Freie Hansestadt Bremen Die Senatorin für Kinder und Bildung Abitur 2018 - Grundkurs Biologie Schulnr.: Kursbezeichnung: Name: Aufgabe 2 Themenbereiche: Gene Ökofaktoren Wespen In Deutschland gibt es einige hundert Wespenarten (Vespidae), von denen nur die wenigsten in Gruppen zusammenleben, den sogenannten Staaten. Die Indivi- duen der anderen Arten leben allein. Außerdem sind nicht alle Wespen schwarz-gelb gefärbt, sondern es treten auch einfarbig dunkle Wespen auf, deren Körper Die Abbildung wurde aus datenschutz- metallisch glänzen können. Auch nutzen nicht alle rechtlichen Gründen entfernt. Sie ist in Wespenarten ihren Stachel zur Abwehr von Feinden, der angegebenen Quelle zu finden. sondern z.B. zur Eiablage. a) Erklären Sie unter Einbeziehung von Kombinationsquadraten die Versuchsbeobachtungen in der F2-Generation (Material 1). [8 BWE] b) Stellen Sie eine ausführlich begründete Hypothese darüber auf, wie es bei einer Erzwespe mit Wolbachia-Infektion zur Bildung diploider Eizellen kommen kann (Material 2). [10 BWE] c) Erläutern Sie den Energiefluss an Land unter Berücksichtigung von Material 3. [10 BWE] d) Analysieren Sie die ökologischen Beziehungen zwischen Rosenblattlaus und Brombeere sowie zwischen allen in Material 4 genannten Tierarten (Material 4). [12 BWE] Hinweis: Alle in den Aufgabenstellungen bzw. in den Materialien verwendeten Abkürzungen dürfen im Lösungstext verwendet werden. Quellen: Abituraufgaben Biologie: Bayern, 2006, Aufgabe II / Bayern, 2010, Aufgabe A2 / Niedersachsen, 2013, Aufgabe 1 Ewer, D. W., Hall, J. B.: Ecological biology 2. Longman Group Ltd., Essex 1978; www.nabu.de, www.focusnatura.at, www.nature.com, www.mattcolephotography.co.uk, https://alchetron.com, http://blogs.biomedcentral.com BIO-GK-H Aufgabe 2 Seite 1 von 3

Freie Hansestadt Bremen Die Senatorin für Kinder und Bildung Abitur 2018 - Grundkurs Biologie Schulnr.: Kursbezeichnung: Name: Material 1 Erzwespen (Chalcidoidea) zählen zu den kleinsten geflügelten Insekten. Bei verschiedenen Individuen einer Art kann die Behaarung des Körpers unterschiedlich sein: Sie sind entweder behaart oder unbehaart. Zusätz- lich können sich die Individuen in ihrer Flügellänge unterscheiden. So- wohl die Behaarung als auch die Flügellänge wird bei Erzwespen jeweils durch nur ein Gen bestimmt. Diese beiden Gene liegen auf verschiede- nen Autosomen. Das Merkmal „behaart“ und das Merkmal „kurze Flügel“ sind jeweils die dominanten Merkmale. Mit Erzwespen wurden Kreuzungsversuche durchgeführt. In der P-Gene- ration wurde ein Männchen mit behaartem Körper und langen Flügeln mit einem Weibchen mit unbehaartem Körper und kurzen Flügeln ge- kreuzt. Beide Individuen waren für die untersuchten Merkmale jeweils homozygot. Im Anschluss daran wurden die Individuen der F1-Gene- ration untereinander gekreuzt. Die Versuchsbeobachtungen sind in Ta- belle 1 dargestellt. Die Abbildung wurde aus datenschutzrecht- lichen Gründen ent- fernt. Abb. 1: Erzwespe mit langen Flügeln behaart, lange Flügel behaart, kurze Flügel unbehaart, lange Flügel unbehaart, kurze Flügel Anzahl der Individuen in der F1-Generation 0 231 0 0 Anzahl der Individuen in der F2-Generation 101 288 31 94 Tab. 1: Versuchsbeobachtungen der Kreuzungsversuche mit Erzwespen Material 2 In den Zellen vieler Erzwespen können Wolbachia-Bakterien (siehe Abbildung 2) nachgewiesen werden. Das Vorkommen die- ser Bakterien schädigt die ausgewachsenen Erzwespen nicht, beeinflusst jedoch ihre Fortpflanzung. Ist bei der Paarung zweier Erzwespen mindestens eine mit den Bakterien infiziert, wird die Infektion an alle ihre Nachkommen weitergegeben. Infizierte männliche Nachkommen sterben bereits in einem frühen Entwicklungsstadium. Bei Erzwespen-Weibchen führt die Bakterieninfektion zur Bildung diploider Eizellen, aus denen sich ohne Befruchtung fortpflanzungsfähige Nachkommen entwickeln. Auch diese Erzwespen sind dann bereits mit den Bakterien infiziert. Die Abbildung wurde aus da- tenschutzrechtlichen Gründen entfernt. Abb. 2: Wolbachia-Bakterien in einer Erzwespen-Zelle Material 3 Die Gemeine Wespe (Vespula vulgaris) kommt in fast jedem Ökosys- tem an Land vor. Erwachsene Wespen ernähren sich von zuckerhalti- gem Blütennektar. Für die Aufzucht ihrer Jungtiere jagen sie jedoch zusätzlich verschiedene kleine Insekten und andere Kleintiere, die sie in ihr Nest bringen und an die Larven verfüttern. BIO-GK-H Aufgabe 2 Die Abbildung wurde aus datenschutzrechtlichen Gründen entfernt. Abb. 3: Gemeine Wespe Seite 2 von 3

Freie Hansestadt Bremen Die Senatorin für Kinder und Bildung Abitur 2018 - Grundkurs Biologie 5 10 15 20 25 30 Schulnr.: Kursbezeichnung: Name: Material 4 Die Große Rosenblattlaus (Macrosiphum rosae) gehört zu den Blatt- Die Abbildung wurde aus läusen, die man sehr oft auf Beerensträuchern wie z.B. der Brombee- datenschutzrechtlichen re (Rubus fruticosus) findet. Eine Brombeerpflanze mit Läusen zeigt Gründen entfernt. ein deutlich vermindertes Wachstum und eine deutlich geringere Fruchtbildung. Die Blattläuse stechen die Leitungsbahnen der Pflanze Abb. 4.1: Ameise beim an und saugen den Pflanzensaft auf. Er ist zwar reich an Kohlenhyd- Ablecken von Blattläusen raten, enthält aber wenig andere Nährstoffe, sodass Blattläuse viel Saft aufnehmen müssen. Die dadurch im Überschuss vorhandenen Kohlenhydrate scheiden sie in einer klebrigen Flüssigkeit an ihrem Hinterleib aus. Die Läuse können diesen sogenannten Honigtau jedoch nicht selbst entfernen. Dadurch verstopfen ihre Ausscheidungsorgane, sodass sie sterben. Gartenameisen (Myrmica rubra) nutzen den Honigtau als Nahrungsquelle, indem sie ihn von den Läusen ablecken (siehe Abbildung 4.1). Die Blattläuse werden zudem von kleinen Schlupfwespen (Amblyteles armatorius) zur Eiablage genutzt. Dazu legt ein Weibchen jeweils ein Ei in eine Blatt- laus, welche der heranwachsenden Wespenlarve als Nahrung dient. Ausgewachsene Schlupf- wespen wiederum dienen den Gartenameisen als Nahrung. In einer Versuchsreihe wurden die Einflüsse von Ameisen und Schlupfwespen auf die Ent- wicklung der Populationsgröße von Blattläu- sen untersucht. Dazu wurden von Blattläusen Die Abbildung wurde aus datenschutzrechtli- befallene Brombeerpflanzen in unterschiedli- chen Gründen entfernt. chen Versuchsansätzen untersucht. Vor Ver- suchsbeginn wurden jeweils alle anderen In- Abb. 4.2: Versuchsbeobachtungen sekten außer den Blattläusen von den Brom- beerpflanzen entfernt. Die Anzahl der Indivi- duen der Blattlauspopulation einer jeden Brombeerpflanze wurde protokolliert. Die Be- obachtungen während dieser Versuche sind in Abbildung 4.2 dargestellt. In Versuch  waren weder Ameisen noch Schlupfwespen vorhanden. Zu Beginn von Versuch  wurden Ameisen hinzugegeben. BIO-GK-H Aufgabe 2 Seite 3 von 3