Bezüge zum Kernlehrplan und den Vorgaben
- Ökologie: Umweltfaktoren und ökologische Potenz
- Evolution: Grundlagen evolutiver Veränderungen, Stammbäume, Art und Artbildung
Aufgabenstellung in Stichworten
- Drei Formen von biotischen Beziehungen beschreiben.
Den Aufbau von zwei Pflanzenarten vergleichen und dabei den jeweiligen Ernährungstyp erläutern (Material A) - Den Unterschied zwischen konvergenter und divergenter Entwicklung beschreiben.
Untersuchungsergebnisse auswerten, einen phylogenetischen Stammbaum analysieren (Material A und B). - Befunde zusammenfassen, die in einer Abbildung dargestellt sind (Material C).
Diese Befunde auswerten und Selektionsvorteile und -nachteile für die beiden Arten darstellen (Material A, B und C). - Eine Hypothese zur evolutiven Entstehung der verschiedenen Pflanzenarten entwickeln (Material D),
eine Tabelle in Hinblick auf die Koexistenz von zwei Arten auswerten,
den Begriff Coevolution definieren und vor diesem Hintergrund das Vorkommen von zwei Pflanzenarten deuten (Material A, D und E).
Materialien
- Text zur Pflanzenfamilie Rafflesiaceae, die ausschließlich in den Tropen Asiens vorkommt. Diese Pflanzen leben als Endoparasiten in anderen Pflanzen. Bei Striga himalayana ist kein Vegetationskörper mehr zu erkennen, der Parasit durchzieht in Form von dünnen Zellsträngen das Gewebe des Wirtskörpers. Eine andere Art, Striga asiatica, hat dagegen eine Sprossachse, grüne Blätter, Blüten und stark zurückgebildete Wurzeln, die in das Wurzelsystem der Wirtspflanze eindringen und dort Wasser und Nährsalze aufnehmen.
- Untersuchungen zur Genomvollständigkeit bei Pflanzen. Endoparasiten haben oft stark reduzierte Genome, weil sie viele Organe nicht mehr brauchen - das gilt sowohl für tierische wie auch für pflanzliche Endoparasiten. In dem Material B befindet sich ein phylogenetischer Stammbaum von parasitisch und nicht-parasitisch lebenden Pflanzengattungen mit Angaben zur Genomvollständigkeit.
Eine vollständig endoparasitisch lebende Art hat eine Genomvollständigkeit von nur 42%. Andere Parasiten, die nicht endoparasitisch leben, sondern ektoparasitisch, also auf den Wirtspflanzen und nicht in den Wirtspflanzen leben, haben Genomvollständigkeiten zwischen 78 und 86%. Bei nicht parasitischen Pflanzen liegt dieser Wert zwischen 90 und 96%.
Aus dem Stammbaum geht außerdem hervor, dass die parasitische Lebensweise bei den untersuchten Pflanzen unabhängig voneinander entstanden ist (konvergente Entwicklung). Der einzige Endoparasit des Stammbaums ist eng verwandt mit einer nicht parasitischen Pflanze.
- Untersuchungen zur Anzahl von Genen. Bei drei nicht verwandten Pflanzen wurde untersucht, wie viele Gene für die Funktionen
a) Wachstum und Entwicklung,
b) Fotosynthese und
c) Stressreaktion und Abwehr vorhanden sind.
Bei a) hatten alle drei Pflanzen ungefähr die gleiche Anzahl von Genen, so um die 700.
Bei b) hatte die nicht parasitische Art 600 Gene, die ektoparasitische (mit den grünen Blättern) 580 und die endoparasitische nur 200 Gene.
Bei c) hatte die nicht parasitische Art 900 Gene, die ektoparasitische 650 und die endoparasitische nur 410 Gene.
- Evolution der Gattung Rafflesia auf den Philippinen. In einem Text finden sich weitere Informationen über diese Gattung.
- Rafflesia-Arten auf Mindanao. Hier finden wir eine Tabelle mit drei Merkmalen von vier Rafflesia-Arten, die alle parasitisch leben, u.a. auf welcher Wirts-Art die vier Arten leben und in welcher Höhe sie gefunden wurden.