert die selbe Abfolge aus drei DNA-Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin), ein so genanntes Triplett, für die selbe Aminosäure in einem proteinbildenden Gen. Das kann nur sein, wenn der genetische Code nur ein einziges Mal entstanden und dann von allen Nachfahren "geerbt" wurde - mit anderen Worten: die Universalität des genetischen Codes belegt, dass alle Arten miteinander verwandt sind.
  • Es gibt noch mehr Gemeinsamkeiten. Alle Lebewesen setzen die in der DNA gespeicherte Information auf die gleiche Weise um: sie wird erst in eine RNA umgeschrieben (Transkription) und dann an den Ribosomen in die Aminosäurenabfolge des Proteins übersetzt (Translation). Die Ribosomen von Pro- und Eukaryoten unterscheiden sich zwar ein bisschen voneinander, insgesamt ist das Prinzip aber das gleiche. Auch das pricht für eine Verwandtschaft der Arten miteinander.
  • Übrigens können die molekularbiologischen Daten auch ähnlich wie das System der abgestuften Ähnlichkeit genutzt werden, um damit einen "genetischen Stammbaum des Lebens" zu erstellen. Das Grundprinzip ist gleich: je ähnlicher sich zwei Arten in der Sequenz ihrer DNA sind, umso näher sind sie miteinander verwandt. Je größer die Unterschiede sind, umso ferner ist die Verwandtschaft. Interessant ist, dass sich die Stammbäume, die auf Vergleichen von DNA-Sequenzen beruhen, mit den auf morphologischen Merkmalen basierenden Stammbäumen sehr gut decken. Zwei verschiedene Methoden bestätigen also unabhängig voneinander das gleiche Ergebnis.
  • Darüber hinaus gibt es natürlich auch viele Laborexperimente und sogar Computersimulationen und Freilanduntersuchungen. Auf Galápagos beispielsweise untersucht und vermisst das Ehepaar Grant auf der Insel Daphne Major seit 1973 die Schnabellänge der dort lebenden Mittleren Grundfinken (Geospiza fortis) und zeigt, dass die Schnabellänge sich immer wieder verändert und sich damit den sich ändernden Umweltbedingungen anpasst - genau, wie die Evolutionstheorie es voraussagt. 1977/1978 herrschte eine große Dürre, infolgedessen schwand das Nahrungsangebot. Übrig blieben nur die Samen des Burzeldorns (Tribulus cistoides). Die Mittelgrundfinken auf der Insel passten sich an und in den Folgejahren konnte beobachtet werden, dass die Schnabelgröße zunahm, denn ein großer Schnabel ist zum Knacken großer Samen besser geeignet als ein kleiner Samen. In den Folgejahren wurde es wieder feuchter und die durchschnittliche Schnabelgröße näherte sich wieder dem Wert vor der Dürre an. 2004/2005 war es ebenfalls wieder sehr trocken. Diesmal passierte aber genau das Gegenteil dessen, was zu erwarten gewesen wäre, die Durchschnittsgröße wurde kleiner. Grund dafür ist, dass in der Zwischenzeit der Großgrundfink (Geospiza magnirostris), der auf Daphne Major zuvor nicht vorkam, eingewandert ist und dort heimisch wurde. Großgrundfinken haben ohnehin einen größeren Schnabel als Mittelgrundfinken und sind größer und damit konkurrenzfähiger. Um der viel zu großen Konkurrenz durch die Großgrundfinken zu entgehen, wurde der Schnabel der Mittelgrundfinken deshalb kleiner. Damit war die Überlebensfähigkeit der Mittelgrundfinken zwar gegenüber der vor der Dürre reduziert, aber nicht so stark wie das passiert wäre, wenn sie sich in die gleiche Richtung wie die Großgrundfinken angepasst und beim Konkurrenzkampf mit ihnen permanent den Kürzeren gezogen hätten.
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Es ist möglich, aber es ist nicht so, dass es keine Zwangsläufigkeit sein muss. Viele meinen ja, die Evolution strebe danach, immer komplexer und fortschrittlicher zu werden und dass so etwas wie der Mensch zwangsläufig entstehen müsse. Tatsächlich aber ist Evolution kein zielgerichteter Prozess. Evolution ist keine Einbahnstraße, sondern sie verläuft ohne dabei ein bestimmtes Ziel zu verfolgen. Was in der Evolution zählt, ist einzig, dass die Arten an ihre jeweilige Umwelt zum aktuellen Zeitpunkt angepasst sind. Wie fortschrittlich, intelligent oder komplex sie sind, ist dabei vollkommen egal. Andernfalls wären ja nicht die meisten und erfolgreichsten Lebewesen nach wie vor simple Einzeller. Und es gibt sogar ziemlich viele Beispiele, bei denen der "Trend" in die entgegengesetzte Richtung verlaufen ist, also vom Komplexen hin zum Einfachen. Bandwürmer (Cestoda) beispielsweise sind sehr einfach gebaute Lebewesen. Sie stammen von freilebenden Plattwürmern ab, die viel komplexer gebaut sind. Weil Bandwürmer als Parasiten im Darm von anderen Tieren, meist Warmblütern, leben, haben sie ihr eigenes Verdauungssystem vollständig verloren. Alles, was sie benötigen, nehmen sie direkt über ihre Körperoberfläche auf. Von ihren Organen sind einzig die Geschlechtsorgane erhalten geblieben.
Dass es den Menschen überhaupt gibt, ist deshalb v. a. eins: ein riesengroßes Glück. Gott würfelt eben doch, könnte man sagen. Wenn es möglich wäre, die Evolution zurückzudrehen und noch einmal bei Null zu starten, dann würde das Ergebnis nach 4 Mrd. Jahren ganz anders aussehen als das, was wir heute kennen. Menschen müssen dabei keineswegs entstehen, nicht einmal etwas, was annähernd menschenähnlich ist.

Wenn Evolution sich (scheinbar) wiederholt, dann sprechen Wissenschaftler von einer repetitiven Evolution. Einige wenige Beispiele dafür gibt es sogar. Da gibt es z. B. eine flugunfähige Rallenart auf einer Insel. Ich meine, es könnte Mauritius gewesen sein, bin mir aber nicht ganz sicher. Wenn du "repetitive evolution" googelst, wird dir dieses Beispiel aber ganz bestimmt recht weit oben in den Treffern angezeigt.
Jedenfalls stammte diese Ralle von einer Unterart einer flugfähigen Rallenart vom Festland ab. Als Anpassung an das Leben auf der Insel hat sie ihre Flugfähigkeit verloren. Zum einen gibt es auf Inseln meist keine Raubfeinde, sodass Fliegen unnötig ist. Zum anderen erhöht Flugfähigkeit auch die Gefahr, bei einem Sturm aufs offene Meer geweht zu werden und dort umzukommen, weshalb es für viele Inselbewohner von Vorteil ist, die Flugfähigkeit aufzugeben. Forscher haben das Fossilienmaterial auf der Insel ausgewertet und dabei festgestellt, dass mindestens drei Mal Rallen vom Festland auf die Insel gelangt sind, flugunfähig wurden und dann wieder ausstarben. Es gab also hintereinander drei verschiedene, unabhängige Besiedlungen vom Festland aus mit einer ganz ähnlichen Anpassung. Dabei ist natürlich die ausgestorbene Ralle nicht wieder zum Leben erwacht, weshalb es keine echte De-Extinktion ist. Vielmehr hat sich analog zur ersten Besiedlung einfach in gleichartiger Weise noch zwei Mal danach eine gleiche Anpassung ergeben.

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Es gibt nicht das eine Artkonzept, deshalb ist es ziemlich schwer, die Frage "Was ist eine Art?" zu beantworten. Es gibt eine kaum benennbare Anzahl verschiedener Artkonzepte, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Von denen möchte ich hier nur ein paar der geläufigsten zehn Artkonzepte erörtern.

Das am häufigsten gebrauchte Artkonzept ist das biologische Artkonzept. In seiner heutigen Form geht es v. a. auf den deutsch-amerikanischen Evolutionsbiologen Ernst Mayr zurück. Eine biologische Art wird definiert als eine Fortpflanzungsgemeinschaft. Zu einer Art gehören nach dieser Definition alle Individuen, die untereinander uneingeschränkt fruchtbaren Nachwuchs hervorbringen können, abgesehen davon, dass bei Arten mit verschiedenen Geschlechtern (männlich, weiblich) sich nur zwei verschiedengeschlechtliche Individuen erfolgreich fortpflanzen können.
Das gute am biologischen Artkonzept ist, dass es sehr eindeutig ist. Zwischen verschiedenen Arten gibt es eine eindeutig bestimmbare (Fortpflanzungs)grenze. Ein Nachteil ist, dass man das biologische Artkonzept nur schwer testen kann ("Sind das jetzt zwei Arten oder doch nur eine?"), denn dafür sind aufwändige Kreuzungsversuche notwendig und in den meisten Fällen wissen wir über das Fortpflanzungsverhalten einer Art so wenig, dass wir sie z. B. im Labor nicht nachzüchten können. Nur mit den allerwenigsten Arten lassen sich also solche Fortpflanzungsexperimente durchführen. Der größte Nachteil des biologischen Artkonzepts ist aber, dass es sich nur auf Arten anwenden lässt, die sich sexuell vermehren, weil die sexuelle Vermehrung ja ein zwingendes Kriterium ist. Arten, die sich ausschließlich asexuell vermehren, so genannte Agamospezies, wie etwa Bakterien, können nach diesem Konzept deshalb überhaupt nicht definiert werden.

Das morphologische Artkonzept definiert eine Art als eine Gemeinschaft von Individuen, die gemeinsame morphologische Merkmale miteinander aufweisen. Vereinfacht gesagt gehört alles zu einer Art, was sich sehr ähnlich sieht. Dabei gibt es aber zwei Schwierigkeiten: erstens können Individuen einer Art in verschiedenen geographischen Räumen (Unterarten) sich in ihrem Aussehen so stark voneinander unterscheiden, dass man sie für getrennte Arten hält, obwohl die Individuen der verschiedenen Populationen untereinander ohne Probleme Nachwuchs zeugen können, nach dem biologischen Artkonzept also als zu einer einzigen Art gehörend betrachtet werden müssen. Zum anderen können zwei verschiedene Arten sich auch äußerlich kaum voneinander unterscheiden und können für eine einzige Art gehalten werden, obwohl sie sich nicht miteinander kreuzen. Man spricht dann von kryptischen Arten. Die afrikanischen Stumpfkrokodile der Gattung Osteolaemus beispielsweise wurden früher für eine einzige Art gehalten (O. tetraspis). Heute weiß man, dass nur die Population im Ogoué-Becken zu dieser Art gehören, während die Population im Kongo-Becken zu einer eigenen Art (O. osborni) gehört. Und sogar eine dritte, bislang aber wissenschaftlich nicht beschriebene Art (O. nov. sp.) gibt es, die bisher aber nur aus Zoos bekannt ist.
Ein großer Vorteil des morphologischen Artkonzepts ist, dass man dafür nur morphologische Merkmale miteinander vergleichen muss. Paläontologen, die sich nur mit teils vor langer Zeit ausgestorbenen Arten beschäftigen, haben für die Artbestimmung in der Regel nur die morphologischen Merkmale der Fossilien zur Verfügung. Sie können daher gezwungenermaßen nur mit dem morphologischen Artkonzept arbeiten. Arten können ihr Aussehen im Lauf der Zeit aber auch ändern. In der Paläontologie wird das morphologische Artkonzept deshalb noch um den Faktor Zeit erweitert und man spricht dann von einer Chronospezies. Damit sind dann alle Individuen mit gemeinsamen Merkmalen zu einer bestimmten Zeit gemeint. Zwischen den zeitlich aufeinanderfolgenden Arten können dann aber die Grenzen durchaus fließend sein. Bei vielen homininen Fossilien ist es z. B. schwer zu sagen, ob das nun "noch" ein Homo habilis (der erste Vertreter der Menschen) oder "schon" ein Homo erectus (der direkte Nachfahr des H. habilis) ist.

Auch auf Bakterien lässt sich das morphologische Artkonzept kaum anwenden. Es sind ja nur Einzeller, die sich morphologisch kaum voneinander unterscheiden. Es sind alles mehr oder weniger kugelige oder stäbchenförmige Zellen, noch dazu ähnlich groß. Bei Einzellern wendet man deshalb oft das physiologische Artkonzept an. Neben den morphologischen Besonderheiten untersucht man hierbei die Stoffwechselleistungen und erweitert quasi die Palette um physiologische Merkmale. Dazu gehört z. B., ob ein Bakterium aerob, anaerob oder fakultativ anaerob ist, ob es Stickstoff, Stärke oder Eisen verwerten kann usw.

Weil es sehr aufwändig ist, die verschiedenen Stoffwechselleistungen zu untersuchen, wird in jüngster Zeit die Systematik der Bakterien anhand des genetischen Artkonzepts vorgenommen. Dabei vergleicht man die DNA miteinander und rechnet alles zu einer Art, was zu einem gewissen Prozentsatz genetisch übereinstimmt. Als Grenze wurde dabei eine Übereinstimmung von mindestens 97 % festgelegt. Demnach gehört alles, was zu mehr als 3 % genetisch verschieden ist, zu verschiedenen Arten. Problematisch daran ist, dass die Grenze rein willkürlich ist. Man hätte ja genauso gut auch 10, 5 oder 1 % Unterschied festlegen können. Eine echte Begründung, warum es genau 3 % sind, gibt es nicht.

Einen ganz anderen Ansatz verfolgt das ökologische Artkonzept. Es macht sich das Konkurrenzausschlussprinzip zunutze. Das besagt, dass in einem Ökosystem eine ökologische Nische nur von einer Art besetzt werden kann. Wenn zwei Arten die gleiche Nische besetzen wollen, kommt es entweder zur Verdrängung der einen Art durch die andere oder beide teilen sich die ökologische Nische untereinander auf (Nischendifferenzierung). Die neuen Teilnischen der beiden Arten unterscheiden sich dann leicht voneinander, z. B. durch unterschiedliche Aktivitätszeiten (tagaktiv vs. nachtaktiv) oder unterschiedliche räumliche Nutzung (am Boden, am Stamm eines Baums, in der Baumkrone). Als Ökospezies gelten deshalb alle Individuen, die die gleiche ökologische Nische besetzen. Es findet deshalb v. a. bei ökologischen Betrachtungen Anwendung. Die Schwierigkeit besteht darin, dass es nicht leicht ist, die ökologische Nische in ihrer Gänze zu bestimmen. Alle Aspekte einer ökologischen Nische zu erfassen, ist kaum möglich. In der Regel kann man nur ein paar wenige Lizenzen des Lebensraums erforschen und die entsprechenden Valenzen der Individuen ermitteln. Um die ökologische Nische in ihrer Gänze zu umschreiben, müsste man aber jeden einzelnen Umweltparameter, sowohl die belebten als auch die unbelebten, gesondert betrachten und den Toleranzbereich der Art ermitteln.

Sehr eng verwandt sind das evolutionäre und das phylogenetische Artkonzept. Das evolutionäre Artkonzept versteht eine Art als Angehörige, die eine gemeinsame Evolutionslinie bilden. Das phylogenetische Artkonzept definiert eine Art als Individuengemeinschaft mit einer gemeinsamen Stammesgeschichte (Phylogenese). Das phylogenetische Artkonzept hat in den letzten zehn, zwanzig Jahren immer größere Bedeutung erlangt, weil es recht einfach untersucht werden kann.
Um eine phylogenetische Art zu charakterisieren, sucht man nach Merkmalen, die die gemeinsame Stammesgeschichte begründen können. Solche Merkmale, die für eine phylogenetische Linie charakteristisch sind, bezeichnet man Apomorphien oder abgeleitete Merkmale. Das sind Merkmale, die im Lauf der Stammesgeschichte in dieser phylogenetischen Linie neu aufgetreten sind (deshalb abgeleitetes Merkmal, nämlich abgeleitet vom ursprünglichen (plesiomorphen) Zustand), die nur in dieser und keiner weiteren phylogenetischen Linie auftreten und die alle Angehörigen der phylogenetischen Linie besitzen. Apomorphien können morphologische Merkmale sein. In jüngster Zeit gewinnen bei der Untersuchung phylogenetischer Linien aber immer stärker molekulargenetische Merkmale (Vergleiche von DNA-Sequenzen) an Bedeutung, weil sie mit dem Fortschritt der Technik immer einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden können. Wesentliche Vorteile der molekularbiologischen Methoden sind, dass es erstens eine riesengroße Anzahl an Einzelmerkmalen gibt, die man miteinander vergleichen kann, nämlich jede einzelne Stelle einer DNA-Sequenz. Wenn ein Gen eine Länge von 100 bp (Basenpaaren) hat, hat man also schon 100 Einzelmerkmale, die man miteinander vergleichen kann. Der zweite Vorteil ist, dass jedes Einzelmerkmal im Großen und Ganzen nur vier Merkmalszustände annehmen kann, nämlich A, G, T oder C ( je nachdem, ob in ein DNA-Nukleotid als Base Adenin, Guanin, Thymin oder Cytosin eingebaut ist). Das macht es natürlich leicht, ein Merkmal eindeutig zu bestimmen, weil es nicht zig verschiedene Zwischenformen geben kann.
Das große Problem beim phylogenetischen Artkonzept ist, dass es, wie schon beim genetischen Artkonzept, schwierig ist, eine Grenze zu finden, bei der eine phylogenetische Linie aufgrund ihrer apomorphen DNA-Merkmale als eigenständig gelten kann. Wenn man mit einer genügend feinen Auflösung sucht, wird man ja bei jedem einzelnen Individuum fündig, denn wie bekannt sein dürfte, ist jedes Einzelindividuum ja genetisch einzigartig und besitzt damit mindestens ein paar genetische Apomorphien. Auf die Spitze getrieben hieße das, dass, wendet man das phylogenetische Artkonzept konsequent an, jedes Individuum zu einer neuen Art gerechnet werden müsste.
Deshalb haben sich auch innerhalb der Systematiker zwei große Lager aufgetan: die Splitter und die Lumper. Splitter betonen eher die Unterschiede und neigen deshalb dazu, selbst geringfügige Unterschiede schon als eigenständige phylogenetische Linie und damit als getrennt voneinander zu betrachtende Arten aufzufassen. Lumper hingegen legen Wert auf das Gemeinsame. Sie fassen phylogenetische Linien deshalb weiträumiger zusammen und neigen dazu, kleinere Abweichungen noch als zu einer gemeinsamen phylogenetischen Linie und damit zu einer Art gehörig zu betrachten. Ein Beispiel für diese unterschiedlichen Ansätze ist die Steppengriaffe (Giraffa camelopardalis). Während Splitter aufgrund molekulargenetischer Befunde bis zu fünf verschiedene phylogenetische Linien (und damit fünf Arten) unterscheiden, zählen Lumper alle Giraffen zu einer einzigen Art (mit bis zu neun Unterarten). Für die Splitter spricht, dass die verschiedenen Linien tatsächlich nur selten in der Natur miteinander kreuzen und dass Datierungen mit Hilfe der molekularbiologischen Daten (molekulare Uhr) gezeigt haben, dass die Linien schon seit einigen Mio. Jahren eigenständig sind. Für die Sichtweise der Lumper spricht hingegen, dass morphologische Merkmale die einzelnen Arten nicht konsequent abgrenzen können, sondern es fließende Übergänge z. B. im Fellmuster gibt, dass alle Giraffen in ihrem Verhalten sehr ähnlich sind und dass alle Giraffen untereinander uneingeschränkt fruchtbar sind und in Zoos schon viele Mischlinge verschiedener Giraffen-Unterarten gezeugt wurden.

Das Konzept des General Lineage (generelle Entwicklungslinie) ist eine Art Verbindung zwischen phylogenetischem und biologischem Artkonzept. Es erkennt an, dass phylogenetische Linien auch miteinander hybridisieren können (wie das die Giraffen in seltenen Fällen in der Natur tun bzw. im Zoo recht häufig tun), die verschiedenen phylogenetischen Linien aber als eigenständig gewertet werden sollten, solange die generelle eigenständige Entwicklung erkennbar ist.

Nun ist es natürlich grundsätzlich eine rein akademische Frage, ob es nun fünf Arten oder nur eine Giraffenart ist. Tatsächlich aber haben solche systematischen Untersuchungen auch einen ganz praktischen Einfluss. Wenn man die Giraffe in fünf verschiedene Arten aufteilt, dann ist es eben nicht mehr eine einzige Art mit vielleicht hunderttausenden Individuen, die insgesamt "nur" gefährdet ist, sondern jede Art muss dann gesondert betrachtet werden und hat dann nur noch einige zehntausend Individuen und dann sind es plötzlich fünf Arten die "vom Aussterben bedroht" sind und die z. B. in Zuchtprogrammen gesondert voneinander behandelt werden müssen. Befürworter des Splittings betonen, dass damit genetische Eigenheiten (und somit lokale Anpassungen) besser erhalten bleiben können. Kritiker bemängeln, dass das System dadurch unnötig aufgeblasen und verkompliziert würde und dass die Möglichkeiten des Naturschutzes dadurch beschnitten würden. Es wäre dann ja z. B. nicht mehr möglich, zur "blutauffrischung" eine Nord-Giraffe in ein Gebiet umzusiedeln, in dem Süd-Giraffen leben, weil beide verschiedenen Arten angehörten.

Unter dem Strich heißt das, dass man in den meisten Fällen mit einem Konzept allein nicht weiter kommt. Viel eher sollten verschiedene Aspekte gemeinsam erfasst werden, um systematische Fragen zu klären. Es kann also nicht ausreichen, nur die phylogenetischen Linien zu untersuchen und dabei das biologische Artkonzept außen vor zulassen oder die morphologischen Gemeinsamkeiten bzw. Unterschiede zu ignorieren. Dennoch bleibt festzuhalten, dass es trotz aller Bemühungen "den einen Weg" nicht gibt. Richtig begründet haben daher verschiedene Sichtweisen Berechtigung, wie z. B. die von Splittern und Lumpern.

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Überhaupt nicht. Vögel sind nicht nur Nachfahren der Dinosaurier, sondern sie sind selbst ein Teil des Dinosaurier-Stammbaums und damit sind Vögel waschechte Dinosaurier. Weil es heute über 12 000 verschiedene Vogelarten gibt, sind die Dinosaurier nie ausgestorben. Gemessen an der Artenzahl gibt es heute sogar mehr Dinosaurier als je zuvor, denn im gesamten Mesozoikum haben nie mehr als ein paar hundert Dinosaurierarten gleichzeitig gelebt.

Allerdings sterben auch heute noch Vogelarten aus. Das ist eigentlich ganz normal. Beinahe 99 % aller Arten, die jemals auf der Erde existiert haben, sind wieder ausgestorben. Das Aussterben ist gewissermaßen Teil des natürlichen Evolutionsprozesses. Die meisten Arten existieren nicht länger als ein bis drei Mio. Jahre, dann verschwinden sie wieder oder spalten sich in neue Arten auf. In den vergangenen 200 Jahren hat sich aber die Geschwindigkeit, mit der Vogelarten aussterben, etwa um das Tausendfache der natürlichen Aussterberate beschleunigt. Das ist aber nicht nur bei den Vögeln so, sondern auch bei Säugetieren und vielen anderen Tiergruppen. Gegenwärtig sterben die Arten damit sogar schneller aus, als vor 65 Mio. Jahren, als sämtliche "Nichtvogel-Dinosaurier" ausstarben. Nicht wenige Wissenschaftler sprechen deshalb davon, dass wir gerade den Beginn des "sechsten großen Massenaussterbens" erleben. Schuld daran ist diesmal aber keine Naturkatastrophe, sondern eine einzige Spezies: der Mensch. Wenn wir nicht aufpassen, könnten wir also doch noch dafür sorgen, dass die Dinosaurier von der Erde verschwinden werden. Und mit ihnen wir gleich mit.

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Die Evolution der Pferde wird oft als eine lineare Reihe dargestellt, bei der die Pferde immer größer wurden, die Anzahl ihrer Zehen sich reduzierte und die Backenzähne immer hochkroniger wurden. In der Tat war das Urpferdchen (Eohippus, Hyracotherium), das man in Nordamerika und in Europa in eozänen (rund 55 Mio. Jahre alten) Schichten gefunden hat, nur wenig größer als eine Hauskatze, hatte niedrigkronige Backenzähne und besaß vorn vier und hinten drei Zehen, während die heutigen Pferde (Equus) sehr groß sind, hochkronige Backenzähne besitzen und an jeder Extremität nur noch je einen Zeh ("Einhufer") besitzen.

Erklärt wird dieser Evolutionstrend mit klimatischen Veränderungen. Eohippus/Hyracotherium war ein Waldbewohner. Sein Körper war etwas nach hinten überbaut und ähnelte damit dem einiger heute lebender waldbewohnender Antilopen. Dieser "Buschschlüpfertyp" ist perfekt dazu geeignet, sich den Weg durch den dichten Unterwuchs des Waldes zu bahnen. Seine Nahrung bestand vorwiegend aus weichen Blättern, die es mit sinen Zähnen selektiv von Zweigen abzupfte (browser). Als das Klima sich veränderte, es wurde kühler und trockener, verschwanden die riesigen Waldflächen zunehmend. Stattdessen breiteten sich weite Grasländer aus. Ohne Deckung waren die Pferde vor Raubtieren nur noch wenig sicher. Aus dem Buschschlüpfertyp wurde deshalb ein schnelles Fluchttier. Als Anpassung daran wurden die Pferde größer und ihre Zehenanzahl hat sich reduziert, mit diesen langen Beinen wurden sie nun schnelle und ausdauernde Läufer. Aber auch ihre Nahrung hat sich im Grasland verändert. Gräser schützen sich vor Fraß oft durch Silikatkristalle, die zu einer schnellen Abnutzung der Zähne führen. Aus diesem Grund wurden die Zähne der Pferde immer hochkroniger und passten sich an das veränderte Nahrungsangebot an. Aus den Selektivfressern waren wenig selektive Grasäser (grazer) geworden.

Aber stimmt das wirklich? Tatsächlich verlief die Evolution der Pferde keineswegs in einer so geraden Linie, wie oben dargestellt. Dass wir die Evolution der Pferde als eine solche Einbahnstraße wahrnehmen, liegt daran, dass heute nur noch eine einzige Linie der Pferde übrig geblieben ist, nämlich die Pferde der Gattung Equus und die sind zufälligerweise sehr groß und Graslandbewohner. In Wirklichkeit bestand der Stammbaum der Pferde aus vielen weiteren Linien und sieht deshalb nicht wie eine gerade Linie, sondern wie ein weit verzweigter Busch aus. Pickt man sich innerhalb des Stammbaumes andere Vertreter der Pferdeartigen heraus und folgt ihrer Evolutionslinie, folgen diese ganz anderen Trends, oft sogar gänzlich gegensätzig zum oben geschilderten Evolutionstrend. Die Gattung Nannippus beispielsweise war ein sehr später nordamerikanischer Vertreter der Pferde (er starb erst im Miozän vor knapp 3.3 Mio. Jahren aus, da existierte die Gattung Equus bereits), der sich sowohl von Gräsern als auch von Blättern ernährt hat, der an jeder Extremität je drei Zehen besaß und sogar kleiner war als sein direkter Vorfahr. Betrachtet man den Stammbaum der Pferde deshalb als Ganzes, zeigt sich, dass das wirkliche Bild viel komplexer war als es in den Büchern dargestellt wird und dass es innerhalb der Pferdeevolution, genau wie in jeder anderen Evolutionsgeschichte auf der Welt, keine bestimmten Evolutionstrends gegeben hat.

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Du kommst bestimmt selbst auf die Lösung. Überlege, was bei der Photosynthese benötigt wird und was dabei heraus kommt. Dann überlege, was bei der Zellatmung benötigt wird und was dabei produziert wird. Wenn du es nicht weißt, dann schlage es in deinem Biologie-Schulbuch oder im Internet (Wikipedia, Google, ...) nach. Es sollte dir dann nicht schwer fallen, um herauszufinden, wie die beiden miteinander in Verbindung stehen.

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Frisur

Die Achselhaare habe ich, genau wie meine Brustbehaarung, immer glatt rasiert, weil es mir so einfach optisch viel besser gefällt. Gerade Achselhaare finde ich einfach furchtbar unästhetisch, sowohl bei mir als auch bei anderen.

Im Intimbereich variiere ich gerne. Aktuell habe ich die Haare auf 6 mm getrimmt, Hodensack und die Haare am Schaft sind glatt rasiert. Je nach Lust und Laune bin ich aber ab und zu auch einmal komplett glatt rasiert oder lasse meine Haare zu einem natürlichen Busch wachsen. Am besten gefällt mir dann aber doch immer wieder die getrimmte Kurzhaarfrisur.

Wenn ich dir aber einen Rat geben darf: mach es einfach, wie es dir selbst am besten gefällt. Du musst dich nicht rasieren, wenn du nicht möchtest. Und du siehst ja an mir, dass du auch nicht immer das gleiche mit deinen Scham- oder Achselhaaren machen musst. Im Zweifelsfall wächst es ja auch wieder nach.

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Bitte gewöhne dir an, in Zukunft die Bilder vor dem Hochladen zu drehen. Bei mir wird es nämlich auf der Seite stehend angezeigt und ist deshalb nur sehr umständlich zu lesen.

Der Zusammenhang ist einfach. Indem man die Aminosäuren mit einem radioaktiven Stoff markiert, kann man sie später "sichtbar" machen. Aminosäuren sind ja die Bausteine, aus denen die Zelle ihre Proteine baut. Wenn einem Tier radioaktiv markierte Aminosäuren verabreicht werden, dann baut es auch diese in seine Proteine ein und mit ihnen sind damit die Proteine markiert. Damit sollten sich die Proteine natürlich zunächst dort befinden, wo die Proteinbiosynthese stattfindet. Wenn man das Gewebe nun zerstört, sodass die verschiedenen Zellbestandteile freigesetzt werden und diese anschließend mit Hilfe einer Zentrifuge auftrennt, kann man ermitteln, in welcher Fraktion sich die markierten Aminosäuren befinden. Mit großer Wahrscheinlichkeit ist diese Fraktion dann auch der Ort, an dem die Proteinbiosynthese stattfindet.

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Nein. Man hat im vergangenen Jahrhundert aus heutiger Sicht sehr fragwürdige Experimente durchgeführt und Schimpansenjungtiere gemeinsam mit einem Menschenkind erzogen. Die Hoffnung war, dass durch das Kind angeregt der Schimpanse zu höheren kognitiven Leistungen fähig werden würde. Im Experiment hat sich dann aber gezeigt, dass genau das Gegenteil der Fall war. Das Kind war in seiner geistigen Entwicklung deutlich hinter dem zurück, was für Menschenkinder in seinem Alter eigentlich normal wäre. So gab es z. B. auch Defizite bei der Sprachentwicklung und man hat das Experiment daraufhin abgebrochen. Schimpansen können durch Erziehung also nicht die menschliche Sprache erlernen.

Das liegt zum einen daran, dass der Vokaltrakt der Schimpansen für eine effektive Lauterzeugung nicht gemacht ist. Der Kehlkopf eines Menschen liegt viel tiefer, dafür nimmt die Zunge im Rachen einen viel größeren Raum ein. Auf diese Weise können die einzelnen Laute viel flexibler moduliert werden. Außerdem unterscheidet sich das Sprachgen "FOXP2" der Schimpansen in zwei Mutationen von dem des Menschen. Dieses Gen ist für die Entwicklung der Sprachzentren im Gehirn zuständig. Schädigungen des Gehirns in diesen Bereichen führen, je nachdem, welches Zentrum (Brocca- oder Wernicke-Areal) betroffen ist, zu Sprachbildungs- oder Sprachverständnisproblemen. Die fürs Sprechen zuständigen Gehirnregionen der Schimpansen sind für eine menschliche Lauterzeugung also gar nicht ausgelegt.

Trotzdem können Schimpansen in einem begrenzten Umfang menschliche Sprache erlernen, verstehen und anwenden, nämlich die Zeichensprache. In Amerika hat man in Experimenten Schimpansen darauf trainiert, die amerikanische Zeichensprache ASL (American Sign Language) zu erlernen. Die Schimpansen erlernten mehrere hundert verschiedene Zeichen und konnten auf diese Weise mit den Menschen kommunizieren. Sie nutzten ihr begrenztes Vokabular sogar, indem sie durch Kombination neue Zeichen mit neuen Bedeutungen schufen.

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Zugegeben, ich musste erst googeln, denn die Art kannte ich nicht. Viel habe ich über sie nicht gefunden und ich weiß auch nicht, welche Fledermausarten sonst noch auf der Insel vorkommen. Aber es gibt ja auch bei uns verschiedene Fledermausarten, die miteinander koexistieren, obwohl sie ja grundsätzlich ein ähnliches Beutespektrum haben.

Das Zauberwort heißt "Nischendifferenzierung". Wenn zwei (oder mehr) Arten in einem gemeinsamen Lebensraum die gleiche ökologische Nische besetzen, kommt es entweder zur Verdrängung einer der beiden Arten oder jede Art passt sich dahingehend an, dass sie die Nische durch eine weitere Spezialisierung unter sich quasi "aufteilen". Jede von ihnen nimmt dann quasi eine etwas spezifischere Nische ein. Bei Fledermausarten unterscheiden sich dann beispielsweise die Flughöhen, in denen sie auf Insektenfang gehen. Manche suchen nur wenige Meter über dem Boden nach Nahrung, andere auf "Stammhöhe", wieder andere im Kronenbereich und dann gibt es noch Arten, die über den Baumkronen nach Insekten suchen.

Auch können die verschiedenen Arten in einem Ökosystem unterschiedliche Habitate nutzen und so der Konkurrenz durch die anderen Arten entgehen. Wenn eine Art z. B. im offenen Land auf Nahrungssuche geht, bevorzugt die andere Waldlichtungen und eine dritte ist im dichten Wald selbst aktiv.

Denkbar wären auch verschiedene Aktivitätszeiten, also z. B. früher Abend, Nacht,früher Morgen. Oder eine Spezialisierung auf verschiedene Fluginsekten, z. B. Käfer, Fliegen, Wanzen, ...
Zur Fransenlippenfeldermaus habe ich gefunden, dass sie sich zu einem Großteil von Fröschen ernährt. Ich könnte mir deshalb vorstellen, dass Trachaps cirrhosus auf Barro Colorado der Konkurrenz durch andere Arten entgeht, weil diese keine Frösche fangen.

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Die Aufgabe erklärt sich eigentlich von selbst. Es ist gar nicht so schwer, das zu verstehen. Bestimmt schaffst du das. ;-)

Was "monotones Wachstum" ist, weißt du bestimmt. In Mathematik habt ihr bei der Kurvendiskussion auch über Monotonie gesprochen. Es bedeutet einfach, dass ein Graph beständig steigt und nicht abfällt. Der Graph kann überall gleich ansteigen (dann ist es eine Gerade) oder nicht.

Bei 2) erhältst du als zusätzliche Information, dass die Photosyntheserate ab einer bestimmten Lichtintensität nicht weiter gesteigert werden kann. Selbst wenn die Lichtintensität noch mehr steigt, wird die Photosyntheserate dadurch nicht mehr höher. Die Kurve erreicht dann ein Plateau, das sie nicht mehr übersteigen kann und wird linear. Man sagt, sie ist "gesättigt".

In 3) wird das noch weiter präzisiert: anfangs nimmt die Kurve einen linearen Verlauf, also wie eine Gerade. Mit zunehmender Lichtintensität steigt dann die Fotosyntheserate zwar immer noch an, aber nicht mehr so schnell. Aus der Geraden wird eine abflachende Kurve. Und schließlich wird die maximale Photosyntheserate erreicht und kann nicht weiter überschritten werden.

In der 4) schließlich erhältst du die Zusatzinformation, dass erst ab einer bestimmten Lichtintensität die Photosyntheserate steigt. Das heißt nichts anderes als dass du den Graphen ein Stück weit nach unten vom Nullpunkt weg schieben musst, weil eben die Sauerstoffproduktion nicht schon bei "0" anfängt, sondern erst bei einer bestimmten Lichtintensität beginnt. Unterhalb dieser Lichtintensität verbraucht die Pflanze sogar mehr Sauerstoff als sie produziert (siehe 5).

Aufgabe 5: Hier solltest du einmal das Kapitel "Zellatmung" im Bio-Buch nachschlagen. Pflanzen produzieren ja nicht nur Sauerstoff, sie verbrauchen auch Sauerstoff.

Bei 6 musst du einfach nur noch die beiden Punkte einzeichnen. Der Sättigungspunkt ist der Punkt, bei dem der Graph erstmals die maximale Photosyntheserate erreicht. Der Lichtkompensationspunkt ist der Punkt, bei dem exakt so viel Sauerstoff produziert wie verbraucht wird. Mit anderen Worten: es ist der Schnittpunkt des Graphen mit der x-Achse, also dort wo y (Sauerstoffproduktion/verbrauch) gleich 0 ist.

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Wenn du im Internet nicht fündig wirst, was ich mir beim besten Willen nicht vorstelleb kann, bist du schon einmal auf die Idee gekommen, dein Biologie-Buch aufzuschlagen? Denn dort steht es garantiert drin.

Wenn du bei Google einmal "Unterschied pflanzliche tierische Zelle" eingibst, bekommst du massenhaft Links. Heraussuchen musst du dir die gewünschten Infos schon selbst.

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Die Evolutionstheorie besagt nicht, dass wir einmal Fische waren. Nebenbei bemerkt, sind "Fische" auch kein gültiges systematisches Taxon und der Begriff sagt über die wirklichen Verwandtschaftsverhältnisse überhaupt nichts aus.

Die Evolutionstheorie besagt aber, dass alle Landwirbeltiere (Tetrapoda), und zu denen gehört auch der Mensch (Homo sapiens), von fischähnlichen Vorfahren abstammen. Das ist keine bloße Behauptung, sondern es gibt sehr gute und eindeutige Belege dafür. Wir kennen beispielsweise fossil überlieferte Zwischenformen, die wie eine Mischung aus Fischen und Landwirbeltieren aussehen, z. B. Tiktaalik oder Ichthyostega. Und menschliche Embryonen bilden während ihrer Entwicklung kurzzeitig Kiemenspalten aus, genau wie Fische. Manchmal bleiben sie als so genannte Halsfisteln erhalten. Es gibt noch weitere Belege für die Abstammung der Landwirbeltiere von fischähnlichen Vorfahren, die den Lungenfischen (Dipnoi) nahestehen. Vergleiche der DNA haben ergeben, dass die Lungenfische sehr viel näher mit den Landwirbeltieren verwandt sind als mit irgendeiner anderen Gruppe von Fischen. Das lässt nur den Schluss zu, dass Lungenfische und Tetrapoden einen gemeinsamen Vorfahren haben müssen.

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Schwimmbeine sind Beine, mit denen ein Insekt sich im Wasser fortbewegen kann. Oft sind sie wie ein Ruder gestaltet. Zu Insekten mit Schwimmbeinen gehören z. B. verschiedene Käferfamilien wie die Wasserfreunde (Hydrophilidae) oder die Schwimmkäfer (Dytiscidae). Auch aus anderen Insektengruppen gibt es Vertreter mit Schwimmbeinen, z. B. die Rückenschwimmer (Notonectidae), die zu den Wanzen (Heteroptera) gehören.

Fangbeine, sind Beine, die zu Fangorganen umgebildet sind. Ganz unterschiedliche Insektengruppen haben ein Beinpaar zu Fangbeinen umgebildet, mit dem sie, meist als Lauerjäger, auf Jagd nach Beute gehen. Zu ihnen gehören die Gottesanbeterinnen oder Fangschrecken (Mantidae), die Fanghafte (Mantispidae) oder Mückenhafte (Bittacidae). Bei den ersten beiden ist das vordere Beinpaar zu Fangbeinen umgestaltet, bei den Mückenhaften ist es das hintere.

Grabbeine sind zum Graben umgestaltete Beine. Bei Insekten findet man sie z. B. bei den zu den Langfühlerschrecken (Ensifera) gehörenden Maulwurfsgrillen (Talpidae) und bei den zu den Kurzfühlerschrecken (Caelifera) gehörenden Zwergmaulwurfsgrillen oder Dreifingerschrecken (Tridactylidae) und Zylinderschrecken (Cylindrachetidae). Unter den Käfern (Coleoptera) hat z. B. der Juchtenkäfer, auch Eremit (Osmoderma eremita) genannt, Grabbeine. Mit ihnen wühlt er sich durch den Mulm abgestorbener Bäume.

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Nein, es gibt keine Menschenrassen. Ausnahmslos alle heute lebenden Menschen, egal ob Europäer, Afrikaner, Asiaten, Amerikaner, Australier, ... gehören der gleichen menschlichen Linie an, nämlich dem anatomisch modernen Menschen (Homo sapiens sapiens).

Heute wird der Begriff Rasse nur noch auf verschiedene Zuchtlinien von Haustieren angewendet. In der Biologie spricht man heute, nicht zuletzt auch, weil der Begriff "Rasse" im Nazi-Regime missbräuchlich verwendet worden ist, meist synonym von Unterarten. Eine Unterart ist eine geographisch klar umgrenzte Population einer Art mit einer eigenständigen und von anderen Populationen (Unterarten) der gleichen Art unabhängigen Entwicklungsgeschichte (Phylogenese). Eine Unterart weist somit bestimmte Merkmale (phänotypische und/oder genetische) auf, die sie klar und eindeutig von anderen Populationen abgrenzt. Solche Merkmale gibt es beim Menschen nicht.

Im Dritten Reich haben Rassentheoretiker versucht, anhand von phänotypischen Merkmalen, z. B. der Körpergröße, der Hautfarbe, der Größe der Nase, der Haartextur usw., den Menschen in verschiedene Rassen aufzuteilen, wobei sie natürlich die völlig krude Ansicht vertraten, bestimmte Rassen (vorzugsweise die eigene) wären wertvoller als andere und dazu auserkoren, über die anderen zu herrschen. Andere wären dagegen wertlos und müssten ausgerottet werden. Das nahmen die Nazis als Rechtfertigung, um systematisch 6 Millionen Juden zu ermorden, unzählige Sinti und Roma, Homosexuelle, körperlich und geistig Behinderte und unzählige andere unschuldige Menschen.
Tatsächlich gibt es aber keine konstanten Merkmale, die eine Unterscheidung des Menschen in verschiedene Rassen zuließe. Bei ausnahmslos allen Merkmalen, die Rassenhygieniker herangezogen haben, gibt es zwischen den Populationen fließende Übergänge, sodass man nirgendwo eine feste Grenze ziehen kann. Obwohl der Mensch eine phänotypisch sehr vielfältige Art ist, ist kein einziges Merkmal aus dieser großen Fülle von Merkmalen zur Abgrenzung verschiedener Rassen geeignet.

Auch die genetischen Befunde sprechen eindeutig dafür, dass es keine verschiedenen Populationen beim Menschen gibt. Populationsgenetische Studien haben gezeigt, dass die größte genetische Variabilität innerhalb der Populationen gefunden wird und nicht zwischen den Populationen, wie es der Fall wäre, wenn es klar voneinander unterscheidbare Unterarten des Menschen gäbe. Populationen unterscheiden sich untereinander also weniger als die Individuen in ein und derselben Population.
Hinzu kommt, dass der Mensch ohnehin eine genetisch ohnehin sehr uniforme Spezies ist. Tatsächlich ist das Erbgut aller Menschen zu 99.9 % identisch. Nur, um das mal richtig einzuordnen: zwei Schimpansen aus der gleichen Gruppe unterscheiden sich damit genetisch stärker voneinander als zwei beliebige Menschen von unterschiedlichen Kontinenten.

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Irreversibel bedeutet "nicht reversibel", also nicht umkehrbar.

Die meisten biochemischen Reaktionen z. B. sind reversible Reaktionen, sie funktionieren also in die eine und in die andere Richtung. Manche Reaktionen sind aber nicht umkehrbar, sie können also nicht in die Gegenrichtung ablaufen.

Die meisten der Reaktionen der Glykolyse sind beispielsweise reversibel. Das heißt, dass bei der Neubildung von Glucose im Körper (der Gluconeogenese) die gleichen Enzyme die selbe Reaktion nur rückwärts katalysieren können. Für einige der Reaktionen geht das nicht, denn sie sind irreversibel. Hier muss der Stoffwechsel deshalb andere Wege gehen. Bei der Gluconeogenese betrifft das sämtliche Reaktionen, die in der Glykolyse von Kinasen durchgeführt werden.

Auch im Bezug zu Ökosystemen kann der Begriff gebraucht werden und meint dann Einflüsse auf ein Ökosystem, meist durch den Menschen verursacht, die nicht umgekehrt werden können. Wenn beispielsweise eine gebietsfremde Art (ein Neobiont) sich in einem Gebiet fest etabliert, wie z. B. der Waschbär in Mitteleuropa, kann das nicht rückgängig gemacht werden. Heute gibt es so viele Waschbären in Deutschland, dass man niemals alle fangen oder abschießen kann. Der Waschbär ist damit in unserer Region heimisch geworden und dem Ökosystem bleibt nichts anderes übrig, als sich mit dem neuen Glied in der Kette zu arrangieren und sich daran anzupassen.

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Jein. Wirklich vollständig winterhart ist bei uns keine Palme. Recht kältetolerant ist die einzige natürlich in Europa vorkommende Palmenart, die Zwergpalme (Chamaerops humilis). Auch die Chinesische Hanfpalme (Trachycarpus fortunei) ist relativ kälteunempfindlich und kommt heute in einigen Regionen der Schweiz (deswegen ist sie auch als Tessinerpalme bekannt) und Österreichs verwildert vor. In einigen warmen Gebieten in Deutschland, z. B. am Kaiserstuhl, könnten diese beiden Arten möglicherweise bedenkenlos in den Garten gepflanzt werden. In den meisten Regionen Deutschlands ist es ihnen aber zu kalt. Besonders ein sehr strenger Winter wie in diesem Jahr kann ihnen schwer zusetzen.

Problematisch ist, dass der einzige Vegetationspunkt der Palmen das so genannte "Palmenherz" an der Spitze des Stammes ist. Wenn das Herz im Winter erfriert, kann die Palme keine neuen Blätter mehr bilden und geht unweigerlich ein. Zwergpalmen können das vielleicht dadurch ausgleichen, dass sie dazu neigen, mehrere Stämme zu bilden. Wenn aber alle Palmenherzen geschädigt werden, dann vermögen auch sie dann nicht mehr, ihr Absterben zu verhindern.

Deshalb sollten Palmen im Winter mindestens gut geschützt werden, z. B. durch ein Schutzvlies. Noch besser ist es, die Palmen im Kübel zu pflegen und im Winter an einen kühlen und hellen Standort zu verbringen. Bei uns stehen die Palmen im Winter im Badezimmer. Das hat den Vorteil, dass dort die Luftfeuchtigkeit etwas höher ist, denn während der Winterruhe sollte man Palmen nur sparsam gießen. Ab März/April kann man sie dann schon tageweise nach draußen stellen, um sie langsam ans Licht zu gewöhnen, wenn die Witterung es zulässt. Nachts sollte man sie aber unbedingt noch ins Zimmer bringen. Ab Mitte Mai, wenn es dauerhaft keine Nachtfröste mehr gibt, können sie ganz raus. Dazu aber erst für ein bis zwei Wochen an einen schattigen Platz stellen, erst danach können sie in die volle Sonne.

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Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei beliebige Menschen exakt den gleichen genetischen Fingerabdruck haben ist extrem gering. Es ist sogar extrem unwahrscheinlich, dass überhaupt seit der anatomisch moderne Mensch existiert, also seit rund 318 000 Jahren, schon einmal zwei Menschen gelebt haben, die exakt die gleiche DNA-Sequenz hatten.

Neben der ständigen Neumutation sorgt die Rekombination für die große genetische Variabilität. Der Mensch besitzt einen diploiden (doppelten) Chromosomensatz. Von jedem Chromosom gibt es deshalb jeweils ein Chromosomenpaar, sozusagen ein Chromosom a und ein Chromosom b. Die Chromosomen eines Paares bezeichnet man auch als homologe Chromosomen. Während der Meiose, der Bildung der Geschlechtszellen, wird der diploide Chromosomensatz reduziert auf einen einfachen Chromosomensatz. Jede Geschlechtszelle enthält also von jedem Chromosomenpaar nur jeweils eines der homologen Chromosomen, d. h. entweder das Chromosom a oder das Chromosom b. Durch die Verschmelzung eines haploiden Spermiums und einer haploiden Eizelle werden die beiden haploiden Chromosomensätze wieder zu einem vollständigen diploiden Chromosomensatz vereint. Jedes Chromosomenpaar setzt sich damit aus einem Chromosom, das vom Vater geerbt wurde, und einem homologen von der Mutter geerbten Chromosom zusammen.
Welches der beiden Chromosomen eines Paares während der Meiose auf eine Geschlechtszelle verteilt wird, entscheidet der Zufall und zwar bei jedem einzelnen CHromosomenpaar neu. Bei zwei Chromosomenpaaren (1 und 2) macht das schon 22 = 4 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für die Gameten, nämlich: 1a,2a; 1a,2b; 1b,2a; 1b,2b. Weil es aber insgesamt 23 Chromosomenpaare beim Menschen gibt, macht das 223 = 8 388 608 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mensch damit zwei Geschlechtszellen produziert, die genetisch exakt gleich sind und beide auch noch vererbt, ist extrem gering. Da sich das Erbgut eines Menschen aber aus dem des Vaters und dem der Mutter zusammensetzt, sind es, betrachtet man beide Eltern, insgesamt 223 Kombinationsmöglichkeiten, also rund 70 Billionen! Das sind deutlich mehr Kombinationsmöglichkeiten, als bislang Menschen auf der Erde gelebt haben. Damit ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Menschen genetisch identisch sind, wirklich extrem gering, wenn sie nicht gerade eineiige Mehrlinge sind.

Wir können die Unwahrscheinlichkeit auch anhand eines anderen Rechenbeispiels verdeutlichen. Jede einzelne Position unseres Genoms kann vier verschiedene Zustände annehmen, je nach der in ein Nukleotid eingebauten DNA-Base: A, G, T und C. Schon wenn das Genom eine Länge von ungefähr 140 bp (Basenpaaren) erreicht, übersteigt die Anzahl der möglichen Kombinationen von Nukleotiden die Anzahl aller Atome im Weltall! Das Genom des Menschen besteht aber nicht nur aus 140 bp, sondern aus etwa 3 100 000 000! Als ich das gerade als Exponent im Rechner von Google eingegeben habe, bekam ich als Ergebnis "undefiniert" - so groß ist die Zahl möglicher Kombinationen!

Tatsächlich sind sogar eineiige Zwillinge und Klone nicht exakt genetisch identisch. Denn mit jeder Zellteilung häufen sich Mutationen an, und zwar in jedem Individuum auf eine einzigartige Weise. Je älter Zwillinge werden, umso genetisch unähnlicher sind sie sich damit sozusagen. Mit den herkömmlichen Methoden der Forensik lassen sich DNA-Profile eineiiger Zwillinge aber nicht eindeutig voneinander unterscheiden. Es gibt aber Spezialverfahren, die aber sehr aufwändig und teuer sind.

Grundsätzlich hast du aber recht, dass bei einer forensischen Untersuchung die DNA-Profile zweier Personen identisch sein können. Für gewöhnlich untersucht man ja nicht die gesamte DNA, das wäre viel zu aufwändig, sondern nur bestimmte Bereiche der DNA. Häufig angewendet werden z. B. so genannte Mikrosatelliten. Das sind hochvariable Bereiche der nichtcodierenden DNA. Sie werden auch STRs (short tandem repeats) genannt und sind kurze DNA-Sequenzen von etwa 3 bis 6 bp Länge (z. B. AGTC), die in variabler Anzahl tandemartig wiederholt werden (also z. B. AGTCAGTCAGTC). Pro Mikrosatelliten-Locus können es bis zu 100 Wiederholungen sein, aber auch nur ein paar wenige. Ähnlich wie bei den Genen bezeichnet man die verschiedenen Ausprägungsformen (d. h. Längen) eines STR als Allele. Dabei können natürlich zwei Menschen an ein und demselben Locus grundsätzlich auch das gleiche Allel haben. Wenn man nur einen einzigen Locus untersucht, wird man sogar sehr viele Menschen finden, die dann das gleiche Allel haben.
Für die Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks reicht ein einziger STR deshalb nicht aus. Mit jedem weiteren STR, den man untersucht, wird die Wahrscheinlichkeit, dass zwei genetische Fingerabdrücke zufällig das gleiche Muster aufweisen, immer kleiner. Bei zehn oder elf Loci ist es damit praktisch ausgeschlossen, zwei Menschen über ihren genetischen Fingerabdruck quasi zu verwechseln.

Übrigens: die Fingerabdrücke auf unseren Fingerbeeren sind nicht genetisch festgelegt. Sie entstehen während der Individualentwicklung (Ontogenese) nach rien zufälligem Muster und sind deshalb auch bei eineiigen Zwillingen nicht gleich. Die verschiedenen Möglichkeiten sind hier ganz bestimmt sogar noch größer als bei den Kombinationsmöglichkeiten in der DNA. Denn jede Schleife, jeder Bogen kann ja nicht nur vier (A, G, T, C) Zustände annehmen, sondern viel, viel mehr.

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Ich nehme mal an, ihr habt gerade das Thema Muskeln dran und die Aufgabe zielt darauf ab, oder? Muskeln arbeiten nach dem Prinzip Spieler-Gegenspieler, d. h. für einen Muskel gibt es einen anderen Muskel, der genau das Gegenteil von dem tut, was der erste Muskel tut. Zu jedem "Beuger" gibt es einen "Strecker", zu jedem "Einwärtsdreher" einen "Auswärtsdreher", zu jedem "Heranzieher" einen "Wegzieher" usw. Überlege dir für deine Aufgabe, wie der Lichteinfall im Auge gesteuert wird und welche Muskeln dafür zuständig sein könnten. Wenn du nicht gleich auf die Antwort kommst, schau dir ein paar anatomische Zeichnungen zum Aufbau des Auges an. Du kannst auch überlegen, welches Bauteil an einer Kamera den Lichteinfall regelt und welche Struktur des Auges die gleiche Funktion übernimmt.

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