Bioloogia - evolutsioon, looduslik valik (0)

Bioloogia
Evolutsioon on organismide päritavate tunnuste muutumine põlvkondade jooksul. Elu tekke kohta Maal on kolm põhisesisukohta:

• On toimunud algne loomine (Jumala vms poolt loodud)
  
• Elu alged on Maale saabunud teiselt planeedilt
  
• Elu on Maal tekkinud spontaanselt elutu aine arengu tulemusena
  

Planeet Maa tekkis umbes 4,5 miljardit aastat tagasi – algul oli see kuum taevakeha , kuid jahtudes tekkis sellele maakoor ja peagi ka ookeanid .
Tingimused Maal 4 miljardit aastat tagasi:

• Sagedased vulkaanipursked
  
• Puudus mullakiht
  
• Oli suures osas kaetud madalate soojaveeliste meredega
  
• Atmosfäär , mis moodustus vulkaanilistest gaasidest (nt lämmastik, metaan , ammoniaak jne)
  
• Atmosfääris puudus vaba hapnik
  
• Puudus osoonikiht ja UV-kiirgus jõudis takistamatult Maale
  

Keemiline evolutsioon tähendab, et lihtsatest molekulidest moodustusid lõpuks keerukad orgaaniliste ühendite kompleksid. Selle etapid (nende toimimiseks vajalik energia saadi UV-kiirgusest, soojuskiirgusest ja õhuelektrist):

• Tekkisid monomeersed orgaanilised ühendid ( aminohapped , nukleotiidid, monosahhariidid )
  
• Polümerisatsioonil tekkisid orgaanilised polümeerid
  
• Polümeerid liitusid polümeeride kogumikeks
  

1953 aastal tõestas Stanley Miller katseaparatuuriga „ürgsupi“ hüpoteesi. Aparatuur stimuleeris keemilise evolutsiooni algseid tingimusi Maal ja tõestas, et Maal võisid toimuda reaktsioonid, mille käigus ühinesid lihtsad anorgaanilised molekulid orgaanilisteks molekulideks.
Tänapäeval ei oleks algeilse elu tekkimine elutust ainest võimalik, sest:

• Hapnik „põletaks“ ära lihtsad orgaanilised ained
  
• Osoonikiht takistab UV-kiirguse jõudmist Maale
  
• Maal elavad organismid kasutaksid toiduks „ise tekkinud“ orgaaniliseid aineid ja esimesi algelisi elusolendeid
  

J. B. Lamarck avaldas oma evolutsiooniteooria 1809 aastal raamatus „ Zooloogia filosoofia“. Ta arvas , et elu tekkis isetärkamise teel spontaanselt ning et algelistest olestest arenesid järk-järgult täiuslikumad organismid. Kuid ta hindas üle keskkonna mõju organismidele ja organismis sisemist püüdu täiustumisele.
C. Darwin avaldas oma evolutsiooniteooria 1759 aastal raamatus „Liikide tekkimine“. Talle pakkusid huvi Galapagose saarel elavad isendid, sh vintide sugukonda kuuluvad linnud , kel kõigil on erineva kujuga nokk . Darwini evolutsiooniteooria seisukohad:

• Muutlikkus sõltub organismi olemusest, elutingimustest ja elukeskkonnast
  
• Loodusliku valiku teooria – Paremini kohastunud isendid eelispaljunevad ning jäävad ellu
  
• Olemasolevad liigid ei ole tekkinud ega loodud vaid valiku käigus välja kujunenud varem eksisteerinud liikidest
  

Esimesed elusolendid Maal olid ainuraksed prokarüoodid, mis jagunesid arheteks ja bakteriteks. Arhed toitusid vees leiduvatest orgaanilistest ühenditest . Stromatoliit on lubianest moodustis , mis tekib vees tsüanobakterite ehk sinivetikate või teiste mikroorganismide toimel.
Prokarüootidel puudub piiritletud tuum ja raku sisemuses on vähem organelle ja memraanseid struktuure kui ekukarüootidel. Prokarüoodid said energiat anorgaanilisi ühendeid oksüdeerides. Eukarüootidel on mitokondrid ja kloroplastid ning neis toimub paljunemine.
Taimede evolutsioon:

• Vetikad – esimene taimeliik, mis tekkis 500-600 miljonit aastat tagasi - nende tähtsus seisnes selles, et nad suutsid fotosünteesida ja sellega varustasid Maa atmosfääri esmase hapnikuga.
  
• Soontaimed – tekkisid 410-440 miljonit aastat tagasi - Esimesed taimed, mis siirdusid veest maismaale. Nt ürgraikad, mis paljunesid eostega ja esinesid varred ja risoomid .
  
• Hiiglaslikud eostaimed – valitsesid Maal 280-360 miljonit aastat tagasi - Nad fotosünteesisid ja paljunesid eostega; hapniku tootmine.
  
• Paljasseemnetaimed – tekkisid 300-350 miljonit aastat tagasi - Paljunesid seemnetega.
  
• Katteseemnetaimed ehk õistaimed - tekkisid u 100-130 miljonit aastat tagasi - Esimesed taimed, millel on õis ja sellest arenev vili.
  

Tänapäevani säilinud ürgpuu on ginko ehk hõlmikpuu, mis kasvab ka Eestis.
Loomariigi evolutsioon:

• Trilobiidid – tekkisid 540-400 miljonit aastat tagasi – madalmerede ülijalgsed, kes elasin Varaaegkonnas
  
• Lõuatud – tekkisid 480 miljonit aastat tagasi - primitiivsed selgroogsed , kellel puudus lõualuu ja kellel oli kõhrest luustik
  
• Kõhrkalad –tekkisid 400 miljonit aastat tagasi – kõhrest luustiku ja lõualuu ning hambataoliste soomustega
  
• Putukad – esimesed loomad, kes siirdusid 400 miljonit aastat tagasi maismaale – kasulikuks tuli lennuvõime omandamine
  
• Kahepaiksed – siirdusid maismaale 360 miljonit aastat tagasi – paljunesid kaladele sarnaselt vees, kuid elasid maismaal
  
• Roomajad – valitsesid maal 300 miljonit aastat tagasi – eeliseks kehasisene viljastumine
  
• Imetajad – tekkisid 200 miljonit aastat tagasi – eeliseks püsisoojasus ja areng emaüsas ning rinnapiimaga toitmine ; esimesed imetajad olid väikesed putukatest toituvad ööloomad.
  
• Linnud – 150 miljonit aastat tagasi – sulgede ja tiibadega selgroogsed
  

Ürglind oli loom, kellel olid nii roomaja kui ka linnu omadused, mis tõestab, et linnud on arenenud roomajatest. Ürglinnud olid roomajale omased suured silmakoopad, hammastega lõualuu, küünistega varbad keset tiibu ning luuline saba. Linnule omased tunnused olid tiivad, kerged luud ning sulestik.
Paleontoloogia on teadus, mis tegeleb möödunud geoloogilistel aegadel elanud organismide jäänuste ehk fossiilide uurimisega. Selle teadusharu rajas prantslane Georges Cuvier.
Evolutsiooni tõendid:

• Organite homoloogsus – elundite põhiehituse sarnasus, mis viitab ühisele eellasele
  
• Rudimendid
  
• Biogeneetiline reegel – isendi arengu etappidel korduvad liigi ajaloolised arengujärgud
  

Rudimendid on inimesel esinevad jääkelundid, mida inimesel enam pole vaja, kuid teistel loomadel on:

• Kõrvalihased – on vaja kaslastel , koeral
  
• Karvkate – on vaja näiteks karul
  
• Õndraluu ehk saba – on vaja lehmal
  
• Kolmas silmalaug – on vaja sisalikel
  

Populatsioon on väikseim evolutsioonivõimeline organismide rühm.
Geenifond on populatsiooni isendite kõik geenid ja nende alleelid.
Populatsiooni geneetiline struktuur on erinevate alleelide ja genotüüpide arvuline suhe.
Geenivool ehk – siire on erinevate populatsioonide isendite ristumine . Toimub näiteks tänu migratsioonile ( loomade ränded, tolmlejad, putukad jne.)
Geenitriivid on juhuslikud muutused populatsiooni geneetilises struktuuris. Toimus näiteks siis, kui uue põlvkonna moodustamisest võtab osa ainult väike osa eelmise põlvkonna sugurakkudest. Võib olla põhjustatud mõne looduskatastroofi poolt (metsatulekahju, üleujutus vms.)
Pudelikaela efekt tähendab, et algsest populatsioonist jäävad ellu vaid mõned isendid ja see muudab populatsiooni geenifondi.
Asutaja efekt toimub väikestes populatsioonides, kus mõned geenialleelid võivad kaduma minna.
Olelusvõitlus ütleb, et organismide ellujäämine ja sigimine sõltuvad teistest organismidest ja eluta looduse teguritest nagu näiteks temperatuur, niiskus, valgus jne.
Looduslik valik on paremini kohastuvate organismide eelispaljunemine ning ellujäämine. Selle kolm vormi:

• Stabiliseeriv valik - toimub, kui keskkonnatingimused püsivad muutumatutena. Kõrvaldatakse erandid ja eelispaljunevad keskmiste tunnustega isendid.
  

• Suunav valik – toimub, kui muutub elukeskkond või asutakse uude elukeskkonda. Eelispaljunevad keskkonna suhtes kasulike omadustega isendid. Liik muutub kindlas suunas. Nt bakterid , mis muutuvad ravimi suhtes immuunseks.
  

• Lõhestav valik – toimub, kui levilas on erinevate elutingimustega piirkonnad või kui osa liigist rändab teise keskkonda. Soosib äärmuslikke isendeid.
  

Elavad fossiilid on väga pikka aega muutumatuna püsinud organismid. Nt latimeeria, hõlmikpuu
Tööstuslik melanism on tumedavärviliste putukate levik tööstuspiirkonnas. Tahmunud ouutüvedel paistavad nad lindudele vähem silma.
Kohastumine on loodusliku valiku tagajärjel tekkinud muutused populatsiooni geenifondis ja geneetilises struktuurid . Nt mesilaste mürgiastel oma peamiste vaenlaste, roomajate (konnade) ründamiseks; ujupõis kaladel ; varje - ja hoiatusvärvused; mimikri ehk organismi tunnuste sarnanemine teise liigiga (kameeleon, kaheksajalg , lehe välimusega rohutirts).
Liik on sarnaste tunnustega organismirühm, kelle isendid annavad viljakaid järglasi ja kellel on oma levila. Selleks, et uus liik jääks püsima peab tekkima bioloogiline isolatsioon ehk ristumisbarjäär ehk võimetus saada teist liigi isendiga järglasi. Seda mõjutab näiteks käitumine paaritumisperioodil ja selle perioodi erinev aeg.
Geograafiline isolatsioon on liikide eraldumine erinevatesse elukeskkondadesse. Nt seemnete sattumine eraldatud saarele , kus tekib eraldi liik. Endeem on liik, mis esineb üksnes teatud piirautd alal. Nt pandakaru Hiinas, leemur Madagaskari saarel.
Hübriid tekib kahe erineva liigi isendite järglase saamise korral. Hübriidid on viljatud ja looduses sünnib neid harva. Nt Zebroid – sebra ja hobune, muul – eesel ja hobune, liiger – lõvi ja tiiger , kaama – kaamel ja laama
Liigitekke peamised teguri:

• Mutatsioonid
  
• Geenitriiv
  
• Looduslik valik
  
• Geograafiline isolatsioon
  

Liigi püsimajäämise kindlustab ristumisbarjäär. Välja on surnud ligi 90% liikidest.
Makroevolutsiooni (liigist kõrgemate organismirühmade teke ja areng) kolm vormi:

• Progress ehk evolutsiooniline täiustumine – uute, keerukamate ja täiuslikuma ehitusega organismitüüpide teke. Nt prokarüoodid – eukarüoodid, inimahv – inimene
  
• Divergents ehk mitmekesistumine – erinevate elupaikade asustamisega kaasnev organismitüüpide mitmekesistumine. Nt õistaimed – korv-, huul -, ja liblikõielised jms; kiil – kõik teised putukad
  
• Konvergents ehk sarnastumine – erinevate päritoludega organismide sarnastumine välimuselt sarnastes elutingimustes. Nt vaal ja hai