Abitur Mecklenburg-Vorpommern Biologie 2025 · LK · Giraffe

Giraffen: Verwandtschaft, Artbildung und Schutzkonzepte

Bei Giraffen unterscheidet man heute vier Arten und neun Unterarten. Die Verwandtschaft der Arten wurde mithilfe von DNA-Vergleichen aufgeklärt. Alle Arten und Unterarten werden heute als gefährdet eingestuft. Verschiedene Organisationen arbeiten zusammen, um die Biodiversität der Giraffen zu erhalten. Daran sind auch Zoos beteiligt.

Material 1: Vervielfältigung von DNA durch die Polymerasekettenreaktion

Für die DNA-gestützte Verwandtschaftsanalyse der vier Giraffenarten musste die DNA sequenziert werden. Um eine solche Sequenzierung zu ermöglichen, muss die DNA aus einer Gewebeprobe zunächst durch eine Polymerasekettenreaktion (PCR) vervielfältigt werden. Abbildung 1 zeigt schematisch eine Ausgangssituation für eine PCR.

1 Beschreiben Sie ausgehend von Material 1 den Ablauf der Polymerasekettenreaktion (PCR). [8 BE]

Giraffen: Verwandtschaft, Artbildung und Schutzkonzepte

Bei Giraffen unterscheidet man heute vier Arten und neun Unterarten. Die Verwandtschaft der Arten wurde mithilfe von DNA-Vergleichen aufgeklärt. Alle Arten und Unterarten werden heute als gefährdet eingestuft. Verschiedene Organisationen arbeiten zusammen, um die Biodiversität der Giraffen zu erhalten. Daran sind auch Zoos beteiligt.

Material 2: Verwandtschaft bei Giraffen auf Grundlage von DNA-Sequenzvergleichen

Man unterscheidet vier Giraffenarten: Die Nord-Giraffe ( Giraffa camelopardalis), die Netz-Giraffe ( G. reticulata), die Massai-Giraffe ( G. tippelskirchi) und die Süd-Giraffe ( G. giraffa). Zur Ermittlung der Verwandtschaftsverhältnisse zwischen diesen Arten wurde ein Teil ihres Genoms sequenziert (Tabelle 1). Die DNA-Sequenz des Okapis, dem nächsten Verwandten der Giraffen, entspricht dem ursprünglichen Zustand bei der Stammart von Okapi und Giraffe. Mit den Daten sollten zwei konkurrierende Verwandtschaftshypothesen geprüft werden (Abb. 2).

Tabelle 1: DNA-Sequenzen der Giraffenarten. Dargestellt sind ausgewählte Positionen aus einem 733 Basenpaare langen DNA-Abschnitt. Unterschiede zum Okapi sind durch Fettdruck hervorgehoben. Basenposition · 17 · 18 · 19 · 20 ·... · 51 · 52 · 53 · 54 · 55 ·... · 83 · 84 · 85 · 86 · 87 ·... · 731 · 732 · 733

Okapi (Außengruppe) · C · A · C · C ·... · T · A · T · G · T ·... · C · C · A · G · C ·... · C · A · C

Nord-Giraffe · T · A · C · C ·... · T · G · T · G · T ·... · C · C · G · G · C ·... · T · A · C

Netz-Giraffe · T · A · C · C ·... · T · G · T · G · T ·... · C · C · G · G · C ·... · T · A · C

Massai-Giraffe · C · A · C · C ·... · T · G · T · A · T ·... · C · T · G · G · C ·... · C · A · C

Süd-Giraffe · C · A · C · C ·... · T · G · T · A · T ·... · C · T · G · G · C ·... · C · A · C

(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)

2

Begründen Sie anhand der vorliegenden DNA-Sequenzen, welche der beiden Hypothesen zur Verwandtschaft der vier Giraffenarten wahrscheinlicher zutrifft (M 2). [14 BE]

Giraffen: Verwandtschaft, Artbildung und Schutzkonzepte

Bei Giraffen unterscheidet man heute vier Arten und neun Unterarten. Die Verwandtschaft der Arten wurde mithilfe von DNA-Vergleichen aufgeklärt. Alle Arten und Unterarten werden heute als gefährdet eingestuft. Verschiedene Organisationen arbeiten zusammen, um die Biodiversität der Giraffen zu erhalten. Daran sind auch Zoos beteiligt.

Material 3: Verbreitung der Unterarten der Nord-Giraffe

Innerhalb der Nord-Giraffe ( Giraffa camelopardalis) werden unter anderem die beiden Unterarten Westafrikanische Giraffe ( G. camelopardalis peralta) und Kordofan-Giraffe ( G. camelopardalis antiquorum) unterschieden. Diese beiden Unterarten zeigen morphologische Unterschiede (z. B. Fellmuster, Färbung, Körpergröße). Die Populationen der beiden Unterarten leben räumlich getrennt (Abb. 3). Durch die von Süden kommende feuchte Zuflussregion zum Tschad-See ist der Kontakt zwischen beiden zusätzlich eingeschränkt.

3 Entwickeln Sie mithilfe von Material 3 eine Hypothese über den weiteren Verlauf der Artbildung bei der Nord-Giraffe. [9 BE]

Giraffen: Verwandtschaft, Artbildung und Schutzkonzepte

Bei Giraffen unterscheidet man heute vier Arten und neun Unterarten. Die Verwandtschaft der Arten wurde mithilfe von DNA-Vergleichen aufgeklärt. Alle Arten und Unterarten werden heute als gefährdet eingestuft. Verschiedene Organisationen arbeiten zusammen, um die Biodiversität der Giraffen zu erhalten. Daran sind auch Zoos beteiligt.

Material 4: Maßnahmen zum Erhalt der Biodiversität am Beispiel der Nord-Giraffe

Die UN-Agenda für Nachhaltigkeit führt den Erhalt der Biodiversität als wichtiges Ziel auf. Biodiversität umfasst dabei drei verschiedene Ebenen, nämlich den Erhalt der Artenvielfalt, den Erhalt der Vielfalt an Ökosystemen und den Erhalt der genetischen Vielfalt innerhalb einer Art. Weltweit arbeiten verschiedene Organisationen zum Erhalt von Biodiversität zusammen, z. B. staatliche Einrichtungen, Naturschutzorganisationen und Zoos.

Ein Beispiel sind die Bemühungen um die Nord-Giraffe. Vor allem menschliche Einflüsse haben dazu geführt, dass sich ihre Populationen in den letzten Jahrzehnten deutlich verringert haben und räumlich immer stärker voneinander isoliert sind. Westafrikanische und Kordofan-Giraffe sind mit aktuell noch etwa 600 bzw. 3200 Tieren die am stärksten bedrohten Unterarten der Nord-Giraffe.

Die Giraffen fressen Blätter, Früchte und Triebe hochwachsender Gehölze. Das Abfressen stimuliert die Produktion neuer Pflanzentriebe. Über den Giraffenkot werden Samen verbreitet, die in diesem mineralstoffreichen Substrat auch ein erhöhtes Keimpotential besitzen. Ihr erfolgreiches Auskeimen hat auch Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Nahrungsquellen für andere Wildtiere. Damit haben Giraffen einen gestaltenden Einfluss auf das Ökosystem.

Langfristiges Ziel der Bemühungen um die Nord-Giraffe ist der Erhalt mehrerer Populationen mit hoher genetischer Diversität. Verschiedene Organisationen haben sich daher auf einen integrierten Ansatz zum Schutz der Biodiversität verständigt. Bei diesem Ansatz werden Maßnahmen im Freiland und in Zoos ergriffen. Die Zoos unterstützen dabei Freilandprojekte zum Schutz der Giraffen sowohl finanziell als auch durch wissenschaftliche Studien. Individuen der in europäischen Zoos gehaltenen und gezüchteten Giraffen werden spezifisch für die einzelnen Unterarten zwischen Zoos getauscht, so dass genetisch divergente Populationen erhalten werden können. Eine Auswilderung von Giraffen aus Zoopopulationen erfolgt aktuell nicht. Als bedeutende außerschulische Lernorte sensibilisieren Zoos zudem für die Auswirkungen nichtnachhaltiger menschlicher Verhaltensweisen auf die Biodiversität.

4 Beurteilen Sie den Beitrag der Zoos zum Erhalt von Biodiversität am Beispiel des integrierten Schutzkonzeptes für die Nord-Giraffe (M 4). [9 BE]