Antwoordmodel opdrachten Fossielen en evolutie met gif

Transcriptie

1 Antwoordmodel opdrachten Fossielen en evolutie met gif Evolutie en bepalende factoren olifanten paardachtigen Olifantachtigen Wat is er veranderd door de tijd heen? Kiezen werden groter. Welke factoren zouden er verantwoordelijk voor kunnen zijn? Olifanten werden groter. Dit kan samenhangen met klimaat, leefomgeving en/of de aanwezigheid van grote roofdieren. Grote dieren verliezen minder snel warmte. Op een grasvlakte is groot zijn veilig. In een bosrijke omgeving is het zinvol om klein en wendbaar te zijn. De eilandsoorten Elephas cyprioticus en Stegodon florensis (kleine geïsoleerde populaties) hadden geen last van roofdieren en waren kleiner van stuk. In een warme omgeving met weinig voedsel is het voordelig om kleiner te zijn. Dinosauriërs stierven uit. Adaptieve radiatie zoogdieren. Kroonhoogte nam toe. De toename van de kroonhoogte wijst op een dieetverandering van zacht plantaardig materiaal naar hardere vegetatie (grassen). Dieren die van harde vegetatie (bijvoorbeeld gras) leven hebben hoogkronige kiezen om de slijtage te ondervangen. Dieren die meer zachte vegetatie 1

2 (bijvoorbeeld bladeren) eten hebben minder last van die slijtage. Ze hebben laagkronige kiezen. Het kauwvlak veranderde van knobbelkiezen naar plooikiezen. De leefomgeving veranderde en daarmee het dieet. Van zacht plantaardig materiaal naar hardere vegetatie (grassen). Plooikiezen zijn geschikt om voedsel tussen de plooiranden van de kiezen fijn te malen. Knobbelkiezen kunnen voedsel zowel malen als snijden. Etra Soorten stierven uit. Kiezen wisselden vaker. Etra reden evolutie zoogdieren. In de meeste gevallen hebben deze dieren een zeer specialistisch gebit, bijvoorbeeld de wolharige mammoet. Dit maakt de dieren gevoeliger voor klimaatveranderingen: een specialist is niet in staat om over te schakelen op alternatieve voedselbronnen. Gras bevat kiezelzuur waardoor de kiezen sneller slijten. Een Afrikaanse olifant eet wel 16 uur per dag en wisselt in zijn leven vijf keer zijn kiezen. Dinosauriërs stierven uit eind Krijt. Adaptieve radiatie zoogdieren begin Paleoceen. 2

3 Paardachtigen Wat is er veranderd door de tijd heen? Welke factoren zouden er verantwoordelijk voor kunnen zijn? Poot Poten werden groter. Het aantal tenen nam af van vier naar één. (Hyracotherium had vóór vier maar achter drie tenen, net als tapirs.) Het middenhandsbeen werd naar verhouding groter. Kies Kiezen werden groter. Het kauwvlak veranderde van knobbelkiezen naar plooikiezen. De kroonhoogte van de kiezen nam toe. Paarden werden groter. Dit kan samenhangen met klimaat, leefomgeving en/of de aanwezigheid van grote roofdieren. Grote dieren verliezen relatief minder warmte. Op een grasvlakte is groot zijn veiliger. In een bosrijke omgeving is het zinvol om klein en wendbaar te zijn. Deze trend duidt op de overgang van bosdier naar open-vlaktebewoner. Vier tenen geven meer grip wat belangrijk is voor een goede wendbaarheid. Eén teen was waarschijnlijk een selectief voordeel bij het snel rechtdoor rennen op de open vlakte. De hoef van het recente paard is feitelijk de vergrote nagel van de middelvinger. Dit kan ook een selectief voordeel zijn geweest bij het snel rennen. Hard rennen is noodzakelijk om in een open vlakte aan roofdieren te ontsnappen, terwijl wendbare korte poten veel bruikbaarder zijn in een bosachtige omgeving. Paarden werden groter. Dit kan samenhangen met klimaat, leefomgeving en/of de aanwezigheid van grote roofdieren. Grote dieren verliezen relatief minder warmte. Op een grasvlakte is groot zijn veiliger. In een bosrijke omgeving heeft het nut om klein en wendbaar te zijn. Het gebit laat zien dat de vroege paardachtigen bladeters waren (bosrijke omgeving), terwijl de huidige paardachtigen graseters zijn (open vlaktes). Hoogkronigheid wordt over het algemeen gekoppeld aan een dieet van hard plantaardig materiaal (grassen). De vroege paardachtigen hadden een laagkronig gebit, dat wijst op een dieet van zacht plantaardig materiaal (blad). De dieetverandering kwam dus overeen met een verandering in de leefomgeving. 3

4 Zaalopdrachten (antwoorden) Ecologie* Welkom in de giftentoonstelling! Neem een paar minuten om je te oriënteren. Welke giftige dieren zijn hier tentoongesteld en in welk biotoop komen zij van nature voor? Schrijf drie voorbeelden op: Bijvoorbeeld: Gilamonster: woestijn Pijlgifkikker: tropisch regenwoud Adder: bos (vochtige en dichte vegetatie), heidegebied 1 Kies één levend giftig dier uit. Bekijk het dier goed en bespreek met je groepsgenoten: a Welke functie heeft het gif? Verdediging tegen predatoren of om prooien te pakken/doden. Het verlammen/doen laten stollen van het bloed etc. mag ook goed gerekend worden. b Hoe dient hij het gif toe? Verschilt per dier: steken, bijten, passief via de huid/veren, schieten. c Kun je lichaamsdelen zien die direct met het gif te maken hebben? Verschilt per dier: stekel, tanden, huid etc. d Valt jullie nog iets bijzonders op? Naar eigen inzicht 2 In de tentoonstelling zijn leefomgevingen nagebootst. Bedenk en teken hoe de natuurlijke leefomgeving van dit dier eruit ziet. Gebruik eventueel Google! Eigen interpretatie. Tekening moet een verscheidenheid aan organismen laten zien (flora & fauna) 3 Welke verbanden zien jullie tussen de leefomgeving en het uiterlijk en gedrag van dit dier? Een organisme past zich aan aan zijn omgeving. Zijn uiterlijk (kleur, vorm, gedrag) zijn zodanig dat de soort goed kan gedijen in dat leefgebied. Als de omgeving verandert, zal de soort zich wanneer mogelijk aanpassen. Voorbeeld: 4 Stel je voor: morgen worden 1000 individuen van deze giftige diersoort gevangen in het wild. Ze worden direct verplaatst en losgelaten op de Veluwe. Dit is een zeer plotselinge verandering van leefomgeving voor dit dier. Beschrijf kort het effect van de nieuwe leefomgeving op de dieren: Bijvoorbeeld: Voedsel Het voedselaanbod is ineens drastisch veranderd. Er groeien andere planten en er leven andere dieren. Soms zullen die enigszins vergelijkbaar zijn. Overal komen ten slotte wel muggen, varens, ratten etc. voor. De dieren moeten snel op zoek naar voor hen geschikt voedsel. Voortplanting De dieren zullen zich kunnen voortplanten mits er een soortgenoot van het andere geslacht in de buurt is. Of de jongen overleven hangt af van het dier. Eieren moeten onder bepaalde condities uitkomen. Is de omgeving er wel geschikt voor? Kunnen jongen effectief beschermd worden? Bijvoorbeeld door ze te verbergen. Veiligheid In de nieuwe omgeving zullen geen predatoren leven die het specifiek op deze soort gemunt hebben. Toch leven er genoeg predatoren die deze dieren ook zullen lusten. Mogelijk is de geïntroduceerde diersoort wel in het voordeel omdat deze giftig is. Ook het wel of niet vinden van een schuilplek is van invloed op de overlevingskansen van de soort. Zouden de giftige dieren overleven denk je? Waarom wel of niet? Moeilijk, de dieren zijn niet aangepast aan hun veranderde omgeving. Het hangt ervan af of ze genoeg voedsel, beschutting en soortgenoten kunnen vinden en of de weersomstandigheden (temperatuur, luchtvochtigheid, neerslag) voor de soort geschikt zijn. * Er wordt in het programma gebruik gemaakt van twee versies. Sommige vragen zijn verschillend geformuleerd. Wanneer dat het geal is, staat bij de opdracht vermeld om welke versie het gaat. 4

5 5 Stel je voor: de huidige leefomgeving van dit dier verandert in jaar langzaam in een bos-heidegebied met Nederlands klimaat. Wat verwacht je dat er met de diersoort gebeurt? Wellicht hoeft de soort niet heel veel te veranderen om te kunnen gedijen in het nieuwe gebied. Wanneer dat wel noodzakelijk is, hangt het heel erg van het aanpassingsvermogen van het dier af of de soort in stand blijft. De soort zal in ieder geval jaar de tijd hebben om zich aan te passen tot een heel nieuwe soort. 6 Wat zou er met een diersoort kunnen gebeuren als het zich niet snel genoeg kan aanpassen aan de veranderingen in zijn leefomgeving? Noem twee mogelijkheden Het kan op zoek gaan naar een andere geschikte habitat (verhuizen) Het sterft uit 5

6 Evolutie Jullie hebben net ontdekt dat de veranderende leefomgeving van olifanten en paarden invloed heeft gehad op de bouw van het dier. In het bos waren andere eigenschappen succesvol dan op de open vlakte. Hoe zou dat bij giftige dieren zijn? 7 Verken deze hypothese door van 10 giftige dieren te inventariseren of ze in open of bosgebied leven. Naar eigen inzicht in te vullen. We onderzoeken de volgende hypothese: In bebost gebied leven meer en sterk-giftige dieren, dan in open gebied waar minder en zwak-giftige dieren leven. Versie A (vraag 8 t/m 11) 8 Kun je uit bovenstaande gegevens concluderen dat er meer giftige dieren in een bosgebied dan in een open gebied leven? Beredeneer waarom wel of niet. Nee, de steekproef is te klein om een duidelijke conclusie te trekken. 9 Welke informatie mis je om een betere conclusie te trekken? De gegevens van meer giftige dieren zijn nodig om een duidelijker beeld te krijgen van de verspreiding. 10 Paarden en olifanten evolueerden tot grotere dieren door de verandering van leefgebied. Zijn giftige dieren op de open vlakte ook groter dan in het bos? Niet per definitie. Giftige slangen zijn in bebost gebied bijvoorbeeld niet perse groter of kleiner dan hun giftige slangen die in de woestijn leven. 11 Zoek een ander groepje op. Hebben jullie dezelfde ideeën? Vergelijk en discussieer. Naar eigen inzicht Versie B (vraag 8 t/m 10) 8 In hoeverre kun je met bovenstaande gegevens een uitspraak doen over de hypothese? Met welke informatie zou je eventueel een betere conclusie kunnen trekken? Dat kan niet. De steekproef is te klein. De hypothese kan (deels) aangenomen of verworpen worden wanneer de steekproef veel groter is. Nog beter is om de habitat van alle giftige dieren in kaart te brengen. Meer informatie over de sterkte van het gif is ook noodzakelijk. 9 Paarden en olifanten evolueerden tot grotere dieren door de verandering van leefgebied. Zijn giftige dieren op de open vlakte ook groter dan in het bos? Niet per definitie. Giftige slangen zijn in bebost gebied bijvoorbeeld niet perse groter of kleiner dan hun giftige slangen die in de woestijn leven. 10 Zoek een ander groepje op. Hebben jullie dezelfde ideeën? Vergelijk en discussieer. Naar eigen inzicht 6

7 Dat is zo, toch?* Tijdens het bekijken van de tentoonstelling heb je veel giftige dieren gezien. Wat vinden jij en je groepsgenoten nu van deze stellingen? Beredeneer, discussieer en kruis aan: Survival of the fittest geldt niet als het om giftige dieren gaat. Gif is zowel gevaarlijk als bruikbaar voor de mens. Als het leefgebied van een organisme verandert, kiest het organisme een manier uit om zich aan te passen. Daarmee evolueert de soort. Gif heeft altijd één heel duidelijk doelwit (bloed/zenuwen/ spieren etc.) Giftige dieren staan bovenaan de voedselketen. Er is grote rijkdom aan giftige organismen (planten, dieren, paddenstoelen etc.) Hieruit kan je concluderen dat gif in de evolutie meerdere keren is ontstaan. Giftige slangen zijn gemiddeld kleiner dan niet-giftige slangen. Door evolutie kunnen giftige dieren weer niet-giftig worden. Wie niet sterk is, moet giftig zijn. Mensen kunnen door evolutie giftig worden. waar niet waar hangt er vanaf... * Bekijk de verwerkende lessuggestie (LINK) op de website van Naturalis voor de onderbouwing van de stellingen. 7

8 Evolutie en bepalende factoren mensachtigen mensachtigen Wat is er veranderd door de tijd heen? Welke factoren zouden er verantwoordelijk voor kunnen zijn? Hersenvolume werd groter. Van 385 tot 400 cm³ (Australopithecus afarensis) naar cm³ (Homo sapiens). Vroege hominiden waren hoofdzakelijk planteneters (vruchten, bladeren en wortels), nu en dan aangevuld met vlees, meestal aas. Vlees heeft een grotere voedingswaarde dan plantaardig voedsel, maar voor het jagen op grote dieren waren werktuigen zoals speren onontbeerlijk. Het vervaardigen van nieuwe en efficiëntere werktuigen was gerelateerd aan het groter en compleer worden van het brein. Seksuele selectie kan ook een rol gespeeld hebben. Voorhoofd werd hoger en groeide naar voren over de oogkassen heen waardoor wenkbrauwbogen minder opvielen. Gezicht werd vlakker. Kaak ging minder uitsteken. Had ook te maken met groter hersenvolume. Uitgroeien voorhoofd en degeneratie van kaak Kaakomvang werd kleiner. Jukbogen werden smaller. Neusbeen ging meer uitsteken. Achterhoofdsgat ging van achteren meer naar onderen. De tandenboog is bij mensapen U-vormig, bij mensen half-ellipsvormig. Door het koken van voedsel waren minder kauwspieren nodig. De kauwspieren lopen onder de jukboog door. Het is een evolutionair raadsel waarom onze voorouders een prominent uitstekende neus ontwikkelden, terwijl de meeste primaten een platte neus hebben. Verondersteld wordt dat het meer uitstekende neusbeen (grotere neusholte) te maken had met kolonisatie van koudere werelddelen (vergelijk het verschil in neus tussen Noord- en Zuid-Amerikaanse indianen). Door rechtop te gaan lopen verschoof het achterhoofdsgat steeds meer naar onderen. 8