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Typst
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#import "@preview/grape-suite:1.0.0": exercise
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#import exercise: project
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#set text(lang: "de")
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#show: project.with(
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title: [Evolution: Artbegriff und Artenbildung],
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seminar: [Biologie Q2],
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show-outline: true,
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author: "Erik Grobecker",
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date: datetime(day: 26, month: 1, year: 2025),
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)
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#show "->": sym.arrow
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#show "=>": sym.arrow.double
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In diesem Dokument arbeite ich alles auf was ich den letzten *7 Schultagen* in Biologie verpasst habe.
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Damit eine neue Art entstehen kann, muss es vorerst zur einer Mutation führen,
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welche durch eine Notwendigkeit (hohe Konkurrenz) ausgenutzt werden muss.
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Bei der Suche nach einer Begründung für eine Mutation und Populationsbildung,
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sollte man sich an den Selektionsformen orientieren.
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= Artbegriff und Artenbildung
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== Artbegriff
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- Unterscheidung der Art nach _äußerlichen Merkmalen_ -> *morphologischer Artbegriff*
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- Kontra: oft nicht eindeutig
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- viele Individuen gehören einer Art an wenn sich wesentliche Körpermerkmale geteilt werden
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- Fortpflanzungsfähigkeit als Kriterium -> *biologischer Artbegriff*
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- Individuen gehören zur selben Art, wenn sie sich untereinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen können.
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- *reproduktive Isolation*: Genfluss zwischen verschiedenen Arten ist unterbunden (Kinder sind unfruchtbar)
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#pagebreak()
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== Artenbildung
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=== Fortpflanzungsbarrieren
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Durch Fortpflanzungsbarrieren führte es zu Bildung neuer Arten durch reproduktive Isolation, bei diesen wird unterschieden zwischen:
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- *Präzygotische Barrieren*
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- Barrieren die vor der Bildung der Zygoten #footnote[Zelle, welche aus Ei- und Spermienzelle entsteht, siehe #link("https://de.wikipedia.org/wiki/Zygote")[Wikipedia]] <fn-zygote> wirksam sind
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- _Habitatisolation_: Mitglieder der selben Art haben sehr verschiedene Habitate -> kommt nicht zum Austausch
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- _zeitliche Isolation_: Pflanzenarten blühen zu verschiedenen Tages- oder Jahreszeiten -> gegenseitige Bestäubung wird verhindert
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- _Verhaltensisolation_: Verschiedenes Verhalten wie anderer Gesang und andere Balzrituale bei Vogelarten führen zur Isolation
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- _mechanische Isolation_: Begattungsorgane sind inkompatibel, z.B. bei Spinnen -> Isolation
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- _gametische Isolation_: artfremde Spermien reagieren nicht auf Lockstoffe & fehlende Struktur zum eindringen in Eizelle -> Isolation (bei Fischarten welche Laich ins Wasser geben)
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- _ökologische Isolation_: Isolationsform basierend auf Konkurrenz und anderen ökologischen Faktoren
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- *Postzygotische Barrieren*
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- _Hybridsterblichkeit_: Hohe Sterblichkeitsrate bei verschmolzenen Zygoten @fn-zygote -> keine/sehr seltene Fortpflanzung
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- _Hybridsterilität_: Nachfahren sind steril (können keine Kinder bekommen) -> keine weitere Fortpflanzung
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- _Hybridzusammenbruch_: Vitalitäts-/Fruchtbarkeitsprobleme in späteren Generationen -> keine weitere Fortpflanzung
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#pagebreak()
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=== Allopatrische Artbildung
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// - Aufspaltung einer Population (z.B. durch Landmasse)
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// - verschiedene Entwicklung der beiden Parteien durch verschiedene Selektion etc.
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// - Unterarten: verschieden entwickelte Arten unter welchen fruchtbare Kreuzungen hervorkommen können
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// - Hybridzonen: Zonen in welchen beide Unterarten vorkommen und Hybride bilden
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Artbildung ist *allopatrisch*, wenn eine Population durch geographische Faktoren wie eine Landmassen, Berge, etc. aufgespalten wird,
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nach dieser *Separation* entwickeln sich die getrennten Teile der Art anders, wodurch andere Arten entstehen.\
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Sollten sich diese Arten untereinander kreuzen können, mit fruchtbaren Nachfolgern, handelt es sich um *Unterarten*.\
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Zonen in welchen zwei _Unterarten_ sich treffen und *Hybride* zeugen, werden *Hybridzonen* genannt.
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=== Sympatrische Artbildung
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// - Partner mit ähnlichen äußerlichen Merkmalen werden für Paarung bevorzugt, andere werden ausgeschlossen (nur A mit A und B mit B)
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// - Polyploidie: Zahl der Chromosomensätze bei Pflanzen vergrößert sich durch Fehler bei Zellteilung
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// - aus einer diploiden Zelle (2n #footnote[$n$ steht für Chromosomensätze]) wird eine tetraploide Zelle (4n)
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// - $4n$ kann sich mit $4n$ kreuzen, $2n$ mit $2n$, 4n aber nicht mit $2n$ (da daraus sterile $3n$ entsteht)
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// - eine neue Art entsteht (4n)
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// - es gibt polyploide Pflanzen (Weizen, Baumwolle, etc.) -> höhere Toleranz zu Umweltfaktoren -> höherer Energiebedarf bei Fortpflanzung
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*Sympatrische Artbildung* ist, wenn Partner mit bestimmten äußerlichen Merkmalen anderen vorgezogen werden, welche diese nicht besitzen.
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*Polyploidie* ist, wenn sich bei Pflanzen die Anzahl der Chromosomensätze verändert (z.B. von $2n$ zu $4n$ #footnote[$n$ steht für Chromosomensätze]),
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bei diesen kann sich die ursprüngliche Art ($2n$) nicht mehr erfolgreich mit der mutierten ($4n$) paaren, da die Kreuzung ($3n$) steril ist.\
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Dieser Mutation findet während der _Meiose_ statt.
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Ein Beispiel hierzu ist wenn ein _Selektionsdruck_ aufgrund von intraspezifischer _Konkurrenz_ entsteht (z.B. wenig Ressourcen),
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weshalb eine Mutation falls vorliegend genutzt wird um diesem Druck auzugleichen.
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Siehe @fig-1 für ein Beispiel.
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=== Sympatrische & Allopatrische Artbildung im Vergleich
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//TODO: HA für Freitag: Tabelle beenden + S. 474 "Hausmaus" anschauen
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#table(
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columns: 3,
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table.header([], [Allopatrische Artbildung], [Sympatrische Artbildung]),
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[Definition], [], [],
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[wirksame\ Isolationsmechanismen], [], [],
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[Ursachen,\ Voraussetzungen], [], [],
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[hauptsächlich\ wirksame\ Faktoren], [], [],
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)
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= Abbildungen
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#figure(
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image("assets/excalidraw/bio_artbildungsprozeß.excalidraw.png", height: 70%),
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caption: [Beispiel zweier sympatrischer Artbildungen],
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) <fig-1>
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