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6.8: Einführung in Phylogenien und Lebensgeschichte - Biologie

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Lesen und analysieren Sie einen phylogenetischen Baum, der evolutionäre Beziehungen dokumentiert

Diese Biene und Echinacea Blume (Abbildung 1) könnte unterschiedlicher nicht aussehen, doch sind sie verwandt, wie alle lebenden Organismen auf der Erde. Indem sie Ähnlichkeiten und Veränderungen – sowohl sichtbare als auch genetische – verfolgen, versuchen Wissenschaftler, die evolutionäre Vergangenheit der Entwicklung des Lebens von einzelligen Organismen bis hin zu einer riesigen Sammlung von Kreaturen, die gekeimt, gekrochen, geschwommen, geschwommen, geflogen und weitergegangen sind, zu kartieren dieser Planet.

Was Sie lernen werden

  • Besprechen Sie die Komponenten und den Zweck eines phylogenetischen Baumes
  • Listen Sie die verschiedenen Ebenen des taxonomischen Klassifikationssystems auf
  • Vergleichen Sie homologe und analoge Merkmale
  • Besprechen Sie den Zweck der Kladistik
  • Identifizieren Sie verschiedene Perspektiven und Kritikpunkte des phylogenetischen Baumes

Aktivitäten lernen

Die Lernaktivitäten für diesen Abschnitt umfassen Folgendes:

  • Phylogenetische Bäume
  • Taxonomie
  • Homologe und analoge Merkmale
  • Kladistik
  • Perspektiven auf den phylogenetischen Baum
  • Selbstcheck: Phylogenien und Lebensgeschichte

Abbildung 6.8 Sehen Sie sich jeden der gezeigten Prozesse an und entscheiden Sie, ob er endergonisch oder exergonisch ist. Nimmt die Enthalpie in jedem Fall zu oder ab und nimmt die Entropie zu oder ab?

Abbildung 6.8 Sehen Sie sich jeden der gezeigten Prozesse an und entscheiden Sie, ob er endergonisch oder exergonisch ist. Nimmt die Enthalpie in jedem Fall zu oder ab und nimmt die Entropie zu oder ab?

Um die exergonische oder endergonische Reaktion unter gegebenen Bedingungen zu diskutieren.

Einführung:

Die Synthese komplexer Moleküle aus einfacheren unter Verwendung von Energie wird als anaboler Prozess bezeichnet. Es ist ein endergonischer Prozess. Im Gegensatz dazu ist der Abbau komplexer Moleküle in einfachere der katabole Prozess. Bei diesem Vorgang wird Energie freigesetzt, es handelt sich um einen exergonischen Vorgang.

Erklärung der Lösung

Die in der Abbildung dargestellten Prozesse können wie folgt als exergonisch oder endergonisch klassifiziert werden:

  1. Die Zersetzung eines Komposthaufens ist ein exergonischer Prozess, da Energie freigesetzt wird. Die Enthalpie nimmt aufgrund der Energiefreisetzung zu und die Entropie nimmt ebenfalls zu, wenn große Moleküle in kleinere zerlegt werden.
  2. Ein Küken, das sich aus einem befruchteten Ei entwickelt, benötigt Energie, daher handelt es sich um eine endergonische Reaktion. Durch die Aufnahme von Energie nimmt die Enthalpie ab. Die Entropie nimmt ab, wenn aus den kleinen Molekülen große Moleküle gebildet werden.
  3. Sandkunst wird zerstört, was eine exergonische Reaktion ist. Die Enthalpie bleibt gleich, da sich die Gesamtenergie nicht ändert, aber die Entropie nimmt zu, wenn sich kleinere Moleküle zu großen Molekülen verbinden.
  4. Ein Ball, der den Hügel hinunterrollt, ist eine exergonische Reaktion, da er Energie freisetzt und die Enthalpie abnimmt. Aber die Entropie ändert sich nicht.

Eine endergonische Reaktion ist die Reaktion, die Energie erfordert, und eine exergonische Reaktion sind solche Reaktionen, die Energie freisetzen. Die Enthalpie ist die Gesamtenergie des Systems, während die Entropie die Unordnung innerhalb des Systems misst.

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Fragen zur visuellen Verbindung

Abbildung 6.8 Betrachten Sie jeden der Prozesse und entscheiden Sie, ob er endergonisch oder exergonisch ist. Nimmt die Enthalpie in jedem Fall zu oder ab, und nimmt die Entropie zu oder ab?

Abbildung 6.10 Wenn für den Abbau von Saccharose (Haushaltszucker) keine Aktivierungsenergie erforderlich wäre, könnten Sie diese in einer Zuckerdose aufbewahren?

Abbildung 6.14 Die Hydrolyse eines ATP-Moleküls setzt 7,3 kcal/mol Energie frei (∆G = −7,3 kcal/mol Energie). Wenn 2,1 kcal/mol Energie benötigt wird, um ein Na + durch die Membran zu bewegen (∆G = +2,1 kcal/mol Energie), wie viele Natriumionen könnte die Hydrolyse eines ATP-Moleküls bewegen?

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    • Autoren: Mary Ann Clark, Matthew Douglas, Jung Choi
    • Herausgeber/Website: OpenStax
    • Buchtitel: Biologie 2e
    • Erscheinungsdatum: 28.03.2018
    • Ort: Houston, Texas
    • Buch-URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • Abschnitts-URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/6-visual-connection-questions

    © 7. Januar 2021 OpenStax. Von OpenStax produzierte Lehrbuchinhalte sind unter einer Creative Commons Attribution License 4.0-Lizenz lizenziert. Der OpenStax-Name, das OpenStax-Logo, die OpenStax-Buchcover, der OpenStax CNX-Name und das OpenStax CNX-Logo unterliegen nicht der Creative Commons-Lizenz und dürfen ohne die vorherige und ausdrückliche schriftliche Zustimmung der Rice University nicht reproduziert werden.


    61 Einführung

    Das Blattchamäleon (Brookesia micra) wurde 2012 im Norden Madagaskars entdeckt. Mit knapp über einem Zentimeter Länge ist es das kleinste bekannte Chamäleon. (Credit: Modifikation der Arbeit von Frank Glaw et al., PLOS)

    Während wir Hunde, Eidechsen, Fische, Spinnen und Würmer leicht als Tiere identifizieren können, können andere Tiere wie Korallen und Schwämme leicht mit Pflanzen oder einer anderen Lebensform verwechselt werden. Wissenschaftler haben jedoch eine Reihe von gemeinsamen Merkmalen erkannt, die alle Tiere teilen, darunter Schwämme, Quallen, Seeigel und Menschen.

    Das Königreich Animalia ist eine Gruppe vielzelliger Eukaryas. Die Evolution der Tiere begann vor über 600 Millionen Jahren im Ozean mit winzigen Kreaturen, die heute wahrscheinlich keinem lebenden Organismus ähneln. Seitdem haben sich Tiere zu einem sehr vielfältigen Königreich entwickelt. Obwohl über eine Million derzeit lebender Tierarten identifiziert wurden, entdecken Wissenschaftler kontinuierlich weitere Arten. Die Zahl der beschriebenen lebenden Tierarten wird auf etwa 1,4 Millionen geschätzt, 1 und es könnten sogar 6,8 Millionen sein.

    Das Verständnis und die Klassifizierung der Vielfalt lebender Arten hilft uns, besser zu verstehen, wie wir diese Vielfalt erhalten und nutzen können. Das Tierklassifikationssystem charakterisiert Tiere anhand ihrer Anatomie, Merkmale der embryonalen Entwicklung und genetischen Ausstattung. Wissenschaftler stehen vor der Aufgabe, Tiere in ein Taxonomiesystem einzuordnen, das ihre Evolutionsgeschichte widerspiegelt. Darüber hinaus müssen sie Merkmale identifizieren, die allen Tieren gemeinsam sind, sowie Merkmale, die verwendet werden können, um zwischen verwandten Tiergruppen zu unterscheiden. Tiere variieren jedoch in der Komplexität ihrer Organisation und weisen eine enorme Vielfalt an Körperformen auf, sodass sich das Klassifizierungsschema ständig ändert, wenn neue Informationen über Arten gewonnen werden.


    EINFÜHRUNG IN DIE PHYLOGENETIK.

    Seit Charles Darwin ist es der Traum vieler Biologen, die Evolutionsgeschichte aller Organismen auf der Erde zu rekonstruieren und in Form eines Stammbaums auszudrücken. Die Phylogenie verwendet evolutionäre Distanz oder evolutionäre Beziehung, um Organismen zu klassifizieren (Taxonomie).

    Die phylogenetische Verwandtschaft zwischen Organismen ist durch den Grad und die Art der evolutionären Distanz gegeben. Um dieses Konzept besser zu verstehen, definieren wir die Taxonomie. Taxonomie ist die Wissenschaft der Benennung, Klassifizierung und Beschreibung von Organismen. Taxonomen ordnen die verschiedenen Organismen in Taxa (Gruppen). Diese werden dann je nach biologischen Ähnlichkeiten weiter gruppiert. Diese Gruppierung von Taxa spiegelt den Grad der biologischen Ähnlichkeit wider.

    Die Systematik geht einen Schritt weiter in der Taxonomie, indem sie neue Methoden und Theorien aufzeigt, die zur Klassifizierung von Arten verwendet werden können. Diese Klassifizierung basiert auf Ähnlichkeitsmerkmalen und möglichen Evolutionsmechanismen. In den 1950er Jahren schlug William Hennig, ein deutscher Biologe, vor, dass die Systematik die bekannte Evolutionsgeschichte der Abstammungslinien widerspiegeln sollte, ein Ansatz, den er phylogenetische Systematik nannte. Daher ist die phylogenetische Systematik das Feld, das sich mit der Identifizierung und dem Verständnis der evolutionären Beziehungen zwischen vielen verschiedenen Arten von Organismen beschäftigt

    Phylogenetische Beziehungen wurden traditionell auf der Grundlage morphologischer Daten untersucht. Früher untersuchten Wissenschaftler verschiedene Merkmale oder Merkmale und versuchten, den Grad der Verwandtschaft zwischen Organismen festzustellen. Dann erkannten die Wissenschaftler, dass nicht alle gemeinsamen Merkmale nützlich sind, um die Beziehungen zwischen Organismen zu untersuchen. Diese Entdeckung führte zu einer Untersuchung der Systematik, die als Kladistik bezeichnet wird. Kladistik ist das Studium phylogenetischer Beziehungen basierend auf gemeinsamen, abgeleiteten Merkmalen. Es gibt zwei Arten von Merkmalen, primitive Merkmale und abgeleitete Merkmale, die im Folgenden beschrieben werden.

    Primitive Eigenschaften sind Merkmale von Organismen, die beim Vorfahren der untersuchten Gruppe vorhanden waren. Sie sagen nichts über die Verwandtschaft der Arten innerhalb einer Gruppe aus, da sie vom Vorfahren an alle Mitglieder der Gruppe vererbt werden. Abgeleitete Eigenschaften sind Merkmale von Organismen, die sich innerhalb der untersuchten Gruppe entwickelt haben. Diese Eigenschaften waren beim Vorfahren nicht vorhanden. Sie sind nützlich, weil sie erklären können, warum einige Arten gemeinsame Merkmale haben. Die wahrscheinlichste Erklärung für das Vorhandensein eines Merkmals, das beim Vorfahren der gesamten Gruppe nicht vorhanden war, ist, dass es sich aus einem neueren Vorfahren entwickelt hat.

    Zur Untersuchung der phylogenetischen Verwandtschaft existieren zwei umfangreiche Analysegruppen: Phenetische Methoden und kladistische Methoden. Phenetische Methoden oder numerische Taxonomie verwenden verschiedene Maße der Gesamtähnlichkeit für das Ranking der Arten. Sie können eine beliebige Anzahl oder Art von Zeichen verwenden, aber die Daten müssen in einen numerischen Wert umgewandelt werden. Die Organismen werden für alle Zeichen miteinander verglichen und dann die Ähnlichkeiten berechnet. Danach werden die Organismen basierend auf den Ähnlichkeiten geclustert. Diese Cluster werden als Phenogramme bezeichnet. Sie spiegeln nicht unbedingt die evolutionäre Verwandtschaft wider. Die kladistische Methode basiert auf der Idee, dass Mitglieder einer Gruppe eine gemeinsame Evolutionsgeschichte haben und mit Mitgliedern derselben Gruppe enger verwandt sind als mit jedem anderen Organismus. Die gemeinsamen abgeleiteten Eigenschaften werden Synapomorphien genannt.

    Die Einführung zweier wichtiger Werkzeuge hat das Studium der Phylogenetik dramatisch verbessert. Das erste Werkzeug ist die Entwicklung von Computeralgorithmen, die in der Lage sind, phylogenetische Bäume zu konstruieren. Das zweite Werkzeug ist die Verwendung von molekularen Sequenzdaten für phylogenetische Studien.

    Die Phylogenetik kann sowohl molekulare als auch morphologische Daten verwenden, um Organismen zu klassifizieren. Molekulare Methoden basieren auf Untersuchungen von Gensequenzen. Die Annahme dieser Methodik ist, dass die Ähnlichkeiten zwischen Genomen von Organismen dazu beitragen werden, ein Verständnis der taxonomischen Beziehung zwischen diesen Arten zu entwickeln. Morphologische Methoden verwenden den Phänotyp als Grundlage der Phylogenie. Diese beiden Methoden sind verwandt, da das Genom stark zum Phänotyp der Organismen beiträgt. Im Allgemeinen sind Organismen mit ähnlichen Genen enger verwandt. Der Vorteil molekularer Methoden besteht darin, dass sie die Untersuchung von Genen ohne morphologische Expression ermöglichen.

    Wie bereits erwähnt, haben eng verwandte Arten einen jüngeren gemeinsamen Vorfahren als entfernt verwandte Arten. Die Beziehungen zwischen den Arten können durch einen phylogenetischen Baum dargestellt werden. Dies ist eine grafische Darstellung mit Knoten und Verzweigungen. Die Knoten repräsentieren taxonomische Einheiten. Zweige spiegeln die Beziehungen dieser Knoten in Bezug auf Nachkommen wider. Die Astlänge weist normalerweise auf eine Form der evolutionären Distanz hin. Die tatsächlich existierenden Arten, die als operationelle Taxonomieeinheiten (OTUs) bezeichnet werden, befinden sich an der Spitze der Äste an den äußeren Knoten.

    Baumbaumethoden
    Einige Methoden wurden für die Konstruktion phylogenetischer Bäume vorgeschlagen. Sie lassen sich in zwei Gruppen einteilen, die kladistische Methode (maximale Sparsamkeit und maximale Wahrscheinlichkeit) und die phenetische Methode (Distanzmatrix-Methode).

    Maximale Sparsamkeit Bäume implizieren, dass einfache Hypothesen den komplizierten vorzuziehen sind. Dies bedeutet, dass die Konstruktion des Baumes mit dieser Methode die geringste Anzahl an evolutionären Veränderungen erfordert, um die Phylogenie der untersuchten Arten zu erklären. Dabei vergleicht diese Methode verschiedene sparsame Bäume und wählt den Baum mit den wenigsten Evolutionsschritten (Substitutionen von Nukleotiden im Kontext der DNA-Sequenz) aus.

    Maximale Wahrscheinlichkeit Diese Methode wertet die Topologien verschiedener Bäume aus und wählt die beste basierend auf einem bestimmten Modell aus. Dieses Modell basiert auf dem evolutionären Prozess, der die Umwandlung einer Sequenz in eine andere erklären kann. Der in der Topologie berücksichtigte Parameter ist die Zweiglänge.

    Distanzmatrix ist ein phenetischer Ansatz, der von vielen Molekularbiologen für DNA- und Protein-Arbeiten bevorzugt wird. Diese Methode schätzt die durchschnittliche Anzahl von Veränderungen (pro Fundstelle in Folge) in zwei Taxa, die von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Es gibt viele Informationen in den Gensequenzen, die vereinfacht werden müssen, um nur zwei Arten gleichzeitig zu vergleichen. Das relevante Maß ist die Anzahl der Unterschiede in diesen beiden Sequenzen, ein Maß, das als Abstand zwischen den Arten in Bezug auf die Verwandtschaft interpretiert werden kann.

    Die molekulare Phylogenie wurde erstmals 1962 von Pauling und Zuckerkandl vorgeschlagen. Sie stellten fest, dass die Raten der Aminosäuresubstitution in tierischem Hämoglobin im Laufe der Zeit ungefähr konstant waren. Sie bezeichneten die Moleküle als Dokumente der Evolutionsgeschichte. Die molekulare Methode hat viele Vorteile. Genotypen können direkt abgelesen werden, Organismen können verglichen werden, auch wenn sie morphologisch sehr unterschiedlich sind und diese Methode ist nicht vom Phänotyp abhängig.

    Phylogenie wird derzeit in vielen Bereichen wie Molekularbiologie, Genetik, Evolution, Entwicklung, Verhalten, Epidemiologie, Ökologie, Systematik, Naturschutzbiologie und Forensik verwendet. Biologen können aus der Struktur phylogenetischer Bäume Hypothesen ableiten und Modelle für verschiedene Ereignisse in der Evolutionsgeschichte erstellen. Phylogenie ist eine außergewöhnliche Möglichkeit, evolutionäre Informationen zu organisieren. Mit diesen Methoden können Wissenschaftler verschiedene Prozesse des Lebens auf der Erde analysieren und aufklären.

    Heute rechnen Biologen mit etwa 5 bis 10 Millionen Arten von Organismen. Verschiedene Beweise, einschließlich der Gensequenzierung, legen nahe, dass alle Organismen genetisch verwandt sind und von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen können. Diese Beziehung kann durch einen evolutionären Baum dargestellt werden, wie den Baum des Lebens. The Tree of Life ist ein Projekt, das sich darauf konzentriert, den Ursprung der Artenvielfalt anhand der Phylogenie zu verstehen.

    Verweise:
    1) Whelan S., Lio P., Goldman N., (2001)Molekulare Phylogenetik: State-of-the-Art-Methoden zur Untersuchung der vergangenen Trends in der Genetik, Band 17, Ausgabe 5, 1, Seiten 262-272

    2) Berger J. Einführung in die Konstruktion der molekularen Phylogenie. BIOL 334.

    3) Wen-Hsiung-Li. Molekulare Evolution. Sinauer Associates, 1997.

    4) Pagel, M. (1999) Ableiten historischer Muster der biologischen Evolution. Natur 401, 877–884

    5) Zuckerlandl, E. und Pauling, L. (1962) Molekulare Krankheit, Evolution und genetische Heterogenität. In Horizons in Biochemistry (Kasha, M. und Pullman, B., Hrsg.), S. 189–225, Academic Press 1921–1930

    6) Felsenstein, J. (1981), Evolutionäre Bäume aus DNA-Sequenzen: ein Maximum-Likelihood-Ansatz, Journal of Molecular Evolution 17:368-376

    7) Endo T., Ogishima S., Tanaka H. (2003)Standardisierter phylogenetischer Baum: eine Referenz zur Entdeckung der funktionellen Evolution J Mol Evol 57 Suppl 1:S174-81. Biologie der Pflanzenarten

    8) Murren C. (2002)Phänotypische Integration in Pflanzen. Biologie der Pflanzenarten. Band 17 Ausgabe 2-3 Seite 89


    Phylogenie und der Baum des Lebens - PowerPoint PPT-Präsentation

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    Campbell Biology / Lisa A. Urry, Mills College, Oakland, Kalifornien, Michael L. Cain, Bowdoin College, Brunswick, Maine, Steven A. Wasserman, University of California, San Diego, Peter V. Minorsky, Mercy College, Dobbs Ferry, New York, Jane B. Reece, Berkeley, Kalifornien.

    Diese Ausgabe ist erschienen in 2017 von Pearson Education, Inc. in New York, NY.

    Editionsbeschreibung

    1 Band (verschiedene Seiten) : Illustrationen (hauptsächlich Farbe), Farbkarten 29 cm


    Phylogenetische Analyse: Frühe Evolution des Lebens

    Den evolutionären Schritten mithilfe der Phylogenie nachverfolgen

    Phylogenie kann als die Beziehung zwischen allen Organismen auf der Erde beschrieben werden, die von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, unabhängig davon, ob sie ausgestorben oder noch vorhanden sind. Phylogenetik ist die Wissenschaft des Studiums der evolutionären Verwandtschaft zwischen biologischen Gruppen und ein phylogenetischer Baum wird verwendet, um diese evolutionäre Beziehung in Bezug auf die interessierenden Arten grafisch darzustellen ( Abb. 9-11 ).

    Abb. 9 . Phylogenetischer Stammbaum zeitgenössischer Organismen.

    Abb. 10 . Phylogenetischer Bakterienbaum.

    Abb. 11 . Elemente eines typischen Phylogramms.

    Es wurden jetzt spezialisiertere phylogenetische Methoden entwickelt, um spezifische Anforderungen zu erfüllen, wie z Warnow, 2005).


    Spielen Sie einen Baum bauen

    Beginnen Sie damit, Ihre eigenen phylogenetischen Bäume zu erstellen, indem Sie die Merkmale und die DNA analysieren, die ausgewählte Arten charakterisieren. Wir haben eine Reihe von Rätseln, animierten Videos und Hintergrundinformationen produziert, die Sie durch Levels führen, die einfach beginnen und immer komplexer werden:

    • Trainingsbäume ist eine Einführung in den Aufbau phylogenetischer Bäume und erklärt, wie man sie baut und liest
    • Fossilien: Die Erde erschüttern erklärt, wie Fossilien uns helfen, die Geschichte des Lebens auf der Erde zu verstehen
    • Evolution von DNA-Zaubern erklärt, wie die DNA eine genetische Aufzeichnung von Veränderungen liefert, die im Laufe der Zeit in einer Art aufgetreten sind, und Einblicke in die Beziehungen zwischen Organismen bietet
    • Biogeographie: Wo das Leben lebt erklärt, wie phylogenetische Bäume uns helfen können, die Bewegung von Organismen durch Raum und Zeit zu verstehen
    • Baum des Lebens und des Todes stellt verschiedene Anwendungen phylogenetischer Bäume zum Verständnis und zur Behandlung von Krankheiten vor und
    • Du hast dich auch entwickelt untersucht das relativ junge Erscheinen des Menschen im Baum des Lebens.

    Die Geschichte des Lebens auf der Erde

    Das Leben auf der Erde hat sich seit dem Auftauchen unseres gemeinsamen Vorfahren vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren in unterschiedlichem Tempo verändert. Um die stattgefundenen Veränderungen besser zu verstehen, hilft es, nach Meilensteinen in der Geschichte des Lebens auf der Erde zu suchen. Indem wir verstehen, wie sich Organismen in Vergangenheit und Gegenwart im Laufe der Geschichte unseres Planeten entwickelt und diversifiziert haben, können wir die Tiere und Wildtiere, die uns heute umgeben, besser einschätzen.

    Das erste Leben entstand vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren. Wissenschaftler schätzen, dass die Erde etwa 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Fast die erste Milliarde Jahre nach der Entstehung der Erde war der Planet für das Leben unwirtlich. Aber vor etwa 3,8 Milliarden Jahren war die Erdkruste abgekühlt und die Ozeane hatten sich gebildet, und die Bedingungen waren für die Entstehung von Leben besser geeignet. Der erste lebende Organismus, der vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren aus einfachen Molekülen in den riesigen Ozeanen der Erde entstand. Diese primitive Lebensform ist als gemeinsame Vorfahrin bekannt. Der gemeinsame Vorfahre ist der Organismus, von dem alles Leben auf der Erde, lebend und ausgestorben, abstammt.

    Vor etwa 3 Milliarden Jahren entstand Photosynthese und Sauerstoff begann sich in der Atmosphäre anzusammeln. Vor etwa 3 Milliarden Jahren entwickelte sich ein Organismus, der als Cyanobakterien bekannt ist. Cyanobakterien sind zur Photosynthese in der Lage, einem Prozess, bei dem Sonnenenergie verwendet wird, um Kohlendioxid in organische Verbindungen umzuwandeln – sie könnten ihre eigene Nahrung herstellen. Ein Nebenprodukt der Photosynthese ist Sauerstoff und als Cyanobakterien persistierten, sammelte sich Sauerstoff in der Atmosphäre an.

    Die sexuelle Fortpflanzung entwickelte sich vor etwa 1,2 Milliarden Jahren und leitete eine rasante Beschleunigung der Evolution ein. Sexuelle Fortpflanzung oder Sex ist eine Fortpflanzungsmethode, die Merkmale von zwei Elternorganismen kombiniert und mischt, um einen Nachkommenorganismus hervorzubringen. Nachkommen erben Merkmale von beiden Elternteilen. Das bedeutet, dass Sex zur Erzeugung genetischer Variation führt und somit Lebewesen eine Möglichkeit bietet, sich im Laufe der Zeit zu verändern – es bietet ein Mittel zur biologischen Evolution.

    Die kambrische Explosion ist der Begriff für den Zeitraum zwischen 570 und 530 Millionen Jahren, als sich die meisten modernen Tiergruppen entwickelten. Die kambrische Explosion bezieht sich auf eine beispiellose und unübertroffene Periode evolutionärer Innovation in der Geschichte unseres Planeten. Während der kambrischen Explosion entwickelten sich frühe Organismen in viele verschiedene, komplexere Formen. In dieser Zeit entstanden fast alle heute noch existierenden grundlegenden Tierkörperpläne.

    Die ersten Tiere mit Rückgrat, auch Wirbeltiere genannt, entwickelten sich vor etwa 525 Millionen Jahren während des Kambriums. Es wird angenommen, dass das früheste bekannte Wirbeltier Myllokunmingia ist, ein Tier, von dem angenommen wird, dass es einen Schädel und ein Skelett aus Knorpel hatte. Heute gibt es etwa 57.000 Wirbeltierarten, die etwa 3% aller bekannten Arten auf unserem Planeten ausmachen. Die anderen 97% der heute lebenden Arten sind Wirbellose und gehören zu Tiergruppen wie Schwämmen, Nesseltieren, Plattwürmern, Weichtieren, Gliederfüßern, Insekten, segmentierten Würmern und Stachelhäutern sowie vielen anderen weniger bekannten Tiergruppen.

    Die ersten Landwirbeltiere entwickelten sich vor etwa 360 Millionen Jahren. Vor etwa 360 Millionen Jahren waren die einzigen Lebewesen, die terrestrische Lebensräume bewohnten, Pflanzen und Wirbellose. Dann entwickelte eine Gruppe von Fischen, die als Lappenflossenfische bekannt sind, die notwendigen Anpassungen, um den Übergang vom Wasser zum Land zu vollziehen.

    Vor 300 bis 150 Millionen Jahren entstanden aus den ersten Landwirbeltieren Reptilien, aus denen wiederum Vögel und Säugetiere hervorgingen. Die ersten Landwirbeltiere waren amphibische Tetrapoden, die für einige Zeit enge Verbindungen zu den aquatischen Lebensräumen, aus denen sie entstanden waren, unterhielten. Im Laufe ihrer Evolution entwickelten die frühen Landwirbeltiere Anpassungen, die es ihnen ermöglichten, freier an Land zu leben. Eine solche Anpassung war die Fruchtblase. Heute repräsentieren Tiergruppen, darunter Reptilien, Vögel und Säugetiere, die Nachkommen dieser frühen Amnioten.

    Die Gattung Homo tauchte erstmals vor etwa 2,5 Millionen Jahren auf. Der Mensch ist ein relativer Neuling in der Evolutionsstufe. Der Mensch hat sich vor etwa 7 Millionen Jahren von den Schimpansen getrennt. Vor etwa 2,5 Millionen Jahren entwickelte sich das erste Mitglied der Gattung Homo, Homo habilis. Unsere Spezies, Homo sapiens entstand vor etwa 500.000 Jahren.


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