Oppgaver om artsdannelse og slektstrær

Oppgave 1. Velg rett alternativ

Oppgave 2. Sant eller usant?

Oppgave 3. Svar kort

1. Forklar det biologiske artsbegrepet.

2. Hvorfor kan vi si at den biologiske arten er en naturlig enhet for evolusjon?

3. Gi eksempler på pre- og postzygotiske reproduktive barrierer.

4. Gi fem eksempler på hendelser som kan føre til at populasjoner av samme art blir geografisk isolert fra hverandre.

5. Hva er hovedforskjellen på allopatrisk og sympatrisk artsdannelse?

Oppgave 4. Allopatrisk artsdannelse

1. Plasser figurene i riktig rekkefølge slik at de viser gangen i allopatrisk artsdannelse.

2. Skriv en forklarende tekst til figuren. Bruk blant annet følgende begreper: genflyt, mutasjon, naturlig seleksjon, genetisk drift, geografisk barriere, reproduktiv barriere, uavhengig evolusjon og fruktbart avkom.

Oppgave 5. Reproduktive barrierer

Hvilke barrierer er prezygotiske og hvilke er postzygotiske?

Oppgave 6. Et eksempel på artsdannelse

Oppgave 8. Hvordan påvirkes artsdannelse av ulike faktorer?

Oppgave 9. Artsdannelse hos salamandere

Les teksten og studer figuren før du svarer på spørsmålene.

For flere millioner år siden begynte en salamanderart i California å spre seg sørover rundt Central Valley – én populasjon på østsiden og én på vestsiden av dalen. Dalen har varmt og tørt klima. Salamandere puster gjennom huden og er derfor avhengige av kjølig og fuktig miljø. I dag lever det populasjoner av salamandere på begge sider av dalen. Disse er genetisk ulike og stammer alle sammen fra arten som spredte seg sørover.

I sørenden av dalen møtes to av populasjonene: klauberi og eschscholtzii. DNA-analyser viser at eschscholtzii er mer forskjellig fra klauberi enn fra xanthoptica, og at klauberi er mer forskjellig fra eschscholtzii enn fra croceater.

Hos salamandere er det hunnene som velger partner. Der hvor eschscholtzii og klauberi møtes, kan hunner av eschscholtzii pare seg med hanner av klauberi. Avkommet er av utseende en blanding mellom foreldrene. Hunner av klauberi parer seg derimot aldri med eschscholtzii-salamandere.

1. Hvilken rolle spiller Central Valley i utviklingen av salamanderpopulasjonene?

2. Foreslå en mulig årsak til at populasjonene på østsiden er flekkete, mens populasjonene på vestsiden ikke er det.

3. Forklar hvorfor genflyt mellom eschscholtzii og klauberi er svært begrenset, på tross av at de lever i samme område. Bruk begrepene pre- og postzygotisk barriere, og informasjon du finner i teksten.

4. Skisser et slektskapstre som viser slektskapet mellom xanthoptica, eschscholtzii, klauberi og croceater. (Hint: Ut fra informasjonen du finner i teksten, hvem er hverandres nærmeste slektninger?)

5. Forskere mener at eschscholtzii og klauberi er i ferd med å utvikles til ulike arter. Beskriv denne artsdannelsen som en prosess i tre trinn: geografisk isolasjon, uavhengig evolusjon og reproduktiv isolasjon.

Oppgave 10. Et eksempel på artsdannelse hos palmer

På øya Lord Howe i Stillehavet vokser det to arter av palmer. Howea forsteriana og Howea belmoreana. Forskerne mener at disse artene har oppstått ved sympatrisk artsdannelse.

Den ene arten vokser i sur til nøytral jord, mens den andre vokser i basisk jord. Jordas pH påvirker tidspunktet for blomstring.

Figuren viser når hann- og hunnblomster hos de to artene er modne, det vil si når de kan henholdsvis spre eller motta pollen.

1. Forklar hvordan blomstringstidspunktet til de to artene kan fungere som en reproduktiv barriere. Bruk informasjon fra figuren.

2. Forklar hvorfor det at to nært beslektede arter lever i samme område, ikke nødvendigvis betyr at artene har oppstått ved sympatrisk artsdannelse.

3. Her får du tilleggsinformasjon om øya og om de to artene:

• DNA-analyser viser at artene er hverandres nærmeste slektninger, og at de oppstod etter at øya ble dannet for fem millioner år siden.

• Begge artene finnes bare på Lord Howe.

• Øya er svært lita, arealet er bare cirka 15 kvadratkilometer.

• Palmene er vindpollinerte, og pollen kan transporteres over svært lange avstander.

Forklar hvorfor tilleggsinformasjonen styrker hypotesen om at artene har oppstått ved sympatrisk artsdannelse.

Oppgave 11. Hybridsone

Tenk deg to nært beslektede arter som kan krysse seg, men der avkommet enten dør tidlig, eller de er sterile.

Hos den ene arten oppstår et allel som fører til at individer blir mer tiltrukket av individer av samme art og mindre tiltrukket av den andre arten.

1. Vil individer med det nye allelet ha høyere, lavere eller lik fitness, altså evne til å overleve og få avkom som overlever, sammenliknet med individer uten dette allelet? Begrunn svaret ditt.

To populasjoner av salamandere blir geografisk atskilt og utvikler postzygotiske barrierer. Senere forsvinner den geografiske barrieren, og populasjonene møtes igjen i en del av utbredelsesområdet. Området hvor de møtes, kalles en hybridsone.

2. Etter mange generasjoner har populasjonene utviklet sterkere prezygotiske barrierer innenfor hybridsonen enn utenfor. Forklar hvorfor. Bruk det du kom fram til i oppgave A, i forklaringen din.

Oppgave 12. Tolk slektskapstrær

Tabellen nedenfor viser antall genetiske forskjeller mellom artene A–D.

1. Hvilke to arter er nærmest i slekt ifølge tabellen? Forklar kort hvordan du ser dette.

2. Hvilken art er nærmest i slekt med dette paret av arter, ifølge tabellen? Forklar kort.

3. Hvilket av slektskapstrærne nedenfor stemmer best overens med tabellen? Begrunn svaret ditt ved å vise hvordan forgreiningene samsvarer med de genetiske forskjellene.

Oppgave 13. Beskriv slektskap med ord

Jobb i par.

1. En av dere velger ett av slektskapstrærne nedenfor (uten å vise det til den andre).

2. Den som har valgt slektskapstreet, skal beskrive slektskapet mellom artene med ord uten å vise til plasseringen i figuren.

3. Den andre skal tegne et slektskapstre kun basert på beskrivelsen.

4. Sammenlikn tegningen med originalen. Er slektskapet framstilt likt?

Tips til setninger du kan bruke for å beskrive slektskapet:

• A og B deler den yngste felles stamfaren.

• A og B er nærmest beslektet.

• Greinene til A og B møtes først når vi går tilbake i tid.

• A deler en nyere felles stamfar med B enn med C.

• Forgreiningen som fører til A, ble dannet tidligere enn forgreiningen som fører til B.

• A, B og C deler en felles stamfar som ikke er stamfar til art D.

Unngå å bruke formuleringer som:

• A står til venstre for B.

• A ligger nærmere C enn B i figuren.

• A er mest utviklet.

Oppgave 14. Artsdannelse hos pistolreker

Landforbindelsen mellom Nord-Amerika og Sør-Amerika ble gradvis dannet ved landhevning for omtrent tre millioner år siden. Dette gjorde at Det karibiske hav samtidig ble skilt fra det østlige Stillehavet.

Forskere har studert pistolreker (slekta Alpheus) på begge sider av landforbindelsen, i Stillehavet og i Det karibiske hav.

De foreslo følgende hypotese:

"Landforbindelsen som ble dannet for omtrent tre millioner år siden førte til allopatrisk artsdannelse hos pistolreker."

For å teste hypotesen konstruerte de et slektskapstre basert på DNA-sekvenser fra flere rekearter. Anta at lengden på greinene i slektskapstreet viser hvor lenge det er siden artene skilte lag.

1. Studer slektskapstreet. Lever art K på den karibiske siden eller på stillehavssiden?

2. Hvem er den nærmeste slektningen til art K, og hvor lever denne arten?

3. To arter som er hverandres nærmeste slektninger, kalles søsterarter. Beskriv mønsteret slektskapstreet viser for den geografiske fordelingen av søsterarter.

4. Vurder hypotesen til forskerne. Bruk informasjon fra slektstreet.

5. Noen pistolreker lever på dypt vann, mens andre lever på grunt vann. Bruk slektskapstreet til å foreslå hvilke arter som trolig lever på grunt vann. Begrunn svaret.

6. Skisser hvordan et slektskapstre ville sett ut dersom artene i hvert av havene hadde oppstått ved sympatrisk artsdannelse i hvert hav. Forklar skissen for en medelev.