Die Evolution der Amazonas-Flussdelfine

In der ersten Teilaufgabe sollten die Schüler zwei Akelei-Arten vergleichend gegenüberstellen.

Die beiden Arten Aquilegia formosa und A. pubescens unterscheiden sich in vielen Punkten (Lebensraum, geographischer Standort, Höhenlage, Licht, Feuchtigkeit, Form, Größe und Farbe der Blüte, Art der Bestäuber, Blütezeit etc.). In einigen wenigen Punkten gibt es Gemeinsamkeiten, beispielsweise überlappen sich die Höhenlagen der beiden Arten ein wenig, die Blütezeiten überlappen sich für einen Monat, und Hummeln können beide Akeleiarten bestäuben, machen dies jedoch recht selten.

In der zweiten Teilaufgaben sollten die Schüler(innen) darstellen, inwieweit ein Genfluss zwischen diesen beiden Arten herrscht, und ob man bereits von zwei verschiedenen Arten sprechen kann.

Der Genfluss ist durch die verschiedenen Einnischungen (die im Idealfall bereits in der ersten Teilaufgabe herausgearbeitet wurden) stark eingeschränkt, aber nicht ganz unmöglich, da es einen gemeinsamen Bestäuber gibt, nämlich die Hummel, und da sich die Blütezeiten im Juli überschneiden.

Nach dem morphologischen Artbegriff gehören die beiden Akelei-"Sorten" mit Sicherheit zu zwei verschiedenen Arten, die morphologischen Unterschiede sind einfach zu groß. Nach dem biologischen Artbegriff dagegen muss man die beiden "Sorten" zu ein- und derselben Art zählen, denn bei künstlich herbeigeführten Kreuzungen kann man fruchtbare Nachkommen erzielen. Die beiden Arten befinden sich also mitten im Prozess der Artbildung, die Isolationsmechanismen (genetischen Grenzen) zwischen den beiden Unterarten sind noch nicht vollständig ausgebildet. Zu beurteilen, ob es sich hierbei um eine allopatrische oder eher um eine sympatrische Artbildung handelt, wird in den offiziellen Erwartungen zu dieser Aufgabe nicht von den Schüler(innen) verlangt.

In der dritten Teilaufgabe erhielten die Schüler(innen) zwei Abbildungen, die sie vergleichend beschreiben mussten. Die erste Abbildung zeigte ein Modell zur Evolution der Blüten nach Darwin, die zweite Abbildung präsentierte ein entsprechendes modernes Modell der sympatrischen Artbildung durch einen plötzlich auftauchenden neuen Bestäuber mit einem besonders langen Schnabel bzw. Rüssel. Die Schüler(innen) sollten dann diskutieren, welches der beiden Modelle sich besser eignet, die Evolution der vielen Akelei-Arten zu erklären.

Diese Aufgabe war gar nicht mehr so einfach wie die beiden vorhergehenden Teilaufgaben. Das Darwin-Modell legte den Schwerpunkt auf die Koevolution zwischen Schnabellänge einerseits und Sporntiefe der Blüte andererseits. Das moderne Modell zeigte, dass ein plötzlich auftauchender neuer Bestäuber, der einen besonders langen Schnabel besitzt, den wenigen Blüten mit einem besonders langen Sporn eine höhere Fitness verleiht. Diese Pflanzen entwickeln im Laufe der Generationen Angepasstheiten an den langen Schnabel, in dem sie immer längere Sporne entwickeln. Die "konventionellen" Pflanzen mit den kürzeren Spornen dagegen können weiterhin von den "konventionellen" Bestäubern bestäubt werden. Die "neuen" Pflanzen dagegen können nur noch von den neuen Bestäubern bestäubt werden, somit handelt es sich hier um eine sympatrische Artbildung im klassischen Sinne.