OVER EVOLUTIE De theorie en haar betekenis voor ons Leerlingenhandleiding

OVER EVOLUTIE De theorie en haar betekenis voor ons Leerlingenhandleiding Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. (Theodosius Dobzhansky) INHOUD Centrale vraag 2 Hoofdstuk 1 3 Hoofdstuk 2 4 Hoofdstuk 3 8 Hoofdstuk 4 10 Hoofdstuk 5 18 Hoofdstuk 6 22 Hoofdstuk 7 31 Hoofdstuk 8 34 Hoofdstuk 9 36 Hoofdstuk 10 38

2 CENTRALE VRAAG De centrale vraag van deze module luidt: Hoe is de huidige verscheidenheid in levensvormen tot stand gekomen? Mensen hebben door de eeuwen heen deze vraag proberen te beantwoorden. En ze hebben veel antwoorden gevonden, die overigens enorm verschillen. Vanuit de wetenschap is er een uitgebreid antwoord, de evolutietheorie. Deze theorie wordt door veel mensen enthousiast omarmd, omdat ze beter dan ooit tevoren inzicht geeft in de ontwikkeling van het leven. In deze module krijg je in tien hoofdstukken de kans je hierin te verdiepen. Je zult gaan begrijpen waarom deze theorie het hart vormt van de biologische kennis. Er zijn mensen die - vaak op godsdienstige gronden - grote moeite hebben met de evolutietheorie. In het laatste hoofdstuk krijg je zicht op de invloed van de evolutietheorie op ons mensbeeld Aan het eind van elk van de eerste acht hoofdstukken staat er telkens een korte tekst in een kader zoals bovenstaande tekst. Die omkaderde teksten kunnen je helpen om verbinding tussen de hoofdstukken te leggen. Lees de kaderteksten na, als je de lijn in het verhaal van deze module kwijt bent. In het Bronnenboek Over Evolutie staan teksten die (veel) dieper ingaan op de leerstof. Je kunt daar zelfstandig gebruik van maken. Het kan ook zijn dat afgesproken wordt in de klas dat je bepaalde teksten uit het Bronnenboek moet lezen en gebruiken.

3 Hoofdstuk 1 : VARIATIES Soms hoor je mensen spreken over de 4-HAVO-leerling of de 5-HAVO-leerling. Ze lijken er vanuit te gaan dat er zoiets als een 4-HAVO of 5-HAVO leerling bestaat. Maar als je even rondkijkt in je klas, zul je je al snel afvragen: Bestaat die 4- of 5- HAVO-leerling wel, en zo ja, hoe ziet hij of zij er dan uit? Er zitten immers in jouw klas lange en kleine leerlingen, dikkere en magere, donker en licht gekleurde. Leerlingen met sproeten en zonder sproeten. Leerlingen met blauwe ogen, bruine ogen, groene ogen en met ogen met allerlei kleuren. Leerlingen die makkelijk kunnen studeren en leerlingen die minder makkelijk kunnen studeren. Er zijn in jullie klas misschien autisten, ADHD-ers, dyslecten. Sommige klasgenoten kunnen goed voetballen, anderen zijn goed in schaken, biljarten of gamen. Er zijn misschien ook wel heel creatieve leerlingen in jullie klas. En misschien ook leerlingen die alles weten over de natuur. Duidelijk allemaal verschillende leerlingen. De vraag is: Zijn die verschillen wezenlijk? Welke conclusies mag je er wel of niet uit trekken? Wat moet je met die verschillen wel doen, en wat moet je vooral laten? Opdracht 1 Stel dat je een keuze zou moeten maken, welke leerling van jouw klas zou je kiezen als het meest geschikt - voor basketbal - voor een poëziefestival - als sekssymbool - als klassenvertegenwoordiger - voor een schaakwedstrijd - voor het geven van groepsveiligheid in je klas? Probeer aan te geven welke voor- en nadelen elke individuele leerling heeft in verschillende situaties. Welke betekenis heeft de uitdrukking: de beste leerling dus eigenlijk? Er bestaan niet alleen verschillen tussen de leerlingen van 4- en 5HAVO onderling. Grotere verschillen bestaan er tussen alle leerlingen van een school. Nog groter zijn de verschillen tussen alle mensen van een stad, van een land, van een continent, van de gehele wereld. Bij de vergelijking van alle mensen van de hele wereld zijn er in het oog springende verschillen in huidskleur, beharing en lichaamsbouw. Maar ondanks de verschillen kunnen alle mensentypen samen kinderen krijgen. Alle mensen behoren tot één en dezelfde soort: Homo sapiens. Tegelijkertijd zijn de verschillen opvallend. Opdracht 2 Leg met behulp van je kennis over genetica hoe het komt dat mensen onderling zo sterk verschillen en tegelijk zo sterk op elkaar lijken. Alle mensen maken dus deel uit van één biologische soort en al die verschillende mensen noemen we varianten van één soort.

4 Maar er zijn natuurlijk veel meer soorten organismen dan alleen Homo sapiens. Twee paarden verschillen net zo van elkaar als twee mensen. Dat kun je zonder veel moeite zien. Maar ook twee Dagpauwogen (een vlindersoort) verschillen van elkaar, en daar moet je al heel goed voor kijken. En ook twee zomereiken, twee champignons, twee boomalgen verschillen van elkaar, - dat kun je alleen na een grondige bestudering zien. Dus binnen een soort (zoals Homo sapiens) hebben de individuen (mensen) aan de ene kant heel veel overeenkomsten. Maar toch zijn ze erg verschillend. En dat geldt dus voor alle soorten. Nu gaan we kijken naar de overeenkomsten en verschillen tussen de soorten. In het volgende hoofdstuk komt vragen aan de orde als: Hoe kun je soorten indelen, als je let op de verschillen en de overeenkomsten? En wanneer zijn twee organismen zo verschillend dat je van twee soorten moet spreken? Hoofdstuk 2 : ORDENING, SOORTEN, AANPASSINGEN Ordening Iedere dag kunnen we, vaak zonder dat we er ons van bewust zijn, vele verschillende soorten organismen tegenkomen. Als we ze gaan tellen blijken het er meer dan wij misschien voor mogelijk hielden. Hoeveel soorten kom je tegen en hoe heten ze. Neem een willekeurige dag: Opdracht 1 Het begint meestal al in bed. Welke organismen zou je daar tegen kunnen komen?. Je staat op. Maar ook op je lichaam zitten organismen, in je haar zit misschien ; op je huid zitten. We hopen natuurlijk dat je gezond op staat, maar het zou best kunnen dat je wat last hebt van je darmen. Dat kan komen door een eenvoudige besmetting met. Je wandelt door het huis. Hoe goed het huis ook is schoongemaakt, in de hoeken van het plafond zitten toch steeds weer, zeker in de herfst, bepaalde dieren, te midden van kunstige webben, namelijk. En wanneer de buitendeur overdag in de zomer open staat kun je een invasie van allerlei insecten verwachten. Kijk nu eens op het terras. Misschien dat ergens in een hoekje een plantenpot staat. Til die pot op. Wat zie je daar? Maar verder in de tuin kun je nog gemakkelijk andere organismen waarnemen. Op planten zitten vaak heel veel. In de grond kom je tegen. Niet iedereen woont op het platteland of aan de rand van een bos, maar ook in de stad is veel natuur. Je kunt daar veel vogels waarnemen zoals:.

5 Wanneer je buiten woont en naar school fietst, zie je in de wei vaak staan. Boven de wei zie je nogal eens een biddende vogel, namelijk een. Hij is o.a. op jacht naar. En in het gras zijn er vaak enorme aantallen. Zij trekken van Noord Europa naar Nederland, om na de winter terug te keren. Op de stoep zie je s morgens nogal wat wandelaars met. Wie langs het water woont, hoort daar in de zomernachten vaak kwaken. Je krijgt een aantal dia s te zien. Daarbij horen opdracht 2 en 3. Opdracht 2 Je krijgt een print met de plaatjes van de getoonde organismen. Orden de 36 organismen door de plaatjes uit te knippen, en in groepen bij elkaar te leggen op een groot stuk papier. Zet bij elk plaatje de naam van het organisme en bij elke groep de belangrijkste kenmerken ervan. Mijt Rietvoorn Ree Duizendpoot Kwal Libel Pissebed Torenvalk Knikkertjesmos Methoden om te ordenen Specht Mossel Eekhoorn Vlo Regenworm Hagedis Salamander Kerkuil Lieveheersbeestje Wolhandkrab Kruisspin Slak Spar Wesp Das Eikvaren Vos Vleermuis IJsvogel Hazelworm Zeester Pad Kikker Zomereik Rups 2 leerlingen In de Middeleeuwen bedacht men de scala naturæ, de ladder van de natuur, een ordening van de natuur en het universum in een hiërarchisch systeem van oplopende perfectie. In de volgorde van de ladder kwamen gesteenten onderaan, die hadden alleen de eigenschap dat ze bestonden. Boven aarde en gesteente kwamen planten en dieren. Maar ook onder dieren waren onderverdelingen aan te leggen. Bovenaan stonden wilde dieren, die hoger en nobeler op de middeleeuwse mens overkwamen, omdat ze niet getemd wilden worden. Daaronder stonden gedomesticeerde dieren, waarbij zelfstandige dieren als honden en paarden bovenaan kwamen, boven dociele dieren als schapen. Vogels werden onderverdeeld met de adelaar boven bijvoorbeeld duiven. Vissen stonden weer onder vogels, en werden ingedeeld in hogere echte vissen en (in de Bijbel verafschuwde) andere zeedieren. Daaronder komen insecten, met nuttige insecten als spinnen en bijen of mooie insecten als vlinders boven vervelende insecten als vliegen en kevers. Het laagste dier was de slang, die deze positie kreeg als straf voor zijn rol als verrader in het verhaal de tuin van Eden. Bij de planten kwamen eerst de bomen. Nuttige bomen als eiken stonden bovenaan, jeneverbessen onderaan. Voedselproducerende planten (granen en groenten) stonden boven onkruid en mossen. De indeling die mensen in de Middeleeuwen maakten was waarschijnlijk heel geschikt voor hun manier van leven. Het was geen wetenschappelijk manier van indelen, maar een praktische.

6 In de biologie is de indeling van organismen zoals die nu nog gebruikt wordt (met de nodige veranderingen natuurlijk) gemaakt door Carolus Linnaeus (1707 1778), die een belangrijk deel van zijn leven in Nederland heeft gewerkt. We gaan in zijn voetsporen treden, daarvoor moeten we ons verdiepen in de vraag hoe je het beste organismen zou kunnen indelen en ordenen. Opdracht 3 a. Is het handig organismen te ordenen van laag niveau (slecht ontwikkelde hersenen) naar hoog niveau (intelligentie)? Licht toe. b. Is het handig organismen te ordenen naar de plek waar ze leven (land, water, lucht)? c. Op welke uitwendige kenmerken kun je de verschillende organismen ordenen? Is dit een goede onderverdeling? Licht toe. Is het verstandig op uitwendige kenmerken te ordenen. Zo ja, op welke kenmerken? d. Op welke inwendige kenmerken kun je organismen ordenen? Is dit een goede onderverdeling? Licht toe. Is het verstandig op inwendige kenmerken te ordenen. Zo ja, op welke? e. Kun je ook gebruik maken van kennis over eiwitten, koolhydraten, DNA en RNA, en vetten om ordening aan te brengen? Welke moleculen komen het meest in aanmerking? Waarom? f. Kun je de groepen waarin je de organismen geordend hebt, met elkaar in een schema verbinden? Welke organismen zijn moeilijk thuis te brengen in een ordening? Waarom? g. Ligt er een bijzonder patroon, mechanisme of principe ten grondslag aan de ordening die jullie gemaakt hebben? Soorten en aanpassingen Al de organismen die je in de invuloefening en in de laatste opdracht hebt opgenoemd (en ingedeeld) zijn voorbeelden van soorten. Er zijn miljoenen, misschien wel miljarden soorten organismen. Van een biologische soort spreken we als de betreffende organismen zich onderling kunnen voortplanten en hun nakomelingen vruchtbaar zijn. Mensen hebben zich vaak afgevraagd waar al die verschillende soorten dieren en planten vandaan kwamen. Daar zijn in de loop van de geschiedenis vele antwoorden op gekomen. De bekendste zijn de scheppingsverhalen uit verschillende godsdiensten. Een voorbeeld daarvan is het verhaal van Adam en Eva uit het boek Genesis van de Bijbel. Maar er was nog een vraagstuk wat veel mensen bezighield. Het was namelijk opvallend dat veel diersoorten een verbluffende aanpassing kenden aan hun leefgebied. De groene kikker in het gras, de witte ijsbeer op de noordpool, de gestreepte tijger in de rietvelden, de lange poten van de steltlopers, de kromme

7 snavel van roofvogels, de graafpoten van een mol, de stroomlijn van vissen. (Vul zelf maar aan.) De vraag van veel mensen was en is: Hoe kan dat allemaal zo vernuftig in elkaar gezet zijn? Iemand die daar over nagedacht heeft is de Brits William Paley (1743 1805). Paley was priester van de Anglicaanse Kerk. Hij schreef boeken met een filosofische en theologische inhoud. In 1802 publiceerde hij het boek Natural Theology (Natuurlijke Theologie) waarin hij duidelijk wil maken dat de wereld en zijn organismen ontworpen zijn en in stand gehouden worden door God. Beroemd is zijn vergelijking met het horloge dat iemand op het strand vindt. Wanneer je een horloge ziet is het onmiddellijk duidelijk dat dit niet het product kan zijn van een reeks van toevalligheden. Het kan niet anders of dit horloge is ontworpen en gebouwd door een intelligente ontwerper. Bovendien is ook duidelijk dat dit horloge niet zomaar gemaakt is, maar dat het ontworpen is voor een speciaal doel, namelijk om de tijd te kunnen meten. Zo is het volgens Paley ook met levende organismen. Een giraffe, eikenboom of champignon moet wel ontworpen zijn door een intelligente ontwerper. Zo is een oog ontworpen om te zien, om informatie te krijgen vanuit de omgeving. Benen zijn gemaakt met het doel je voort te bewegen. Het was in de tijd van Paley vrij normaal om de manier waarop iets in elkaar zit uit te leggen door te wijzen op het voordeel ervan voor mensen. Op die manier legde men uit waarom de hoogste bergen gevonden worden in de warmste gebieden op aarde. Daardoor konden deze immers dienen om regenwolken te doen condenseren, waardoor een koele bries kon ontstaan, die mensen juist in dat gedeelte van de aarde nodig hadden. Het was in al die gevallen God die dat zo mooi voor de mensen ontworpen had. Zulke opvattingen voor moderne mensen nogal vreemd. Veel mensen stellen kritische vragen als waar dan al invaliden, misgeboorten, zieken en zo vandaan komen. Ook natuurrampen zijn voor die mensen moeilijk te rijmen met Gods goedheid en de schoonheid van de natuur. Natuurlijk was het antwoord van Paley geen natuurwetenschappelijk antwoord. Geen bioloog van nu zou zich met dat antwoord tevreden stellen. We hebben tot nu iets van de enorme verscheidenheid aan organismen bekeken en nagedacht over de vraag op welke kenmerken organismen ingedeeld kunnen worden. Die kenmerken van organismen blijken vaak verbluffende aanpassingen aan hun omgeving. Onze volgende vraag is: hoe zijn die aanpassingen bij organismen ontstaan? Die vraag roept om een antwoord. In het volgende hoofdstuk maken we er een begin mee.

8 Hoofdstuk 3 DE VISKWEKER, HET KUNSTMATIG ONTWIKKELEN VAN VARIANTEN Al eeuwenlang hebben liefhebbers honden gefokt. Hoe vreemd en verschillende de hondenrassen soms ook zijn, we zien direct dat we met een hond van doen hebben. Maar intussen zijn de verschillen tussen een Sint Bernard en een Pekineesje enorm! Zouden die nog met elkaar kunnen paren? En als dat niet kan, zijn die twee rassen dan twee soorten geworden? Is het misschien mogelijk op een kunstmatige manier zo sterk verschillende varianten van een soort te ontwikkelen dat je kunt spreken van een of meer nieuwe soorten? (Kijk nog eens naar de definitie van soort in het vorige hoofdstuk.) Mensen hebben niet alleen met honden gefokt, maar ook met paarden, duiven, varkens, noem alle soorten huisdieren en vee maar op. En ook hebben wij mensen ons eindeloos met de kweek van planten beziggehouden, met name van groenten en bloemen. Nederland is beroemd om zijn bloemenrassen. Al in de gouden eeuw was er in Nederland een hype over zwarte tulpen, en wonnen kwekers en vooral handelaren fortuinen met speculeren daarover. Hoe vindt dat fokken en kweken, dat zo lucratief blijkt te kunnen zijn, nu plaats? We gaan een kijkje nemen in het bedrijf van een vissenkweker. Context: Kweker van kieuwkopjes Een viskweker verdient zijn geld aan visjes die klanten graag van hem willen kopen. Hij moet dus voortdurend op de hoogte zijn van de wensen van zijn klanten. Die wensen worden sterk door de heersende mode bepaald. Op dit moment kopen klanten graag kieuwkopjes. De kweker heeft veel verschillende grote bakken waarin de kieuwkopjes leven. In elke bak zit dus een groep (= populatie) van kieuwkopjes. Klanten hebben in een bepaalde bak groene kieuwkopjes gezien: Die willen ze graag hebben. Maar ze hebben nog wat wensen: Kunnen de vissen niet wat groter zijn, en liefst ook uitgerust met grote vinnen? Voor de kweker is het dus zaak om zulke kieuwkopjes te kweken, als hij ten minste de kassa wil laten rinkelen! Je gaat nu eerst kijken naar een PowerPoint-presentatie Noteer de antwoorden op de onderstaande vragen. Opdracht Reflectie over de Powerpoint-presentatie: 1. Geef twee oorzaken voor het ontstaan van erfelijke verschillen tussen individuen van een soort. 2. Wat is de selecterende milieufactor geweest bij het kweken van bepaalde varianten? 3. Op basis van welke eigenschappen van de visjes werd deze keuze gemaakt? 4. Er wordt een schot tussen de populaties kieuwkopjes gezet, zo ontstaan twee nieuwe populaties, ze kunnen immers niet meer bij elkaar komen. Aan welke voorwaarden moet worden voldaan opdat hieruit twee nieuwe soorten ontstaan?

9 5. In het wild leven kieuwkopjes in ondiepe zoetwatermeren. Welke abiotische factoren zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe soorten kieuwkopjes? 6. Hier zijn enkele biotische factoren opgenoemd. Op welk kenmerk van kieuwkopjes zouden deze factoren door middel van selectie invloed uitoefenen? a. predatoren b. ziekteverwekkers c. vrouwelijke kieuwkopjes 7. De powerpoint van de viskweker is slechts een simulatie. Noem twee overeenkomsten en twee verschillen met de werkelijkheid. Samenvatting hoofdstuk 3 Alle organismen zijn geordend volgens een bepaalde classificatie. Zo onderscheiden we in het dierenrijk stammen, klassen, ordes, geslachten en soorten. Van een soort spreekt men wanneer dieren zich onderling kunnen voortplanten en de nakomelingen vruchtbaar zijn. Een populatie bestaat uit individuen van een soort die bij elkaar leven in een min of meer begrensd gebied. De individuen van een populatie hebben verschillende genotypen. Die verschillende genotypen noemen we varianten. Bij kunstmatige selectie bepalen mensen welke varianten zich voortplanten. Er wordt op specifieke eigenschappen gekweekt. Er vindt dus selectie plaats. Eigenschappen kunnen zo ver doorgekweekt worden dat er rassen ontstaan die zich niet meer met elkaar kunnen voortplanten. Bijvoorbeeld de hondenrassen: Chihuahua en Sint-Bernard. We hebben tot nu gekeken naar de verscheidenheid en de mogelijke indeling van organismen. Het indelen gebeurt op kenmerken van organismen die vaak een aanpassing betekenen aan het milieu. Het laatste hoofdstuk ging over hoe die aanpassingen tot stand komen als de mens (de kweker of fokker) selecteert. Hoe komen die aanpassingen in de natuur dan tot stand en hoe vindt daar dan selectie plaats? En hoe groeit dus een stamboom die uit wilde organismen bestaat? Dan moeten we eerst weten hoe zo n stamboom er uit kan zien. We kruipen daarvoor in de huid van een stambomenonderzoeker. We gaan in het komende hoofdstuk graven naar fossielen.

10 Hoofdstuk 4 HET LEEFDE, MAAR HOE? In de 18 e en 19 e eeuw vonden wetenschappers steeds meer sporen van soorten die kennelijk ooit geleefd hadden, maar nu niet meer voorkwamen. Ze noemden de sporen fossielen (Latijn: fossilis betekent opgegraven). Fossielen leverden een groot probleem op. Waren het resten van organismen die gestorven waren bij de zondvloed volgens het verhaal in de bijbel)? Men vond fossielen die niet eens leken op bestaande organismen. Waren dat probeersels van God toen hij de aarde schiep? Andere fossielen leken wel op bestaande organismen, maar waren toch duidelijk verschillend. Waren de bestaande organismen soms ontstaan uit de fossiele organismen? Maar dat kon niet, volgens de bijbel had God immers alle levende wezens geschapen in zes dagen; sindsdien waren ze niet meer veranderd! De ammonieten zijn uitgestorven organismen die verwant waren met de inktvissen. Hier zie je het fossiel van de schelp van een ammoniet. Foto M.Kamp In de loop van de 19 e eeuw gingen steeds meer wetenschappers geloven dat fossielen een bewijs ervoor waren dat er vroeger andere dieren en andere planten leefden dan nu. Ze zagen in de overeenkomsten tussen fossielen en de nu levende organismen aanwijzingen dat de fossiele organismen en de huidige organismen verwant waren. De wetenschappers vergeleken bijvoorbeeld de skeletten van uitgestorven dieren met die van huidige soorten. Ze constateerden dat fossielen uit diepere lagen anders, en dikwijls primitiever waren dan die uit oppervlakkigere lagen. Later kon men vaststellen dat de diepere lagen meestal ook de oudere lagen zijn. Ook ontdekten wetenschappers het bestaan van zogenaamde rudimentaire organen. Dat zijn resten van oorspronkelijk goed functionerende organen die in de loop van de evolutie van een soort steeds kleiner zijn geworden, kennelijk omdat ze onbelangrijk zijn geworden. (Momenteel blijkt overigens nogal eens dat een rudimentair orgaan een andere functie vervult dan de oorspronkelijke, wat zou kunnen verklaren waarom het orgaan niet geheel verdwenen is.) Ook rudimentaire organen werden als bewijs gezien van een geleidelijke verandering van soorten. Voorbeelden van die rudimentaire organen zijn: het wormvormig aanhangsel van de blinde darm bij de mens de griffelbeentjes bij het paard de bekkenbotten bij de walvis de tepels bij de man de stuurkolfjes bij de huisvlieg de tussenribspieren bij een schildpad.

11 Vanuit het idee van een geleidelijke verandering van soorten begon men stambomen te maken: afbeeldingen waarin stond welke organismen uit elkaar waren ontstaan. Het werd bijvoorbeeld duidelijk dat walvissen weliswaar in zee leven en op vissen lijken, maar dat ze een heel ander inwendig bouwplan hebben dan gewone vissen. Walvissen bleken inwendig meer te lijken op zoogdieren die op land leven dan op vissen. Het vermoeden ontstond dat walvissen uit landzoogdieren zijn ontstaan. Dat is een stap in een stamboom. Het onderzoeken en vergelijken van fossielen, en het ontwerpen van stambomen is het werk van de wetenschap van paleontologie. (Het Griekse woord palaeo betekent oud.) Opdracht Maak een reconstructie van het fossiel dat door de paleontoloog Hans Thewissen in de woestijn van Pakistan is gevonden. Probeer in je reconstructie antwoorden (met toelichtingen) op de volgende vragen te geven. Als je geen antwoord kunt geven, beantwoord dan de vraag hoe je het antwoord zou kunnen vinden. 1. Hoe zag dit dier eruit? a. Stond het rechtop (op twee poten) of kroop het (zoals een krokodil)? b. Had het een vacht, schubben, veren of een kale huid? c. Welke kleur zou het dier gehad kunnen hebben? 2. Wat zou dit dier hebben gegeten? d. planten. e. vlees, vis. f. insecten. 3. Waar leefde dit dier vermoedelijk? g. bos. h. woestijn. i. zee. j. heide. 4. Hoe gedroeg dit dier zich? k. als een grazer. l. als een jager. 5. Zou het schuw zijn geweest of zich juist als roofdier gedragen hebben? 6. Leefde het alleen of in groepen? 7. Met welke andere dieren was het verwant? Je krijgt voor deze opdracht vijf bronnen (A t/m E, blz. 13 t/m 17). Hieruit kun je veel informatie halen die je kunt gebruiken bij het vinden van antwoorden op de bovenstaande vragen.

12 Eindproduct: Maak een poster (A3-formaat) waarop staat: een tekening van het dier in levende lijve. zoveel mogelijk antwoorden op de vragen die hierboven staan gegeven. Licht je antwoorden toe. een stamboom (overzicht van de evolutionaire lijn waarvan het fossiel een onderdeel is). De enorme verscheidenheid aan levensvormen kan geordend worden in een groot systeem. Selectie door de mens (kweken en fokken) doet nieuwe varianten ontstaan: de verscheidenheid wordt nog groter. Aan fossielen kun je heel veel zien: ze vertonen net als de nu nog levende soorten een grote variatie. Ze bewijzen ook dat er in de natuur in de loop van de tijd uit de ene variant (de ene soort) andere varianten (andere soorten) zijn ontstaan. Met die kennis kunnen we stambomen opstellen. Stambomen opstellen: Dat is precies wat we in hoofdstuk 5 gaan doen.

13 Bron A. Het ontstaan van walvissen De oudste walvisfossielen zijn afkomstig uit het Vroege Eoceen van Pakistan. (Voor de geologische tijdperken, zie bronnenboek.) De oudste bekende soort is Pakicetus inachus (Pakistaanse walvis). Deze walvis is alleen bekend van een schedelfragment. De geschatte lengte van het dier is ongeveer 1,8 meter. Te oordelen naar de kop en de tanden zou het kunnen gaan om een dier uit de familie der Mesonychiden, een uitgestorven groep vleesetende hoefdieren. Walvissen kunnen de geluidsrichting onder water waarnemen doordat hun oren zijn gevat in een benig kapsel zodat ze alleen via de kaak geluiden ontvangen. Ook Pakicetus beschikte daar (min of meer) over, zodat de conclusie moest zijn dat we hier met een walvissoort te maken hadden. Alleen, zijn orgaan was nog primitief. Het was een walvis die onder water nog moeite had met horen en zwemmen en die niet in zee maar in ondiepe rivieren leefde. Van een andere vroege walvis is wel een volledig skelet gevonden. Zie ook Bron C. Het skelet werd in 1993 gevonden in aardlagen net boven de lagen waarin Pakicetus was gevonden en is circa 49 miljoen jaar oud. Ofschoon het duidelijk om het skelet van een walvis gaat, zien we ook achterpoten. Vandaar de naam Ambulocetus natans (de zwemmende loopwalvis). Ook de voorpoot is goed ontwikkeld. De vingers van de hand stonden ver uit elkaar. Ambulocetus natans had ongeveer de grootte van een flinke zeeleeuw en zal zo'n 300 kilo hebben gewogen. Nadat hij lange tijd onder water in een hinderlaag heeft gelegen grijpt Ambulocetus een Propalaeotherium, een voorloper van het paard, dat aan de oever van een meer was komen drinken. Voor de evolutie van de walvis is het met name interessant hoe het dier zwom. In tegenstelling tot moderne walvissen had Ambulocetus waarschijnlijk geen staartvin. De voortbeweging werd voornamelijk verzorgd door de voeten, die grote peddels vormden. Deze peddels werden echter niet door de spieren van de achterpoot bewogen. De zwemslag werd eerder veroorzaakt door het op en neer bewegen van de wervelkolom. Een dergelijke zwembeweging, waarbij de achterpoten op en neer worden bewogen door de wervelkolom, zien we vandaag de dag nog in sommige snel zwemmende otters. Het skelet van Ambulocetus toont dus aan dat de typische op en neer gaande beweging van de walvisstaart zich eerder heeft ontwikkeld dan de walvisstaart zelf.

14 Bron B: Natuur en klimaat in het Eoceen Het geologische tijdperk Eoceen duurde van ongeveer 55 miljoen jaar geleden tot 35 miljoen jaar geleden. Het was aanvankelijk een zeer warm tijdperk waarbij het grootste gedeelte van de aarde een tropisch klimaat had. Tot aan de polen groeiden tropische wouden. Van de meeste planten die daarin groeiden bestaan nu nog nauw verwante soorten. Deze behoren tot families die vooral in de tropen voorkomen: palmen, citrusachtige planten, klimplanten etc. Ze komen voor in Zuidoost - Azië, in de regenwouden van Maleisië en Indonesië. Maar leven geen dinosauriërs meer. Ze zijn al 15 miljoen jaar voor het Eoceen uitgestorven. In het Eoceen vinden we wel zeer grote (loop)vogels en zoogdieren. Die zoogdieren, die al zo`n 160 miljoen jaar samen met de dinosauriërs leefden, waren relatief klein. De grootste zoogdieren hadden toen ongeveer de afmetingen van een groot varken. Insecten waren er al heel lang en zagen er nauwelijks anders uit dan tegenwoordig. De zoogdieren waren zeer verschillend. De grote groepen waarin we hedendaagse zoogdieren indelen bestonden al, maar in sommige gevallen niet in gedaanten die wij zouden herkennen. Moderne carnivoren (zoals kat- en hondachtigen) waren in het Eoceen boomklimmende roofdieren en leken op de hedendaagse civetkat. De grote roofdieren onder de zoogdieren behoorden tot een nu uitgestorven groep, de Creodonten. Ook de hoefdieren waren al vertegenwoordigd in de uitgestrekte wouden - het waren vrijwel allemaal kleine, tapirachtige dieren, maar een aantal van hun verwanten waren carnivoren Anderen zochten boven in de bomen naar vruchten! Maar in de bomen leefden ook primaten en knaagdieren - twee verwante groepen die al heel eigen verschijningsvormen hadden ontwikkeld. Groepen vleesetende zoogdieren uit het Eoceen Een klein aantal zoogdieren is tot op de dag waren de Mesonychia, zoals hier Mesonyx. van vandaag nauwelijks veranderd. De vleermuizen, schubdieren, boommiereneters en opossums van toen zouden er voor natuurliefhebbers bekend hebben uitgezien. Bijna alle informatie over planten en dieren in het Eoceen is afkomstig van fossielen.

15 Bron C. Een fossiel uit Pakistan Hieronder een tekening van het herleide afbeelding van het fossiel dat de paleontoloog Thewissen in 1994 in Pakistan vond. Bij datering bleek het fossiel 49 miljoen jaar oud te zijn. Het leefde in het late Eoceen (tijdperk van 60 50 miljoen jaar geleden). Het fossiel is gevonden in sedimenten die door de zee zijn afgezet.

16 Bron D: Verschillende, nog op aarde levende, dieren en hun skeletten Deze afbeeldingen dienen als vergelijkingsmateriaal voor het fossiel dat in Pakistan is gevonden. Het bestuderen van skeletten van evolutionair verwante, moderne, dieren kan veel informatie opleveren over het te reconstrueren fossiel. Ook skeletten die op het fossiel lijken, maar niet direct verwant zijn, kunnen nuttige informatie opleveren. Paard, Equus caballus Donkergestreepte dolfijn Lagenorhynchus obscurus Chinese Alligator, Alligator sinensis Nijlpaard, Hippopotamus amphibius

17 Bron E: Fossiele skeletten van verwante dieren De paleontologen Thewissen en Gingerich hebben nog veel meer fossielen ontdekt. Van de fossielen in deze bron E hebben ze geconcludeerd dat deze verwant moeten zijn geweest met het fossiel uit bron A: Ambulocetus. Dit hebben ze kunnen aantonen op basis van de gehoorbeentjes (niet zichtbaar op deze tekeningen). Met behulp van deze vondsten kan de evolutionaire ontwikkeling van het fossiel uit bron A worden bekeken. Door deze ontwikkeling te bestuderen vinden we tevens aanwijzingen met welke moderne dieren het fossiel verwant is. Fossiel A; naam: Pakicetus, waarschijnlijk Eoceen Fossiel B; naam: Basilosaurus, waarschijnlijk Eoceen Fossiel C; naam: Rhodocetus, waarschijnlijk Eoceen

18 Hoofdstuk 5 STAMBOMEN Sinds enkele tientallen jaren kunnen stambomen ook op andere wijze worden opgesteld dan door het bestuderen van fossielen. De nieuwe kennis die het maken van stambomen mogelijk maakt, komt van het geheimzinnige molecuul DNA, de drager van erfelijke informatie. Het DNA van elk organisme is uniek. Onderzoekers kunnen aan DNA zien van welk organisme het afkomstig is, van een mens, en eik, een champignon, enz. Nog sterker: Onderzoekers kunnen aan een DNA-spoor zien van welke individu het afkomstig is (genetic fingerprinting bij Crime Scene Investigation). Dit is onder andere mogelijk omdat DNA een heel stabiel molecuul is. Maar die stabiliteit is bij geen enkele soort perfect. Altijd zijn er veranderingen in het DNA. In de genetica of erfelijkheidsleer ben je ze tegengekomen als mutaties. Soms heeft een mutatie geen effect; soms leidt ze tot ziekte of dood, en heel soms heeft een bepaalde mutatie gunstige gevolgen voor het organisme. Dan vergroot de mutatie de levenskansen van dat organisme. Als deze mutatie zich in de groep soortgenoten (de populatie) via voortplanting verbreidt, is dit, zoals we in volgende hoofdstukken zullen zien, de grondslag voor evolutie. In dit hoofdstuk gaan we stambomen maken zonder gebruik te maken van de kennis van het DNA. We gaan werken met heel veel fossielen, maar het zijn geen echte. Op bladzijde 20 zie je 32 tekeningen van exemplaren van een bijzondere dierengroep: de caminalculen. Dit zijn dieren die zijn verzonnen door een mijnheer Camin, die zijn leerlingen de evolutie wilde uitleggen. Hij had er groot succes mee. Kijken of dat bij ons ook werkt. Aan de hand van deze beestjes gaan we belangrijke begrippen herhalen en ons vragen stellen over de ontwikkeling van organismen. In de figuur hieronder zie je twee exemplaren van caminalculen getekend, met daarin aangegeven welke elf organen ze (kunnen) hebben. tentakel hoofd oog arm vinger nagel neus lichaam nek staart voet De verschillen in de organen van de 32 getekende exemplaren van bijlage A zijn in een overzicht genoteerd. Op basis daarvan kan een stamboom getekend worden.

19 Over die (stamboom van) caminalculen gaat de volgende opdracht. Opdracht 1. Lijken (sommige) caminalculen op echte dieren? Welke? 2. Over welke zintuigen beschikken de caminalculen? Waarom denk je dat? 3. Wat denk je over hun manier van voortbewegen? Is daar een ontwikkeling in te bespeuren? Waarom denk je dat? 4. In wat voor milieu zouden deze dieren kunnen leven? Waarom denk je dat? 5. Op bladzij 21 zie je een overzicht. Voor ieder exemplaar is daarin vastgelegd over welke type kop, ogen, lijf, ledematen etc. het beschikt. Probeer met behulp van dit overzicht een stamboom te maken. Op welke kenmerken ga je letten? Waarom? 6. Welke exemplaren zouden als eerste zijn ontstaan? 7. Vormt elk exemplaar ook een verschillende soort? Of kan het ook zijn dat er twee of meer exemplaren varianten zijn van een en dezelfde soort? 8. Welke gegevens ontbreken voor het maken van een juiste stamboom? Leg uit. 9. Waar in je stamboom zijn grote sprongen gemaakt? 10. Wat kan de oorzaak van zo n sprong zijn? 11. Welk exemplaar (exemplaren) kun je moeilijk een plaats geven? Waarom?

20 32 CAMINALCULEN

21 staart (-stuk) vlek lijf tentakels hoofd oog zijflappen achterste ledematen voorste ledematen vingers nagel neus nek koploos 1 X buik x x x 2 X kort x x 3 X kort x x x x vleugel 4 x kort x x poten? poten x x 5 x kort x x x x x x 6 x? kort x x x x 7 X kort x x 8 X kort x x 9 X kort x x x x 10 X kort x x x x 11 X kort x x x x 12 x kort x x poten poten x x x 13 x kort x x 14 kort x x 15 kort x x poten poten x x 16 x x kort x x x x 17 x buik x x x x 18 x kort x x poten x x x 19 lang x x x 20 lang x x 21 x kort x x 22 x kort x x x x 23 x kort x x x x 24 x buik x x x x 25 x kort x x x x x x x x 26 X x? buik x x x x 27 X buik x x x x 28 kort x x 29 X lang x x x 30 X x kort x x x x x 31 X kort x x x x 32 X x kort x x? x Overzicht Caminalculen Via de enorme verscheidenheid aan en de indeling van organismen, en kunstmatige selectie (door mensen dus), zijn we bij fossielen terechtgekomen en de vraag hoe een stamboom gemaakt kan worden. In het laatste hoofdstuk hebben we dat gezien. Als (het fossiele) organisme A maar een beetje verschilt van organisme B, zou bijvoorbeeld B van A kunnen afstammen (of andersom!). Maar als we ook nog weten dat organisme B na A heeft geleefd, dan zijn we al behoorlijk zeker ervan dat B inderdaad van A afstamt. We hebben dan bewijs voor een stukje van de stamboom: A B. Maar wat we nog niet besproken hebben: Waardoor ontstaan dan die verschillen tussen populaties van één soort? We weten hoe dat gaat wanneer de mens selecteert (de viskweker). Maar hoe gaat dat in het wild? Hoog tijd om die vraag te verkennen. We doen dat in een spelvorm!

22 Hoofdstuk 6 KRALENSPEL: EEN SIMULATIESPEL OVER NATUURLIJKE SELECTIE In een van de vorige hoofdstukken hebben we gezien hoe kunstmatige selectie bij vissen bepaalde eigenschappen opleverde. Grote groene vissen met grote vinnen werden bevoordeeld. Andere varianten werden immers door de kweker weggehaald en mochten zich niet voortplanten. Ook in de natuur draait het om succes bij de voortplanting, dus of een organisme succesvol nakomelingen kan voortbrengen die zich ook succesvol kunnen vermeerderen. Organismen planten zich meestal zo snel voort dat er op een bepaald moment een probleem ontstaat. Er is niet genoeg voedsel. In de natuur heerst meestal gebrek, niet alleen aan voedsel, maar ook aan goede territoria, aan goede partners. Er ontwikkelt zich een strijd om het bestaan, waarin selectie plaatsvindt: de struggle for life. Om meer te begrijpen hoe dit in zijn werk gaat, is het volgende simulatiespel heel illustratief. We spelen een simulatiespel in een groep, en staan daarbij rondom een tafel. Daardoor heb je de mogelijkheid om in discussie met elkaar te gaan. Dat is ook de bedoeling (maar houd het rustig!). Belangrijk is dat je als groep heel goed weet waarmee je bezig bent, dat je de handleiding goed bestudeerd hebt en dat je de instructies eerst HELEMAAL gelezen hebt. Dit spel is een simulatiespel. Dat wil zeggen: we proberen op deze manier na te spelen hoe iets in de werkelijkheid kan plaatsvinden. De werkelijkheid is natuurlijk veel ingewikkelder. Dit spel is een vereenvoudiging. Dat betekent ook dat we fouten kunnen maken of zaken over het hoofd zien. Maar dat is niet zo erg, tenminste wanneer we ons daarvan goed bewust zijn. In de discussie op het eind komen we op de mogelijke fouten terug. Lees eerst allemaal de spelregels helemaal door en beantwoord samen vraag 6 op papier vóór je het spel gaat spelen.

23 SPELREGELS VOOR GROEPEN A Leerlingen worden in groepen van 6 verdeeld. De helft van de groepen volgen de spelregels voor groepen A = zonder mutatievorming. De andere helft van de groepen werken met spelregels voor groepen B = met mutatievorming. ALLE GROEPEN WERKEN MET EENZELFDE ONDERGROND Benodigdheden per groep: Een groot aantal kraaltjes (8 verschillende kleuren, ongeveer 100 per kleur) Alle groepen A en B hebben dezelfde kleur ondergrond: Een lap stof die uit verschillende tinten mag bestaan maar als geheel naar één kleur neigt. Verschillende bakjes en potjes voor de kralen. In dit spel stellen de kraaltjes een populatie van dieren voor die zich op een bepaald eiland bevindt. De dieren zijn vanuit het vasteland naar het eiland overgestoken. Door de zeestroming kunnen ze niet meer terug. Het eiland wordt voorgesteld door de lap stof. We zien aan de verschillende kleuren van de kraaltjes dat de populatie uit een groot aantal varianten kan bestaan. De varianten verschillen met elkaar voor wat betreft kleur van de vacht. Die vachtkleur wordt bepaald door één gen, dat in verschillende genetische varianten voorkomt. Wanneer een kraaltje (dier) zich voortplant krijgt hij dus in principe identieke nakomelingen. Rode kraaltjes krijgen dus rode nakomelingen. Op die kraaltjes wordt gejaagd door roofdieren. De rol van roofdier wordt door de leerlingen in de groep gespeeld. Dat doen zij door kraaltjes van die lap stof (= de natuurlijke omgeving van de prooidieren) weg te nemen. Spreid de lap stof zó uit op een tafel dat 5 mensen er gemakkelijk omheen kunnen staan. De zesde leerling is de spelleider. 1. We gaan nu een startpopulatie maken. Dat doen we door op ieder eiland 25 kraaltjes (= 25 individuen) te plaatsen. Kies daarvoor telkens 5 van 5 verschillende varianten (kleuren). Tip: Neem tenminste twee kleuren kralen die min of meer bij de ondergrond past. a. Noteer in je tabel (in de kolom startpopulatie) hoeveel individuen van elke kleurvariant bij de startpopulatie aanwezig is. b. Voortplanting 1: Deze 25 individuen gaan zich nu voortplanten. Ieder kraaltje krijgt 2 identieke nakomelingen. Zijn er dus 5 gele kraaltjes in de startpopulatie, dan worden er 5 x 2 = 10 gele kraaltjes bij gedaan, in totaal zijn er nu 15 gele kralen. De populatie bestaat dus nu uit 75 individuen. Dit is de eerste generatie. c. Verdeel die 75 kraaltjes gelijkmatig over het doek. Ze mogen niet in groepjes bij elkaar liggen.

24 2. De jacht begint: vijf mensen gaan nu om de tafel staan met de rug naar de tafel toe! Op een bepaald teken van de spelleider (de zesde leerling), draaien de vijf leerlingen zich om en pakken elk zo snel mogelijk het eerste kraaltje dat hij/zij ziet weg. a. Daarna terugdraaien, met de rug weer naar de tafel. De handelingen herhalen. Na 10 keer zijn er 50 individuen weggehaald. Er zijn nu nog 25 individuen over. Ga dat na! b. Noteer welke kleuren in welke aantallen overgebleven zijn. 3. Voortplanting 2: Deze 25 individuen planten zich weer voort. Iedere kleur krijgt er 2 nakomelingen van dezelfde kleur bij. De populatie bestaat nu weer uit 75 individuen, die weer gelijkmatig over de doek worden verdeeld. Dit is de tweede generatie. 4. Herhaal de punten 2 en 3. Uiteindelijk maak je nog 4 rondes, zo ontstaan de verschillende generaties. 5. Noteer het eindresultaat netjes in de tabel. Zie hieronder. 6. Vraag: Welke varianten zullen door deze manier van selecteren het eerst verdwijnen? Formuleer een hypothese. Welke varianten blijven dus over? Kleur Kraaltjes Startpopulatie Voortplanting. + 50 = 1 e generatie. Selectie -50 Vpl. + 50 = 2 e gen. Selectie -50 Vpl. + 50 = 3 e gen. Selectie -50 Vpl. + 50 = 4 e gen. Selectie -50 Vpl. + 50 = 5 e gen. Totaal (controle er dat!) 25 75 25 75 25 75 25 75 25 75

25 SPELREGELS VOOR GROEPEN B Deze keer wordt ook gebruik gemaakt van een dobbelsteen. De cijfers op de dobbelsteen corresponderen met 6 verschillende kleuren, waarbij van te voren is bepaald welke kleur met welk cijfer correspondeert. Alle groepen doen dat op dezelfde manier. Benodigdheden per groep: Een groot aantal kraaltjes (8 verschillende kleuren, ongeveer 100 per kleur). Alle groepen A en B hebben dezelfde kleur ondergrond: Een lap stof die uit verschillende tinten mag bestaan maar als geheel naar één kleur neigt. Een dobbelsteen. Verschillende bakjes en potjes voor de kralen. In dit spel stellen de kraaltjes een populatie van dieren voor die zich op een bepaald eiland bevindt. De dieren zijn vanuit het vasteland naar het eiland overgestoken. Door de zeestroming kunnen deze dieren niet meer terug. Het eiland wordt voorgesteld door de lap stof. We zien aan de verschillende kleuren van de kraaltjes dat de populatie een aantal varianten kan bevatten. De varianten verschillen met elkaar wat betreft kleur van de vacht. Die vachtkleur wordt bepaald door één gen, dat in verschillende genetische varianten voorkomt. Wanneer een kraaltje (dier) zich voortplant krijgt het dus in principe identieke nakomelingen. Rode kraaltjes krijgen dus rode nakomelingen. Op die kraaltjes wordt gejaagd, het zijn prooidieren. De rol van roofdier wordt door de leerlingen in de groep gespeeld. Dat doen zij door kraaltjes van die lap stof (= de natuurlijke omgeving van de prooidieren) weg te nemen. Spreid de lap stof zó uit op een tafel dat 5 mensen er gemakkelijk omheen kunnen staan. De zesde leerling is de spelleider. 1. We gaan nu een startpopulatie maken. Dat doen we door op ieder eiland 25 kraaltjes (= 25 individuen) te plaatsen. Kies daarvoor uit 5 verschillende varianten (kleuren). a. Noteer in je tabel (onder startpopulatie) over hoeveel individuen van elke kleurvariant bij de startpopulatie aanwezig is. b. Voortplanting 1: Deze 25 individuen gaan zich nu voortplanten. Ieder kraaltje krijgt 2 identieke nakomelingen. Zijn er dus 5 gele kraaltjes in de startpopulatie, dan worden er 5 x 2 = 10 gele kraaltjes bij gedaan, in totaal zijn er nu 15 gele kralen. De populatie bestaat dus nu uit 75 individuen. Dit is de eerste generatie. c. Verdeel die 75 kraaltjes gelijkmatig over het doek. Ze mogen niet in groepjes bij elkaar liggen. 2. De jacht begint: vijf mensen gaan nu om de tafel staan met de rug naar de tafel toe! Op een bepaald teken van de spelleider (de zesde leerling), draaien de vijf leerlingen zich om en pakken elk zo snel mogelijk het eerste kraaltje dat hij/zij ziet weg.

26 a. Daarna terugdraaien, met de rug weer naar de tafel. De handelingen herhalen. Na 10 keer zijn er 50 individuen weggehaald. Er zijn nu nog 25 individuen over. Ga dat na! b. Noteer welke kleuren en in welke hoeveelheid, overgebleven zijn. 3. Voortplanting 2: Deze 25 individuen planten zich weer voort. Iedere kleur krijgt er 2 nakomelingen van dezelfde kleur bij. De populatie bestaat nu weer uit 75 individuen, die weer gelijkmatig over de doek worden verdeeld. Dit is de tweede generatie. 4. Maar we weten dat bij de voortplanting mutaties kunnen ontstaan. Mutaties zorgen voor nieuwe eigenschappen, in dit geval voor nieuwe kleuren. We gaan er van uit dat bij elke voortplanting 8 van de 75 individuen mutanten zijn. We halen nu, blindelings, 8 individuen uit het bakje weg. Dan zijn er nog 67 over. Iemand werpt nu de dobbelsteen. Het cijfer wijst een kleur aan. Die variant voeg je toe aan het spel. Dat doe je 8x. Op die manier krijgt de populatie weer 75 individuen = tweede generatie. De kralen worden nu weer over de ondergrondlap verdeeld. 5. Herhaal punt 2 t/m 3. Uiteindelijk maak je nog drie rondes, zo ontstaan vijf verschillende generaties. 6. Noteer het eindresultaat spel B netjes in de tabel (Zie volgende pagina). Hieronder kun je totale eindstanden die de verschillende groepen bereikt hebben noteren. Neem de resultaten van elkaar over. BG = beginstand; ES = eindstand Kleur kralen Spel 1 A BG ES Spel 2 A BG ES Spel 3 A BG ES Spel 1 B BG ES Spel 2 B BG ES Spel 3 B BG ES 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75

27 Kleur Kralen Startpopulatie + 50 1 e generatie Selectie - 50 Vpl. +50-8 + 8 mutanten = 2 e generatie Selectie - 50 Vpl. +50-8 + 8 mutanten = 3 e generatie Selectie - 50 Vpl. + 50-8 + 8 mutanten = 4 e generatie Selectie - 50 Vpl. + 50-8 + 8 mutanten = 5 e generatie Totaal (controleer) 25 75 25 75 67 75 25 75 67 75 25 75 67 75 25 75 67 75

28 Opdracht Reflectie naar aanleiding van kralenspel: 1. Vergelijk de resultaten van alle spelen A met elkaar. Welke conclusies kun je per kleur trekken? 2. In de spelen A zijn geen nieuwe varianten binnengebracht. Heeft zich daar een duidelijke selectie in kleuren voltrokken? 3. Waar werd in deze simulatie dus op geselecteerd? Hoe beter een organisme aangepast is aan zijn omgeving, des te groter de kans dat het organisme een bepaalde situatie overleeft en bovendien ook nakomelingen produceert. 4. Was de populatie kralen in de vijfde generatie in de spelen A beter of slechter aangepast dan de startpopulatie? En hoe zit dat bij de spelen B? Variatie is een maat voor het aantal verschillende typen individuen die voorkomen in een populatie. Hoe meer individuen er zijn die exact op elkaar lijken hoe kleiner de variatie. 5. Hoe gevarieerd zou de populatie kralen in de spelen A uiteindelijk worden als je het selectiespel nog generaties doorspeelt? 6. Wanneer het landschap na 5 generaties nu drastisch zou veranderen (in dit spel:de kleur van de ondergrond wordt complementair) hoe wordt nu de overlevingskans van de populatie? 7. Vergelijk nu de resultaten van alle spelen B met elkaar. Welke conclusies kun je per kleur trekken? 8. Vergelijk de resultaten van spelen B met spelen A. Welke conclusies kun je dan trekken? 9. Onder welke omstandigheden kan het van voordeel zijn, dat een populatie over meerdere varianten beschikt? 10. Wat zou je in dit spel moeten kunnen veranderen om het voordeel te laten zien? 11. Wat betekent nu de uitspraak: Een populatie past zich aan veranderende omstandigheden aan? 12. Onder andere doordat bij de vorming van geslachtscellen mutaties optreden verschillen nakomelingen van hun ouders en onderling. Daardoor neemt de variatie in een populatie toe. Noem nog een belangrijke oorzaak van variatievergroting in een populatie. 13. Welke fouten hebben jullie eventueel bij het spelen van dit spel gemaakt? Waar zou het in werkelijkheid anders aan toe gaan? 14. In hoeverre is dit spel een juiste weergave van de werkelijkheid? Noem 2 overeenkomsten en 2 verschillen.

29 De sneeuwhaas: Camouflage is één eigenschap van de sneeuwhaas waardoor hij erg goed is aangepast aan zijn omgeving. Door zijn schutkleur overleeft hij langer en hij heeft daarmee meer kans op nakomelingen. 15. Bedenk nog 3 eigenschappen van de sneeuwhaas waardoor hij beter overleeft in het koude noorden. 16. In de zomer vervangt de sneeuwhaas zijn witte vacht door een bruine. Leg uit dat zijn overlevingskansen hierdoor hoger zijn dan als hij zijn witte vacht zou houden. 17. Hoe hoger de levenskansen, des te succesvoller het dier. Maar wat betekent succesvol biologisch gezien? 18. Leg uit dat zowel de eigenschappen van de haas zelf als de omgeving van invloed zijn op het voortplantingssucces. 19. De sneeuwhaas is uitstekend aangepast aan zijn omgeving. Maar de poolvos ook. Noem drie aanpassingen van de poolvos die hem beter in staat stellen sneeuwhazen te vangen. 20. Probeer een samenvatting te maken waarin je uitlegt wat dit hoofdstuk te maken heeft met het thema evolutie. 21. Maak duidelijk dat het concept toeval een andere rol speelt bij de vorming van varianten dan bij selectie. 22. Maak een conceptmap waarin de volgende concepten voorkomen: selectie, mutatie, varianten, milieu, aanpassing, recombinatie, genotype, fenotype. Samenvatting van hoofdstuk 6 Een populatie bestaat uit individuen die verschillen vertonen: varianten. Niet alle varianten zullen in een bepaald milieu hetzelfde voortplantingssucces hebben. Sommige varianten hebben in dat bepaalde milieu grotere overlevingskansen, en (ook) meer nakomelingen dan andere varianten. De genensamenstelling van een populatie verandert door de verschillen in voortplantingssucces van de individuen die deel uitmaken van de populatie. Selectie is het proces waarin bepaald wordt welke individuen van een populatie grotere overlevingskansen en meer kans op nakomelingen hebben. Selectie door natuurlijke factoren noemen we natuurlijke selectie. Door selectie kan het aantal varianten (= de variatie) in een populatie langzamerhand afnemen.

30 Het milieu maakt voortdurend (grote of kleine) veranderingen door, zowel wat betreft de abiotische als de biotische factoren. De erfelijke varianten die beter aan het veranderde milieu aangepast zijn dan andere varianten, zullen over grotere overlevingskansen beschikken. Zij krijgen daardoor waarschijnlijk meer nakomelingen. In de populatie komen steeds meer individuen van deze succesvolle variant, en de populatie verandert van genensamenstelling. De populatie ondergaat langzamerhand een verandering in de richting van de succesvolle variant. Op die manier overleeft een populatie veranderende milieuomstandigheden. Om het nog eens in een concreet voorbeeld samen te vatten: Wanneer je denkt volgens de evolutietheorie is het niet juist te zeggen: De eigenschap heldere ooglens is aanwezig omdat individu X daardoor beter kan zien. Je moet zeggen: X heeft de eigenschap heldere ooglens, omdat de voorouders van X daardoor beter konden zien dan de overige varianten in de populatie. Daardoor konden zij de toen heersende omstandigheden beter overleven en meer nakomelingen krijgen. Deze nakomelingen hebben de erfelijke eigenschap heldere ooglens en geven deze weer door. Via verscheidenheid, indeling, kunstmatige selectie, onderlinge afstamming, fossielen en stambomen zijn we bij de vraag terechtgekomen: Waardoor ontstaan er verschillen tussen populaties van één soort in de natuur? Dat bleek in dit hoofdstuk een proces met een paar stappen (zie de samenvatting). De belangrijkste zijn: - er is altijd en overal een enorme verscheidenheid (= aantal varianten) tussen organismen; - het is het milieu dat selecteert tussen de varianten; - door selectie blijven alleen de goed aangepaste varianten over. Over het woord verscheidenheid hebben we nu al veel gesproken (zie hoofdstuk 1 en 2). Maar selectie en vooral aanpassing zijn zo belangrijke termen dat we er het hele volgende hoofdstuk over doorzagen! (We hopen stiekem dat je het wel een grappig hoofdstuk zult vinden.)