Verwandtschaft

Aufgaben zur Stammbaumanalyse

Die Aufgaben zur Stammbaumanalyse helfen Schülerinnen und Schüler der Sek. I, Stammbäume besser zu verstehen.

Eine Aufgabe zur Stammbaumanalyse: das Schnabeltier.
Die Stammbaumanalyse macht es deutlich: Das Schnabeltier ist ein eierlegendes Säugetier. ©169169 - stock.adobe.com

Stammbaumanalyse ist eine zentrale Methode, Evolution anschaulich zu vermitteln. Dabei wird jedoch häufig übersehen, dass Stammbäume keine Tatsachen sind, sondern Hypothesen zum Verlauf der Stammesgeschichte. Die hier gestellten Aufgaben helfen Lernenden ab Klasse 7 Stammbäume und damit Stammesgeschichte und Verwandtschaft besser zu verstehen: Es sind Verstehaufgaben.

12 Aufgaben zur Stammbaumanalyse

  1. Begründe, ob es Stammbaumdarstellungen ohne Zeitpfeil geben kann. Bedenke bei deiner Begründung, was Stammbäume aussagen sollen.

Bedeutung verschiedener Stammbaumdarstellungen

Stammbäume können als Gabeln gezeichnet werden (wie bei einer Verzweigung von Ästen oder Weggabelungen) oder als rechteckige Klammern. Je nach Lage des Zeitpfeils sehen Stammbäume sehr verschieden aus. Sie sind jeweils in Richtung des Zeitpfeils zu lesen (Abb. 1 b und d).

1: Stammbaumdarstellungen: (a) Gabeln, (b)und (c) Klammern, (c) Drehung an einem Knoten. aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover

2. Vergleiche die Stammbäume der Abbildungen 1 a-d und gib an, welche Aussagen sie jeweils über die stammesgeschichtliche Verwandtschaft der Arten machen.

3. Erläutere, welche Vorstellung von der Entstehung der Arten der Stammbaum mit Gabeln nahelegt und welche die Stammbäume mit Klammern vermitteln.

4. Erläutere, welche Deutung der Evolution der Zeitpfeil von unten nach oben nahelegt, was jedoch in der Darstellung gleichzeitig gegen diese Vorstellung wirken kann.
 

Stammbäume und Verwandtschaft

1: Stammbaumdarstellungen: (d) Drehung der Zeitachse aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover

5. Beschreibe anhand von Abbildung 2 die Abstammung der Gruppen von gemeinsamen Vorfahren.

6. Begründe, welche der Aussagen zutreffen: (a) Wale stammen von den Paarhufern ab. (b) Wale sind Paarhufer. (c) Wale mit den Paarhufern gleich nah verwandt. (d) Wale sind die engsten Verwandten der Flusspferde.

2: Stammbaum der Huftiere. Die schwarzen Punkte symbolisieren jeweils den letzten gemeinsamen Vorfahren der Gruppe bzw. Gruppen (Stammarten). aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover

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Bedeutung abgeleiteter und ursprünglicher Merkmale

Stammbäume geben Auskunft über Verwandtschaftsgruppen und Gruppen, deren Mitglieder (fälschlich) für nah verwandt gehalten werden (Ähnlichkeitsgruppen). Enge Verwandtschaft ist nur an denjenigen Merkmalen zu erkennen, die nur bei den Angehörigen der betrachteten Gruppen vorkommen. Diese Merkmale bezeixhnet man als abgeleitete Merkmale der Gruppe. Die Angehörigen einer Verwandtschaftsgruppe besitzen mindestens ein gemeinsames abgeleitetes Merkmal. Angehörige einer Ähnlichkeitsgruppen sind hingegen anhand von Merkmalen zusammengefasst, die auch bei anderen Gruppen vorkommen. Diese Merkmale nennt man ursprüngliche Merkmale der Gruppen. Für die Unterscheidung von Verwandtschaftsgruppen ist entscheidend, ob bei den Gemeinsamkeiten abgeleitete oder ursprüngliche Merkmale betrachtet werden.

7. Begründe, ob der Besitz von Zähnen bei Säugetieren ein ursprüngliches oder ein abgeleitetes Merkmal ist.

8. Erläutere anhand von ursprünglichen und abgeleiteten Merkmalen, ob die Zahnwale und die Bartenwale jeweils eine Ähnlichkeitsgruppe oder eine Verwandtschaftsgruppe bilden.

9. Die Kloakentiere sind merkwürdige Säugetiere: Sie legen Eier und haben eine Kloake (gemeinsamer Ausgang von Darm und Harnleiter). Begründe, dass diese Merkmale keine enge Verwandtschaft der beiden Kloakentiergruppen angeben.

10. Erläutere anhand von Abbildung 4, warum dennoch angenommen wird, dass die Kloakentiere eine Verwandtschaftsgruppe innerhalb der Säugetiere bilden, sie also miteinander näher verwandt sind, als mit allen anderen Säugetieren.

 

Eindruck der Höherentwicklung

3: Stammbaum von Gruppen der Wale (es gibt mehr Gruppen der Zahnwale als dargestellt sind). aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover
4: Stammbaum der Säugetiere. Die Kästen geben an, welche Merkmale ausschließlich die über stehenden Gruppen besitzen: abgeleitete Merkmale. aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover

Bei manchen Arten und Verwandtschaftsgruppen existiert heute nur noch eine Art (wie beim Menschen) oder nur eine Gattung (wie beim Pferd).  Dann scheint in Stammbaumdarstellungen eine Stammeslinie unverzweigt direkt auf die heutige Art oder Verwandtschaftsgruppe zuzulaufen. Daher spricht man in diesen Fällen gern von Höherentwicklung: zum großhirnigen (intelligenten) Menschen bzw. einzehigen (schnell laufenden) Pferd.

11. Betrachte den Stammbaum der Pferde in Abbildung 5. Erkläre, ob er für oder gegen eine zielgerichtete Höherentwicklung zum heutigen Pferd spricht.

12. Begründe, dass noch niemand auf die Idee gekommen ist, von der Höherentwicklung der Mäuse zu reden.

Weitere Aufgaben zur Stammesgeschichte finden Sie in "Naturgeschichte der Wirbeltiere".

Aufgaben zur Stammbaumanalyse - Lösungen

5: Stammbaum der Pferde. Jedes Zweigende gibt – bis auf das zuletzt endende – eine fossile Art an. aus Kattmann, U. (2019). Naturgeschichte der Wirbeltiere. Friedrich Verlag: Hannover

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Fakten zum Artikel
Abitur & Prüfung Schuljahr 7-10
  • Thema: Evolution
  • Autor/in: Ulrich Kattmann/Redaktion
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