Samenvatting Biologie Hoofdstuk 20 evolutie

Transcriptie

1 Samenvatting Biologie Hoofdstuk 20 evolutie Samenvatting door een scholier 1866 woorden 8 jaar geleden 7,5 16 keer beoordeeld Vak Methode Biologie Nectar HOOFDSTUK 20 EVOLUTIE 20.1 Waar vandaan? Scheppingsverhalen: indrukwekkende verhalen vol goden, demonen en oerkrachten, de eerste geschreven antwoorden op vragen over het ontstaan van het lezen, zeggen iets over de zin van het leven op aarde Ontstaanstheorie: theorie over het ontstaan van het leven, zoeken naar een natuurlijke verklaring voor dingen, een God als schepper ontbreekt Evolutietheorie: gaat uit van waarnemingen uit de natuur en berust op biologische kennis, soorten kunnen wel veranderen waardoor nieuwe soorten ontstaan Lamarck: dieren veranderen tijdens hun leven en geven deze veranderingen in eigenschappen door aan hun nakomelingen, Darwin: binnen een soort bestaat een erfelijke variatie in eigenschappen, dieren met gunstige eigenschappen kunnen beter naar voedsel speuren en doordat ze meer voedsel vinden, hebben ze meer kans te overleven en zich voort te planten (survival of the fittest oftewel natuurlijke selectie), daarbij geven ze die gunstige eigenschappen door aan de volgende generatie, door selectieprocessen neemt per generatie het aandeel van de dieren met gunstige eigenschappen toe Creationisme: organismen zijn, in duidelijk van elkaar gescheiden groepen, in 6 dagen geschapen, gaat er vanuit dat een beperkte variatie binnen een geschapen groep mogelijk is en dat uit die variaties verschillende soorten kunnen ontstaan maar dan binnen vastgestelde grenzen Mensen proberen het ontstaan van leven te verklaren en ontwikkelen hiervoor allerlei ideeën: scheppingsverhalen, ontstaanstheorieën en evolutietheorieën. Fossielen van lager ontwikkelde organismen liggen in de onderste en die van hoger ontwikkelde in de bovenste aardlagen. Darwin ging uit van verwantschap tussen mens en apen. Mensen en apen zijn ontstaan uit gemeenschappelijke voorouders. Kenmerkend voor de mensachtigen is het rechtop lopen. Tijdens de evolutie van de mens neemt over het algemeen het hersenvolume toe Versteend verleden Paleontologie: de wetenschap die fossielen bestudeert Fossielen: restanten van vroeger levende organismen, zijn vaak bewaard in steen Wanneer een gewerveld dier sterft, breken micro-organismen het lichaam snel af. Pagina 1 van 5

2 Als een lichaam onder een dikke laag zand of in een rivier terechtkomt dan is het beschermd tegen afbraak, spieren en andere zachten delen vergaan wel maar skelet en tanden blijven intact. Kalksteen: ontstaat bij het proces waarbij mineralen, opgelost in water, de botten binnendringen en de botten vervangen Gidsfossielen: fossiele soorten, twee kenmerken: komen wereldwijd voor en hebben gedurende een relatief korte periode bestaan om vervolgens veel later gevonden te worden In iedere laag van een rotswand vind je fossielen kenmerkend voor de periode waarin de laag is afgezet Relatieve datering: zegt iets over de ouderdom ten opzichte van elkaar, wordt gedaan met gidsfossielen, als lagen meer dan één gemeenschappelijk gidsfossiel hebben, is het waarschijnlijk dat beide lagen in dezelfde tijd zijn afgezet en even oud zijn Absolute datering: zegt iets over de leeftijd in duizenden/miljoenen jaren, wordt gebruik gemaakt van het radioactief verval van elementen, Koolstof-14 is een voorbeeld van een radioactief element dat van nature in organismen aanwezig is. Via fossilisatie blijven delen van organismen bewaard. Het fossilisatieproces kan op verschilende manier verlopen. Relatieve datering vindt plaats aan de hand van gidsfossielen. De absolute leeftijd is vast te stellen aan de hand van radioactief verval van elementen. Verwantschap: tussen soorten organismen kun je onderscheid maken twee vormen van overeenkomst: -homologie: organismen hebben hetzelfde bouwplan als oorsprong, maar vervullen een andere functie (bijv. staartbotje), wijst op een gemeenschappelijke herkomst, het gaat om organen of andere structuren die op overeenkomstige plaatsen zitten, die uit ong. dezelfde elementen zijn opgebouwd -analogie: organismen hebben verschillend bouwplan, maar hebben eenzelfde functie (bijv. vleugel), er is geen aanwijzing voor een evolutionaire verwantschap tussen soorten Met hybridisatietechnieken bestuderen biologie (genetische) verwantschap tussen soorten., zijn gebaseerd op het hybridiseren (verbinden) van DNA-nucleotiden Homologe structuren hebben eenzelfde bouwplan maar een andere fuctie. Analoge structuren hebben een ander bouwplan, maar overeenkomstige functie. Via DNA-hybridisatie is verwantschap tussen organismen te achterhalen. Absolute dateringsmethode: -Je moet er zeker van zijn dat bij het ontstaan van het gesteente het dochterelement er nog niet in zat. Mocht dat wel het geval zijn, dan is de klok niet begonnen te tikken vanaf 0, maar is hij vooruit gezet en loopt hij voor. Je meet dan een te hoge ouderdom. -Het moederelement mag niet in de loop van de tijd weglekken uit gesteente, terwijl het dochterelement erin blijft. In dat geval loopt de klok voor en meet je dus een te hoge ouderdom -Het dochterelement mag ook niet weglekken, terwijl het moederelement erin blijft. In dat geval loopt de klok achter en meet je een te lage ouderdom Langzaam en onzeker Mutatie voordeel overlevingkans selectie frequentietoename Darwin soorten veranderen en ontstaan uit anderen soorten, fossielen tonen reeksen op elkaar lijkende soorten die elkaar in de tijd opvolgen en veel soorten vertonen overeenkomsten in bouw. Binnen een soort bestaat Pagina 2 van 5

3 variatie aan eigenschappen en organismen krijgen veel meer nakomelingen dan dat er volwassen worden, het aantal individuen binnen een populatie blijft vaak constant Struggle for life: soortgenoten sterven in de strijd om het bestaan, dit kun je concluderen uit dat het aantal individuen constant blijft terwijl en veel nakomelingen zijn Survival of the fittest: sommige variaties hebben in een bepaalde omgeving een grotere kans in de strijd om het bestaat te overleven, de fittest zijn de individuen die de meeste vruchtbare nakomelingen krijgen Natuurlijke selectie: proces van struggle for life en survival of the fittest, door de erfelijkheid in eigeschappen lijken de nakomelingen op hun ouders, zo blijft de eigenschap, die een betere aanpassing aan de omgeving oplevert, behouden en verandert de soort langzaam. Binnen een soort bestaat variatie in eigeschappen. In de struggle for life overleven individuen met de meest gunstige eigenschappen. Via natuurlijke selectie neemt het aantal individuen met gunstige eigenschappen in een populatie toe. DNA bevat erfelijke informatie in de vorm van genen, genen kunnen veranderen (muteren) Mutaties: veranderingen in genen, leiden tot veranderingen in eigenschappen Neodarwinistische theorie Door mutaties ontstaan erfelijke variaties in eigenschappen, onder bepaalde omstandigheden zal door natuurlijke selectie het aantal individuen met gunstige eigenschappen toenemen, de soort verandert, hoewel de ongunstige eigenschappen nooit helemaal uit de populatie verdwijnen Soort: bestaat uit organismen die zich onderling voortplanten en vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen Soortvorming: verloopt in twee stappen: -een deel van een populatie geïsoleerd door een barrière -er ontstaan verschillend in gedrag en uiterlijk tussen de twee gescheiden populaties, op een begeven moment zijn de verschillen in gedrag en uiterlijk zo groot geworden dat ze elkaar niet langer als soortgenoten herkennen, na het opheffen van de isolatie vindt geen onderlinge voortplanting meer plaats Populatie: een groep soortgenoten in een bepaald gebied Soortvorming gebeurt in twee stadia. Na isolatie van een deel van de populatie leiden selectieprocessen tot verschillen tussen individuen van de deelpopulaties. Bij hereniging maken te grote erfelijke verschillen voortplanting onmogelijk. Het neodarwinisme gaat ervan uit dat er door mutaties kleine verschillen bestaan tussen de individuen van een populatie. Doordat er meer nakomelingen voortgebracht worden dan de draagkracht van het ecosysteem toelaat, zullen alleen de best aangepaste individuen de concurrentie strijd overleven. Gunstige genen verspreiden zich zo ten koste van ongunstige genen. Een populatie verandert als het milieu verandert. Als veranderingen te snel gaan, verandert de genensamenstelling niet snel genoeg mee waardoor een soort niet kan overleven Allelen in evenwicht Recessieve allelen verdwijnen niet uit een populatie omdat ze naast een dominant allel in de populatie aanwezig blijven zonder tot uiting komen, er vindt dan geen selectie op plaats Populatiegenetica: de wetenschap die de genotypische samenstelling van populaties bestudeert Genotypefrequenties: zijn te berekenen door aantallen fenotypen te delen door het totale aantal in de proef Pagina 3 van 5

4 Allelfrequenties: hiermee kun je in de praktijk beter mee werken dan met genotypefrequenties, zijn te berekenen uit de aantallen genotypen of de genotypefrequenties Hardy-Weinberg-evenwicht: in een oneindig grote populatie blijven de allelfrequenties en genotypefrquenties van generatie op generatie gelijk, mits er geen natuurlijke selectie/mutaties/migratie optreden en alle paringen puur toevallig zijn Voor de allelfrequenties geldt: p + q = 1, waarbij p de allelfrequentie van het dominante allel aangeeft en q die van het recessieve allel Voor de genotypefrequenties geldt: p2 + 2pq + q2 = 1, waarbij p2 de genotype frequentie van de dominante homozygoot is, 2pq van de heterozygoot en q2 van de recessieve homozygoot Onder bepaalde voorwaarden verkeert een populatie in een Hardy-Weinberg-evenwicht. Genotype en allelfrequentie zijn dan te bereken met behulp van de regels p + q = 1 en p2 + 2pq + q2 = 1. bijv. recessief homozygoot tt genotypefrequentie tt = 0.36 = q2 frequentie allel t = q = (0.36) = 0.6 frequentie allel T = p = 1 q = 0.4 dus de genotypefrequentie van TT = p2 = 0.42 = 0.16 het percentage individuen met het genotype TT is = 16 % het percentage heterozygoot = = 0.48 dus 48 % Een gemuteerd dominant allel dat ongunstig is, zal door selectie snel uit de populatie verdwijnen. Een gemuteerd dominant allel dat gunstig is, zal afhankelijk van het aantal nakomelingen juist snel in frequentie toenemen in de populatie. Een gemuteerd recessief allel dat ongunstig is, zullen door selectie alleen individuen die homozogoot zijn verdwijnen, via heterozygoten individuen kunnen de ongunstige recessieve allelen zeer lang in de populatie handhaven. (Random) genetic drift: een verandering in frequentie van een erfelijke eigenschap door toeval Door mutaties kunnen erfelijke eigenschappen veranderen. Deze manifesteren zich vervolgens met een bepaalde frequentie. 0.1 % van alle pasgeboren baby s heeft een hazenlip, de oorzaak zit in een recessief allel. q2 = dus q = 0.03 p = = pq= 2 x 0.97 x 0.03 = dus 5.8% is drager van het allel 20.5 Komen en gaan Generatio spontanea: het steeds opnieuw, snel en spontaan ontstaan van het leven Abiotische evolutie: het ontstaan van leven uit levenloze materie De eerste organismen waren waarschijnlijk heterotroof, ze leefden van de organische moleculen die in de oersoep te vinden waren, de voedselvoorraad nam daardoor af en er kwam een tekort aan voedsel, dat het leven toch doorging is waarschijnlijk te danken aan het ontstaan van autrotrofe organismen, deze organismen kunnen namelijk door fotosynthese in hun eigen organische stoffen voorzien. Er bestaan verschillende theorieën over het allereerste begin van leven op aarde. Autotrofe organismen maakten dat leven op aarde mogelijk bleef. Zuurstof is in de atmosfeer terechtgekomen door de activiteit van de autotrofe organismen. Pagina 4 van 5

5 Ontstaan meercellige organismen: (1) er ontstaan stabiele moleculen, (2) er ontstaat een soort voortplanting uit moleculen ontstaan identieke moleculen, (3) DNA in bolletjes met een laag vetzuurbolletjes, (4) er ontstaat een primitieve cel, (5) via endosymbiose ontstaan complexere cellen, (6) meercellige organismen ontstaan Biodiversiteit: mate van de aantallen soorten, levensgemeenschappen, biomoleculen en genen die ergens voorkomen Op aarde bestaat een grote biodiversiteit. Door verschillende factoren staat deze biodiversiteit onder druk. Maatregelen zijn nodig. Pagina 5 van 5