Homologie und Analogie [Biologie, Evolution, Oberstufe]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=c_1KASDwdZU

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 [Musik] in diesem Video wird man wir uns den Begriffen homologi und Analogie zwei
0:13 Begriffen denen im Themenfeld Evolution eine große Bedeutung beigemessen werden kann wie später noch deutlich wird das
0:20 Video ist eingebettet in eine Videoreihe zum Thema Evolution in der sich alles um die stammesgeschichtliche Entwicklung
0:26 von Organismen dreht im letzten Video über die phylogenie haben wir uns Stammbäume angeguckt und analysiert
0:32 Stammbäume als grafische Darstellung von evolutionären Verwandtschaftsbeziehungen anhand von Stammbäumen können
0:39 Evolutionsbiologen Organismen miteinander vergleichen die Forscher haben ein großes Interesse daran atme
0:45 miteinander zu vergleichen denn es ermöglicht Ihnen Schlussfolgerungen über ihre Abstammung einerseits und
0:51 Vorhersagen über ihre gegenwärtige Entwicklung andererseits zu treffen wenn Biologen Arten miteinander vergleichen
0:58 dann untersuchen sie Merkmale die sich bei ihnen unterscheiden und versuchen herauszufinden wann diese Merkmale
1:03 entstanden sind man muss sich an dieser Stelle einmal die Bedeutung dieser Methodik vor Augen
1:08 führen durch die Rekonstruktion von phylogenetischen Stammbäumen des HI-Virus und anderen Immunschwäche Viren
1:15 konnte beispielsweise nachvollzogen werden das HIV von zwei verschiedenen Affenarten auf den Menschen übertragen
1:21 wurde und auch wann dies geschah nämlich vor Tausenden von Jahren obwohl das Virus schon sehr lange unter uns
1:28 Menschen zirkuliert tötet es unbehandelt erst seit rund 100 Jahren es muss also die Evolution eines Merkmals einer
1:36 Komponente des Virus stattgefunden haben die den über jahrtausewährenden Schutzmechanismus aufholen anhand von
1:44 evolutionären Stammbäumen kann man also wichtige Ereignisse in der Vergangenheit rekonstruieren lebende Organismen
1:50 vergleichen und gegenüberstellen und mit Ereignissen wiederum meint man die Veränderung von Merkmalen im Laufe
1:57 der Evolution für den Unterricht ist die Unterscheidung von Merkmalen in homologe und analoge Merkmale besonders wichtig
2:04 also Monolog geltenmerkmale dann wenn zwei oder mehr Arten diese von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt haben sie
2:12 wurden also von einem Vorfahren vererbt und damit weitergegeben das heißt die erdinformationen bzw DNA-Sequenzen sind
2:18 weitestgehend übereinstimmt sie haben einen gemeinsamen Grundbauplan so besitzen fast alle Wirbeltiere eine
2:25 Wirbelsäule die Wirbelsäule der unterschiedlichen Wirbeltiere können als Monolog betrachtet werden dabei ist
2:32 anzumerken dass sich Homologien nicht nur auf freien anatomische also körperliche Merkmale beschränken sondern
2:38 auch DNA-Sequenzen oder Proteinstrukturen betreffen können vergleicht man Körperstrukturen zwischen
2:44 Organismen ist es nicht immer leicht eine Homologie zu erkennen auch wenn wir soeben festgestellt haben dass homologe
2:51 Merkmale die von einem gemeinsamen Vorfahren vererbt wurden natürlich eine genetische Ähnlichkeit aufweisen
2:58 aufgrund weitestgehend übereinstimmender DNA-Sequenzen dennoch können sich diese Merkmale im Lauf der Evolution durch
3:04 Anpassungen an die Umwelt Chiles erheblich verändern häufig sind Homologien also eine Art des auseinander
3:11 Entwickelns von etwas ursprünglich ähnlichem eine sogenannte divergente Entwicklung liegt vor wenn wir uns die
3:18 Knochenstrukturen von Fledermäusen und Vögeln miteinander vergleichen erkennen wir zwar eine Ähnlichkeit zum Beispiel
3:23 von Oberarmknochen und den beiden Unterarmknochen mit der Hand und die vorderen Fingerknochen Weichen zum Teil
3:30 extrem voneinander ab noch extremer sind die Unterschiede wenn wir die Vorderextremitäten der Vögel mit denen
3:37 vom Mensch Hund oder wahlvergleichen natürlich sind sie unterschiedlich denn sie müssen höchst unterschiedliche
3:43 Funktionen erfüllen ein Mensch benutzt sie zum Greifen ein Hund zum Laufen und Vogel zum Fliegen und ein Wal zum
3:49 Schwimmen daher die Frage sind die Knochenstrukturen von Fledermäusen und Vögeln bzw die Vorderextremitäten der
3:57 hier abgebildeten Wirbeltiere homolog stammen also von einem gemeinsamen Vorfahren ab oder sind Sie das Produkt
4:03 einer ähnlichen Entwicklung und damit einer Analogie als Entscheidungshilfe zur Bestimmung homologe Strukturen haben
4:10 Evolutionsbiologen Kriterien entwickelt sogenannte homologiekriterien von denen mindestens 1 erfüllt sein muss damit
4:18 zwei Körpermerkmale bzw Organe als homolog gelten das Kriterium der Lage der Spezifität und der Stetigkeit
4:28 betrachten wir uns nochmal die Knochen von Fledermäusen und Vögeln wir können feststellen dass die stützenden
4:33 Knochenstrukturen von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen und somit homolog sind warum um eine solche Aussage
4:40 treffen zu können muss wie bereits erwähnt eines der drei homologiekriterien erfüllt sein das
4:47 Kriterium der Lage für die Homologie des Merkmals ist gut erkennbar demnach sind Strukturen Organe homolog wenn sie in
4:55 relativer Lage und Anzahl übereinstimmen dort wo sich beim Vogel der humerusknochen befindet ist der auch bei
5:02 der Fledermaus zu lokalisieren und auch die übrigen Knochenstrukturen weisen eine gleichartige Lage auf es reicht
5:10 dass dieses Merkmal erfüllt ist um sagen zu können dass es sich bei den Knochenstrukturen von Fledermäusen und
5:15 Vögeln um homologisch Strukturen handelt Strukturen die von einem gemeinsamen Vorfahren entstammen das gleiche gilt
5:23 natürlich auch für die Vorderextremitäten deckenwirbeltierarten das Kriterium der Spezifität sagt aus
5:30 dass Strukturen bzw Organe auch bei nicht übereinstimmender Lage dann homolog sind wenn sie in zahlreichen
5:37 Merkmalen übereinstimmen Ulrich Helmig bringt das erlaubt auf den Punkt ein Herz bleibt auch dann ein Herz wenn es
5:44 sich nicht im Brustbereich des Tieres befindet das wohl bekannteste Beispiel im Schulbüchern ist der Vergleich
5:50 zwischen Haifisch Schuppe und säugetierzahn auch wenn beide Strukturen erstmal nicht viel miteinander zu tun
5:56 haben und sich auch die Lage vollkommen unterscheidet das Kriterium der Lage wird in diesem Fall also nicht erfüllt
6:02 weiß der übereinstimmende Aufbau aus Pulpa Dentin und Schmelz daraufhin dass es sich um homologisch Strukturen
6:11 handelt in wenigen Fällen kann eine Homologie vorliegen auch wenn die ersten beiden
6:17 Kriterien nicht erfüllt werden in diesem Fall findet das Kriterium der Stetigkeit Anwendung Homologie kann auch bei stark
6:25 in Lage und Struktur voneinander abweichen und Organ vorliegen dann nämlich wenn Zwischenformen existieren
6:33 die einen Übergang von der einstruktur zu einer anderen erkennen lassen ein Beispiel bildet der Blutkreislauf von
6:40 Fischen Reptilien und Säugetieren vergleicht man den Blutkreislauf von Fisch und Säugetier fallen starke
6:47 Unterschiede auf die keinesfalls auf eine stammesgeschichtliche Verwandtschaft schließen lassen im
6:52 Blutkreislauf der Säugetiere ermöglicht eine komplett ausgebildete Herzscheidewand die Trennung von
6:58 sauerstoffreichem und sauerstoffarm Blut und Körper und Lungenkreislauf sind voneinander getrennt wohin gegen bei
7:05 Fischen mischblut in nur einem einzigen Kreislauf zirkuliert erst wenn wir uns den Blutkreislauf der
7:12 Reptilien betrachten den der Amphibien lassen wir der Einfachheit halber mal weg erkennen wir eine Übergangsform die
7:19 den Übergang der einfachen Struktur des Blutkreislaufes zum komplex strukturierten Blutkreislauf bei
7:26 Säugetieren evident erscheinen lässt als Übergangsform sehen wir zum Beispiel dass eine vollständige Trennung der
7:32 Kreisläufe noch nicht abgeschlossen ist aber unter anderem durch eine sich entwickelnde Herzscheidewand initiiert
7:38 wird es lässt sich also schlussfolgern dass die Trennung von Blut und Körperkreislauf erst im Laufe der
7:44 Evolution entstanden ist kommen wir noch einmal zurück zum Beispiel mit der Fledermaus und dem Vogel wir haben
7:50 festgestellt dass es sich bei den Vorderextremitäten um homologische Strukturen handelt die beide Gruppen von
7:56 einem gemeinsamen Vorfahren geerbt haben die Flügel jedoch und damit die Flugfähigkeit haben sich unabhängig
8:04 voneinander entwickelt als Anpassung zum Fliegen und zwar durch die Umfunktionierung von Vorderextremitäten
8:11 zweier nicht flugfähigen Stammarten funktionell ähnliche Strukturen die unabhängig voneinander entstanden sind
8:19 zum Beispiel die Flügel bezeichnet man als analoge Merkmale oder Analogien man spricht in diesem Zusammenhang auch von
8:27 einer konvergenten Entwicklung bzw Evolution aber auch eine evolutionsumkehr wenn ein
8:34 Merkmal von einem abgeleiteten Zustand wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt kann durchaus zur Folge
8:42 haben dass sich Strukturen innen aber keine Rückschlüsse auf eine enge verwandtschaftliche Beziehung zwischen
8:48 den Gruppen gezogen werden können die abgeleiteten Extremitäten der Landwirbeltiere gingen aus den
8:54 ursprünglichen flossen ihrer wasserlebenden Vorfahren hervor wie ihr wisst innerhalb der Säugetiere kehrten
9:01 dann aber die Vorfahren der Waldtiere also Wale und Delfine wieder zurück ins Meer und ihre Extremitäten entwickelten
9:08 sich wieder zu flossen die Ähnlichkeit von Flossen der Wale und Fische ist also das Produkt einer evolutionsumkehr und
9:16 keinesfalls das Zeugnis homologe Strukturen soweit erstmal zur Homologie und
9:22 Analogie meist ist die Bearbeitung von konkreten Anwendungsaufgaben bei diesem Thema immer sinnvoll bei Bedarf werde
9:29 ich dazu mal ein Video erstellen [Musik]