Bioloogia põhjalik konspekt (0)

Viirused ja bakterid biotehnoloogias
Geeniteraapia – ravimeetod , kus vigase geeni asemel viiakse rakkudesse terve geen. (ravitakse geneetilisi haigusi)
Nanotehnoloogia – rakendusteadus, kus luuakse nanomeetrites mõõdetavaid seadmeid ja materjale ning leitakse neile kasutusalasid.
Viirused kui nanoosakesed

• teame nende suurust ja kuju
  
• suudavad läbida peremeesraku membraani
  
• saame „karjatada“ neid raku sees
  
• teades nende omadusi saame luua soovitud omadustega materjale
  

Bakterid biotehnoloogias – ensüümide tootmine
Bakteritega on hea toota sest:

• nad vajavad vähe toitaineid
  
• toodetakse suur kogus korraga
  
• saab muuta neid tõhusamalt tootma
  

Ensüümide tootmine:

• toodetakse oma rakkudesse
  
• eritavad vedelsöötmesse
  

Ensüüm kogutakse kokku:

• bakterite lõhustamisel
  
• vedelsöötmest eraldades
  

Ensüümide tootmise probleemid:

• kindlates tingimustes toimub
  
• enamasi madalal temperatuuril
  
• tööstuses peavad töötama erinevatel temperatuuridel
  
• võetakse kuumaveeallikatest bakterid
  

Bakterid toiduainetööstuses:

• laktoosivabad toituained = lisatake ensüüm laktaas = see lõhustab laktoosi ära
  
• juustu valmistamine = kümosiini tootmine
  
• kääritatud piimatooted = piimhappebakterid kääritavad laktoosi piimhappeks
  

Bakterid ja Biokütus

• biogaasi, biodiisli ja etanooli tootmine õlitaimedest, suhkruroost ja suhkrupeedist
  
• vaja baktereid = lagundvad süsivesikuid
  
• geenitehnoloogiaga üritatakse, et :
  

• biokütus hakkaks konkureerima foss.kütusega
  
• biomassi lagundamiseks vajalike ensüümide tootmine oleks tõhusam
  

METAANI TOOTMINE - anaeroobsed bakterid lagundavad orgaanilist ainet = tekib metaan , mida saab kasutada kütusena.

• väiksem koormus keskkonnale
  
• tooraine saamine on lihtsam
  

Bakterid keskkonna puhastajatena

• alternatiivid mürkkemikaalide kasutamisele tootmises = keskkonnasäästlikuse tagamiseks
  
• reostunud pinnase puhastamisel = aretatud bakteriliigid, kes lagundavad keskkonnamürke
  

Bioremediatsioon

• pinnase biotervendamine
  
• bakterid kasutavad mürgiseid aineid oma elutegevuses
  
• kahjulikud ained muutuvad vähem mürgisteks ühenditeks
  
• naftareostuste kõrvaldamine
  
• geenmuundatud bakterite kasutamise oht = ei teata nende endi keskkonnamõju = lisatakse enesetapugeen
  

Biorelvad

• viiruste, bakterite, seente, taimsete - ja loomsete mürkide kasutamine relvana
  
• katkubakter teise maailmasõja ajal jaapanlaste kingitus hiinlastele
  
• 2001.aastal USA’s Siberi katku spoorid saadeti kirja teel
  
• kasutatakse, kuid nende tootmine on keelatud
  
• viirusgenoomid on vabalt kättesaadavad = viiruse tootmine on vaid tehnoloogiline probleem
  
• biotehnoloogia abil on võimalik muundada nt ohtutud mikroobid väga ohtlikuks
  

Mendeli seadused

• seaduspärasused, mis kireldavad, kuidas pärilikud tunnused vanematelt järglastele päranduvad
  
• nimetus tuleb Austria munga Georg Mendeli (1822-1884) järgi
  
• pani aluse geneetikale- uuris pärilikkust kui polnud infot DNA ja geenide kohta
  

Mendeli tegevus

• ristas süstemaatiliselt herneid
  
• koostas märgisüsteemi, kasutatakse tänapäevani
  
• P – parenter (vanemad)
  
• F – filia (tütar ja poeg)
  
• X – ristamine
  
• F1, F2, F3 – põlvkonnad pärast vanemaid
  

Mendeli töö

• kasvatas korraga mitut erinevat hernesorti
  
• seemnetest arenesid alati kindlalt teadaolevate omadustega taimed
  
• ühte sorti taimede ristamisel saadi alati samasugused järglased
  
• Mendel pööras tähelepanu 1) herne seemne värvile (roheline/kollane) 2) herne seemnete pinnastruktuur (sile/krobeline)
  

Erinevatest sortidest taimede ristamisel:
1) rohelise seemnega taim ristati kollase seemnega = tulemuseks olid kõik arenenud seemned kollased
2) sileda seemnega taim ristati krobelise seemnega taimega = tulemuseks olid kõik arenenud taime seemned siledad
Mendeli esimene seadus ehk ühetaolisusseadus

• Homosügootsete vanemate ristamisel saadakse esimeses järglaspõlvkonnas genotüübilt identsed (fenotüübilt sarnased) järglased
  

P AA X aa
- homosügoodid A, a – sugurakud
F1 AaAaAaAa
- heterosügoodid
Näide:

Kollane, sile

Roheline, krobeline
F1 AaAaAaAa (genotüüp) - kollane (sile), kollane(sile), kollane(sile), kollane(sile), (fenotüüp)
3) nüüd ristati omavahel esimese järglaspülvkonna isendid = tekkis ¾ kollaste seemnetega taimi ja ¼ roheliste seemnetega taimi = tekkis lahknemine
Mendeli teine seadus ehk lahknemisseadus

• Homosügootsete vanemate ristamisel (heterosügoodid) toimub teises järglaspõlvkonnas geotüüpide ja fenotüüpide lahknemine seaduspärases suhtes
  

Näide: 3:1
(P) F1 AA Aa Aa aa – genotüüp
K K K R - fenotüüp
S S S K
Geneetiline seletus – diplidsetel organismidel ( ka inimene jpt hulkraksed ) on kõiki kromosoome topelt – üks on pärilt emalt ja teine isalt
Alleelid – ühe ja sama geeni erinevad variandid
Homosügoot – identsed alleelid, mis määravad ära kindlad tunnused (alleelid on kas dominantsed --või retsessiivsed )
Heterosügoot – ühe geeni erinevad alleelid (üks dominantne teine retsessiivne )

• Nt: Aa
  

Dominantne alleel – alleel, mis surub alla teise geeni avaldumise (nt. Kollane on dominantne)
Retsessiivne alleel – alleel, mille avaldumise organismis surub alla teine sama geeni alleel.

• Uuriti, kas krobedus-siledus, kollasus-rohelisus ka üksteist mõjutavad.
  
• Ei mõjutanud, st et ei sõltu need tunnused üksteistest
  

Mendeli kolmas seadus ehk sõltumatusseadus

• Homosügootsete vanemate ristamsel lahknevad tunnused teises järglaspõlvkonnas teineteisest sõltumatult ja kombineeruvad omavahel vabalt.
  

Mendelil oli õnne

• Sest mitte paljud tunnused ei avaldu teistest geenidest sõltumatult
  
• Nt inimese pikkus on määratud
  

Mendeli tunnused inimestel

• Puhtaid tunnuseid on vähe
  
• maitsepimedus (Retsessiivne tunnud)
  
• võime tajuda sinihappe lõhna (R)
  
• albinism (R)
  
• lühisõrmsus (D)
  

Intermediaarsus

• enamik tunnuseid ei avaldu Mendeli seaduste kohaselt
  
• enamikul tunnustest esineb intermediaarsus – üks alleel ei suru teise alleeli avaldumist täielikult alla – avalduvad vahepealsed tunnused
  
• Nt. õite värvus punane + valge = roosad õied
  

Kodominantsus

• Heterosügootidel võivad avalduda mõlema alleeli määratud tunnused korraga
  
• Nt. Ristatakse punane + valge õiega taim = punasevalge triibulised õied
  

Näidisülesanne:
Inimeste puhul tuuakse intermediaarse tunnuse näiteks sageli lokkis juuksed, kuigi see pole tegelikult ühe geeni määratud tunnus. Oletame aga, et tunnust määrab vaid üks geen ning homosügoodid on kas sirged või lokkis juuksed, heterosügootidel aga lainelised juuksed. Milliste juustega lapsi saaksid vanemad, kas mõlemad on laineliste juustega?
S - sirged L – lokkis SL - lainelised
P SL X SL
Genotüüp F1 – SS SL SL LL
Fenotüüp sirge laineline laineline lokkis
Haigused

• Fenüülketonuuria – pärilik ainevahetushaigus = organismi koguneb aminohape fenüülalaniin (ensüümi tootmist kodeeriv geen puudub, mis lagundaks seda ainet)
  

*Tulemuseks vaimse arengu pidurdatus
*Haigus avaldub, kui mõlemalt vaemalt päritakse retsessiivne mutantne geen
*Ravi – eridieet (valguvaba toit), ensüümi manustamine kunstlikult. Ilma ravita tekib väga raske alaareng .
Näidisülesanne:
Kui tervetel vanematel on sündinud üks fenüülketonuuriahaige laps, siis milline on tõenäosus, et ka järgmine laps saab seda haigust määravad geenid ? 25% tõenäosusega sünnib haige laps.
A – terve (dominantne) a – haige (retsessiivne) Aa – haiguse kandja
P Aa X Aa
Genotüüp F1 – AA Aa Aa aa
Fenotüüp F1 – terve haiguse kandja haiguse kandja haige

• Sirprakne aneemia – pärilik haigus, punased vererakud on sirbi kujulised
  

*Põhjus – mutatsioon hemoglobiini tootvas geenis- hemoglobiinimolekulid kleepuvad kokku ja verelibled on C-tähe kujulised
*Haigust põdev inimene ei haigestu malaariasse, sest malaariat kandev sääsk ei suuda sellist hemoglobiini omastada.
Näidisülesanne:
Lasterohkes Nigeeria peres on tervetel vanematel sündinud sirprakset aneemiat põdev laps. Kui suur osa selle pere lastest on terved ja malaaria suhtes resistentsed?
a – haige A – terve Aa – kandja
P Aa X Aa
Genotüüp F1 AA Aa Aa aa
Vastus: 50% lastest on terved.
Veregrupid – polüalleelne tunnus

• osaline kodominantsus – kindlat tüüpi heterosügootidel avalduvad mõlemalt vanemalt saadud alleelid
  
• polüalleelne tunnus – tunnus, mille korral geenil esineb populatsioonis rohkem kui kaks alleeli
  

Veregrupid

• inimesed jaotuvad vastavalt vererakkude pinnal olevate liitsuhkrute ( antigeenid , mis kutsuvad esile immuunreaktsiooni) erinevatesse veregruppidesse.
  

• A-veregurpp – A- antigeen
  
• B- veregrupp – B-antigeen
  
• AB-veregrupp – A- ja B antigeenid
  
• O-veregrupp – ei ole antigeenne
  

Veregruppe määravad järgmised alleelid:

• IA – toodab A-antigeeni (dominantne)
  
• IB – toodab B-antigeeni (dominantne)
  
• I – ei tooda antigeene (retsessiivne)
  
• Igal inimesel on neist kaks
  
• Kui inimesel on IA ja i, siis on A-veregrupp
  

Veregrupi tähtsus

• vereülekandel
  
• kui rakkude pinnal on antigeen-A, siis peab vereülekannet saava inimese veres olema ka antigeen-A
  
• muidu tekiks immuunvastus
  
• AB-grupi verd saab kanda AB-verega patsiendile
  
• A-grupi verd A või AB-patsiendile
  
• O-grupi verd saab kõigile üle kanda
  

Näidisülesanne:
Leia, milliste veregurppidega lapsed ja millise tõenäosusega sünnivad paaril, kus naine on A.grupi verega ja mees AB-grupi verega. Pane tähele, et selles ülesandes võib olla emal kaks erinevat genotüüpi, kas dominantne A-alleel kombineerituna retsessiivse O-alleeliga või kaks dominantset A-alleeli.
1) P IAIA X IAIB
F1
IAIA IAIA
IAIA IAIB Vastus: 50% A ja 50% AB.
A AB A AB
2) P IAi X IAIB
F1 IAIA IAIB IAi IBi Vastus: 50% A, 25% B ja 25% AB.
A AB A B
Reesuskonflikt

• D-antigeen määrab ära inimese reesuskuuluvuse
  
• Reesuspositiivsetel esineb punalibledel D-antigeen
  
• Reesusnegatiivsetel puudub punaibledel D-antigeen
  
• Reesuskonflikt võib tekkida ema ja loote vahel, kui ema veri Rh-(pole antigeeni) ja loote veri Rh+ (on antigeen)
  
• Võivad ristuda : vereülekanne, abort , trauma, sünnitus.
  
• Kui võõras antigeen satub ema organismi, hakatakse tootma antikehi selle vastu.
  
• Tavaliselt juhtub see Rh- ema teise Rh+ loote puhul = antikehad läbistavad platsenta ja hakkavad loote punaseid vererakke lagundama = lootel tekib aneemia
  

Näidisülesanne:
Ema on reesusnegatiivne, isa on reesuspositiivne . Isapoolne vanaema on reesuspositiivne ja vanaisa reesusnegatiivne. Milline on tõenäosus, et loode on reesuspositiivne?
A – reesuspositiivne (dominantne) a - reesusnegatiivne
P aa X Aa
Genotüüp F1 Aa aa Aa aa
Pos Neg Pos Neg
Vastus: Tõenäosus, et loode on reesuspositiivne on 50%.
Pärilik muutlikkus
Pärilikkus – organismide võime säilitada ja paljunemisel järglastele edasi anda tunnuste kujunemise ja arenemise iseärasusi.
Geenides oleva informatsiooni avaldumises , st organismi tunnuste kujunemises on suur osa keskkonnal.
Muutlikkus – organisimi võime muutuda ning seetõttu üksteisest erineda.
Muutlikkus jaotatakse:

• pärilik muutlikkus ehk geneetiline muutlikkus
  
• mittepärilik muutlikkus ehk modifikatsiooniline muutlikkus
  

Pärilik muutlikkus – pärandub järglastele, kuna mutatsioonid on toimunud kas geenides või kromosoomides.
Pärilik muutlikkus jaotatakse:

• kombinatiivne muutlikkus
  
• mutattiivne muutlikkus
  

Kombinatiivse muutlikkuse tõttu sarnanevad lapsed ühtede tunnuste poolest rohkem emaga, teiste tunnuste poolest rohkem isaga.
Kombinatiivne muutlikkus – vanematelt pärit geenide ümberpaigutamine sugurakkude valmimisel ja viljastumisel.

• meioos
  
• viljastumine
  

Esineb kõikidel suguliselt sigivatel organismidel.
Nt: Lapsed on natuke isa ja natuke ema nägu. ; Kromosoomide segunemine igas järglaspõlvkonnas.
Ristsiire – homoloogiliste kromosoomide osade vahetus – kromosoomi osad vahetavad omavahel kohti (midagi kokkuvõttes ära ei kao).
Aheldunud geenid – geenid, mis asuvad kromosoomil üksteise lähedal ja päranduvad koos (nt: valgessilmsuse geen + sugu määrav geen)
Mutatsiooniline muutlikkus
Mutatsioonid – DNA-s toimunud muutused, mis on organismile:

• kahjulikud – rikuvad geeni või selle regulatsiooni ära
  
• kasulikud – erinevate alleelide teke, looduslik valik (tugevam/ilusam/osavam saab sigida)
  

Mutatsioonide pärandumine

• järglastele päranduvad vaid sugurakkudes toimunud mutatsioonid
  
• keharakkudes toimunud mutatsioonid järglastele ei pärandu – võivad tekitada vähkkasvajaid ( onkogeenid )
  
• ONKOGEENID – tekitavad vähkkasvajaid
  
• ANTIONKOGEENID – võitlevad vähkkasvajate geenide vastu
  

Mutatsioonide tüübid
Duplikatsioon – DNA-lõik on kahekordistunud. ( Nt üks geenilõik võib olla kahekordistunud, kusjuures üks lõik sellest täidab esialgset ülesannet aga teine juurde tekkinud lõik omab mingi uue ülesande)
Insertsioon – genoomi lisandub üksik nukleotiid või DNA-lõik
Deletsioon – DNA lõik või üksik nukleotiid on genoomist kaduma läinud
Inversioon – kromosoomilõigu suund on muutunud
Translokatsioon – terved kromosoomilõigud võivad liikuda ühest kromosoomist teise
Kromosoomide arvu muutus – Downi sündroom 21 kromosoomist on kolm koopiat (inimene, šimpans)
Üksikute nukleotiidide muutused - üksikute nukeotiidide insertsioonid, deletsioonid või asendusmutatsioonid
Asendusmutatsioon – DNA-s asendub üks nukleotiidipaar teisega

• NT: A-T asemele tuleb G-C
  
• Mõju – neutraalne, kasulik või kahjulik
  

Raamnihe – mutatsioonikohas muutub valgu lugemisraam ja DNA hakkab kodeerima valesid aminohappeid.
Mutageenid
Mutatsioone põhjustavad tegurid:

• bioloogilised mutageenid – viirused, bakterid, alkaloidid , hallitusseente toksiinid
  
• keemilised mutageenid – mõned ravimid , olmekeemia, orgaanilised ühendid, tugevatoimelised alused ja happed
  
• füüsikalised mutatsioonid – kiirgused: radioaktiivne kiirgus, röntgenkiirgus, UV-kiirgus,
  

Teratogeenid – põhjustavad mutatsioone loomadel
Mittepärilik muutlikkus
Iga olevuse välimus ja omadused sõltuvad elutingimustest:

• hea sordiseeme ikaldub viletsal põllul
  
• inimese nahk muutub päikese käes pruuniks
  
• jne
  

Geenid + keskkond
Mittepärilik muutlikkus on määratud geenide ning keskkonna koosmõjuga ning viib konkreetsete tunnuste avaldumisele.

• Organismi rakkude mõõtmed – inimese pikkus
  
• Kehakaal
  

Tunnused ei pärandu. Päranduvad tunnuste kujunemise piirid.
Reaktsiooninorm

• Tunnuste varieerumise määr, mida sama genotüüp eri keskkonnatingimustes võimaldab.
  
• Näitab kui palju sõltuvad organismi omadused (fenotüüp) geenidest ja kui palju ümbritsevast keskkonnast
  
• Saab uurida nt vegetatiivselt paljunevatel taimedel (järglased genoomi poolest identsed)
  
• Näide: Raudrohu taimed pandi kasvama merepinnast eri kõrgustele = tulemuseks saadi erineva pikkusega taimed = lai reaktsiooninorm
  
• Õied alati ühte värvi = kitsas reaktsiooninorm
  

Kaksikute meetod

• ühemunakaksikud – geneetiliselt identsed
  
• sünnivad siis kui viljastunud munarakust moodustub kaks embrüot
  
• erimunakaksikud tekivad kahe munaraku samaaegsel viljastamisel – geneetiliselt sama sarnased kui õed-vennad ikka
  
• pärast lapse sündi lapsendatud ühemunakaksikute lapsendamine eri perekondadesse on teadlastele huvitav uurimismaterjal.
  
• eraldi kasvavatel kaksikutel on palju sarnast elukäigus ja harjumustes
  
• samas võib sarnase elukäigu põhjustada ja piisavalt sarnane keskkond
  

Eugeenika

• 20.sajandil tekkinud õpetus, mille kohaselt inimeste võimed ja sotsiaalne edukus on pärilikud
  
• EESMÄRK – muuta ühiskond paremaks inimeste tõuaretuse kaudu – heade geenidega inimesed pidid hakkama rohkem sigima ning halbade geenidega inimesed ei tohtinud järglasi saada (natsi Saksamaa)
  
• Eugeenika pälvis pärast sõda ühiskondliku hukkamõistu ja pooldajad kadusid pildilt
  

Epigeneetika

• uurib mehhanisme, mis mõjutavad peale keskkonna geenide avaldumist
  
• epigeneetika muutused on päriliku ja mittepäriliku muutlikkuse kombinatsioon
  
• Näide: kudede eristumisel hulkrakses organismis – viljastatud munaraku jagunemisel tekivad loote identsed tüvirakud, millest epigeneetiliste mõjutuste tulemusel arenevad erinevate kudede eellasrakud = rakud (närvirakud, lihasrakud jne)
  
• Emaorganimsis lootele mõjuvad tegurid mõjutavad epigeneetilisi protsesse (alkohol raseduse ajal jne.
  

Soo määramine

• kõige täiuslikum on soomääramise viis, kui soo määravad erinevad sugukromosoomid
  
• kokkupakitud DNA-ahel koos valkudega moodustab kromosoomi
  
• inimsel on 23 paari kromosoome, neist üks paar on sugukromosoomid
  
• naistel 44 + XX
  
• meestel 44 + XY
  

Mis on sugurakkudes?

• sugurakkud sisaldavad pärilikku infot keharakkudega võrreldes poole vähem st. 23 kromosoomi
  
• kõik naiste sugurakud sisaldavad kahte X-kromosoomi (geene on u 2000)
  
• Barri kehake – üks või teine X-kromosoom on inaktiveeritud, et geenide produkte ei toodetaks liiga palju
  
• Meeste sugurakkudes pooled sisaldavad X ja pooled Y-kromosoome (geene on alla 100)
  
• SRY-geen – Y-kromosoomis asuv geen, aktiveerib seemnesarjade arengu = loode areneb meheks
  

Kumb määrab lapse soo?

• tulevase lapse sugu määratakse viljastumisel
  
• sugu oleneb sellest, millise sugukromosoomiga sperm munaraku viljastab
  

Näide:
Naine 23+X + Mees 23+X = Laps (tüdruk) 46+XX
Naine 23+X + Mees 23+Y = Laps (poiss) 46+XY
Millised tunnused määravad sugukromosoomid?

• sünnimomendiks arenevad lapsel välja esmased sugutunnused – sugunäärmed ja suguelundid
  
• teised sugutunnused kujunevad suguküpsuse saabudes
  

Suguliiteline pärandumine

• suguliitelised geenid – sugukromosoomides paiknevad geenid
  
• suguliitelised tunnused – sugukromosoomide poolt määratud tunnused
  
• X-liitelisi tunnuseid on rohkem, kui Y-liitelisi
  
• meestel avalduvad kõik X-liitelised tunnused (dom + retsess ) ja Y-liitelised tunnused
  
• naistel avalduvad X-liitelised dominantsed tunnused ja retsessiivsed X-liitelised tunnused homosügootses olekus (kui mõlemas X-kromosoomis on geeni vastav alleel)
  

X-liitelised dominantsed tunnused

• ema sugukromosoomides oleva ühe dominatse alleeli pärivad lapsed 50% tõenäosusega
  
• kui isal esineb X-kromosoomis vastava tunnuse dominantne alleel – pärivad kõik tütred, mitte ükski poeg
  
• Nt: fraiilse X-i sündroom – autismi üks põhjus
  

X-liitelised retsessiivsed tunnused

• Kandjad naised – neil on tunnust määrava geeni üks alleel – tunnus ei avaldu
  
• kandja naine annab tunnust määrava alleeli edasi 50% oma lastest
  
• kui tunnus avaldub (retsessiivne homosügoot) – 100% selle tunnusega – kõik pojad selle tunnusega, tütardest saavad need kes saavad isalt sama alleeli
  
• Daltonism , hemofiilia, Douchennei lihasdüstroofia jm – mehed kannatavad nende haiguste tõttu rohkem
  

Genotüüp loob inimese elule vundamendi

• inimsel on ubes 23 000 geeni – osalevad tunnuste kujunemisel
  
• enamik tunnuseid on plügeensed – tunnused, mida mõjutavad korraga mitu geeni
  
• monogeensed tunnused – tunnused, mida mõjutab ainult üks geen
  
• lisaks polügeensusele mõjutab tunnuste avaldumist ka geenide koosmõju
  
• geenid ei toimi keskkonnast eraldi – keskkond kas tugevdab või nõrgendab geenide talitlust
  
• kehakaal kui mitmetegurilise pärandumise näide
  

Geenid haiguste tekke osalistena

• meditsiinigeneetika – uurib haiguste ja geenide omaahelisi seoseid
  
• enamasti mõjutab haiguste teket nii keskkond kui ka geenide koosmõju
  
• monoeensed haigused inimesel – umbes 6000 ühe geeni poolt põhjustatud haigust
  
• peale monogeensete haiguste veel mitmesuguseid haiguseid nt allergiaid, vererõhktõbi, I tüübi diabeet , Alzhaimeri tõbi – erinevate alleelide põhjustatud või eelsoodumuse olemasolu
  

Geeniuuringud

• nende abil saab kindalks teha ühe geeni vea poolt põhjustatud haiguseid
  
• pärilikkusnõustaja abil saab selgitada, millise tõenäosusega haiguse kandjate järglastel see haigus esineda võib
  
• loote genotüüpi uuritakse kas platsentarakkudest või lootevette sattunud rakkudest
  
• saab uurida kaksikute abil
  

Vähki põhjustatavad geenid ja keskkond

• iga neljas inimene haigestub mingil eluetapil vähki
  
• pärast südame- ja veresoonkonnahaigused kohe järgmine surma põhjus
  
• vähi korral jagunevad kasvajarakud kontrollimatult
  
• kasvajarakud suudavad tungida ümbritsevatesse kudedesse ja neid kahjustada
  

Vähkkasvaja võib tekitada:

• uusi veresooni, mille kaudu kasvaja saab toitaineid ja hapnikku
  
• siirdeid – ehk metastaase uutesse kudedesse mööda organismi laiali (kõige ohtlikum vähi omadus)
  

Vähi teke - Organismi normaalsed rakud võivad muutuda vähirakkudeks:

• kiirguse mõjul
  
• erinevate keemiliste ainete mõjul
  
• viiruste tõttu
  
• mutatsioonide tõttu genoomis , mistõttu rakud hakkavad paljunema
  

Inimese organismis on geene, mis takistavad vähkkasvajate teket.
Stress

• stress – organismi pingeseisund kaitseks negatiivsete müjude vastu
  
• põhjused: temperatuur, õnnetused, põletikud, füüsiline ja vaimne pinge
  
• pikaajaline stress – ohustab organismi tasakaalu
  
• lühiajaline stress – spordi tegemine, eksam , armumine – võib olla kasulik
  
• muutused: südame töö kiireneb , vererõhk tõuseb, veri liigub stressis kudedesse
  
• adrenaliini süntees suureneb (vereringe kiireneb, suureneb vere glükoosisisaldus energiavajaduse rahuldamiseks)
  
• kortisooli süntees suureneb – inimene talub pikaajalist stressi
  

Evolutsiooniteooria
Väljakujunemine

• maal elavad organismid arenesid ühisest eellasest – esimesest eluvormist u 3,7 miljardit aastat tagasi (stromatoliidid)
  
• liigid pole omavahel suguluses, nende tunnused on muutumatud ja püsivad
  

Kujunemine

• antiikajal (800 eKr – 500 pKr) – liigid muutuvad ajas
  
• loomad, sh inimesed võisid areneda teistest loomadest aja jooksul – see idee laideti maha mõjukate filosoofide poolt ( Aristoteles ja Platon)
  
• evolutsiooni suur antikangelane – Platon: „Kõik olemasolev on ebatäiuslik koopia täiuslikust vormist.“
  
• Aristoteles: „Kõik organismid on loodud mingit ülimat eesmärki silmas pidades ning juhusel pole siin mingit rolli.“
  
• kristlik maailmavaade käskis uskuda autoriteetide ideedesse, piibli väärtuse üle ei tohtinud kahelda
  
• evolutsiooniline mõtlemine jäi sajanditeks „ootele“
  
• 18.saj G.Buffon – 44 köiteline loodusloo entsüklopeedia. Suhtus kriitiliselt piiblis väidetule, et Maa on 6000 aastat vana.
  
• Carl von Linne – tunnistavad, et liigid võivad omavahel ristuda, luues nii uusi liike. Liikide muutused on ette määratud ja toimuvad piiratud ulatuses.
  
• Jean Bapiste Lamarck. 19.saj algus - teooria liikide muutumisest:
  

*Lihtsaid eluvorme tekib looduded kogu aeg juurde ja neist arenevad üha keerukamad eluvormid .
*Organismid on kohastunud elama konkreetsetes keskkondades.
*Lamarkism – organismis elu jooksul toimunud muutused päranduvad edasi järglastele?!

• Georges Cuvier – tõestas liikide väljasuremist fossiilsete leidude alusel
  
• James Hutton, Charles Lyell – maa on palju vanem kui piiblis kirjas ja maad kujundavad jõud tegutsevad väga aeglaselt ja pidevalt
  
• Charles Darwin – sai rohkem tähelepanu
  
• Alfred Wallace – jäi tagaplaanile paljuski kuna Darwin oli temast vanem, mõjuvõimsam ja jõukam
  

Charles Darwin (1809 – 1882) – teadusliku evolutsiooniteooria looja

• purjekas Beagle 1832-1836.
  
• 20 aastat mõtiskles, kuni valmis evolutsiooniteooria
  
• LOODUSLIK VALIK (LV) on liikide muutumise peamine põhjus
  
• LV tuleneb olelusvõitlusest ja pärilikust muutlikusest
  
• raamat „Liikide tekkimine“ on 490 leheküljel (esimese päevaga müüdi kõik läbi)
  

Evolutsiooni tõendid

• Paleontoloogia – teadusharu , mis uurib muistseid organisme fossiilide abil
  
• Fossiilid ehk kivistised – ammustel aegadel elanud organismide jäänused (võivad olla ka tervikuna säilinud)
  
• Kõikidest organismidest ei ole fossiile säilinud – nt seened, pehme kehaga mereloomad
  

Fossiilide vanus

• arvestatakse samas kivimkihis laialt levinud ja teadaoleva vanusega fossiilide (juhtfossiilide) järgi
  
• Ammoniidid elasid meredes 250-65 miljonit aastat tagasi
  
• kivimkihtide vanemad kihid all ja nooremad ülalpool = võimalik fossiile ajaliselt järjestada
  
• täpse vanuse määramiseks kasutatakse organismides leiduvaid radioaktiivseid aineid ja nende laguaineid
  
• fossiilide abil saab jälgida liigi või organismirühma arengut
  
• NT: Hobuse areng viievarbalisest rebasesuurusest loomast 55 miljoni aasta jooksul suureks kabjaliseks.
  
• Fossiilidel võib olla välja surnud loomade kui ka tänapäeval elavate loomade tunnuseid nt ürglind – dinosauruste ja lindude tunnused (hambad, saba, sulestik , varvaste asend)
  

Elavad fossiilid?

• Organismid, kes on muutumatuna eksisteerinud väga pikka aega – samasuguseid fossiile on leitud väga vanadest kivimkihitidest
  
• Nendel liikidel pole elavaid väga lähedasi sugulasliike
  
• Latimeeria – suguluses roomajate, imetajate ja kiiruimsete kaladega
  
• Hõlmikpuu – paljasseemnetaim ilma okasteta, sugulasliigid surid välja dinosauruste ajal
  

Muud evolutsioonitõendid

• Võrdlev anatoomia – uurib organismide ehituse sarnasust ja erinevust:
  

*mida sarnasem anatoomia, seda lähedasem sugulusaste ja seda hiljutisem nende ühine esivanem (Nt: elevant ja mammut )

• Homoloogilised elundid – sarnase ehitusega, kuid erineva ülesandega, nt selgroogsete jäsemed (linnu tiivas on samad luud, mis imetaja esijäsemes)
  
• Analoogsed elundid – erineva päritolu, kuid sama ülesandega. Nt kärbse ja linnu tiivad ehituselt erinevad, kuid ülesanne sama = ei ole omavahel suguluses
  
• Mandunud organid ehk vestiigiumid ehk rudimendid – esialgse ülesande kaotanud elundid, mis sarnastel liikidel võivad funktsioneerida.
  
• Näiteks: Inimesel – õndraluu, osaline karvkate , silmahambad, tarkusehambad, karvapüstitajalihased, pimesoole ussripik , kolmas silmalaug . Loomadel: madude ja vaalade jalgade taandareng
  
• Lootelise arengu võrdlemine – organismid läbivad lootelise arengu jooksul oma eellaste ambrüonaalse arengu etappe .
  
• Molekulaarbioloogia – DNA struktuuri ja valkude aminohappelise järjestuse alusel saab koostada täpseid sugupuid
  
• mida sarasem DNA nukleotiidide järjestus, seda lähem sugulusaste liikide vahel
  
• Biogeograafia – teadusharu, mis uurib organismide ja nende koosluste levimist maakeral ajas ja ruumis
  
• Sarnastesse sugukondadesse saavad kuuluda liigid, mis on levinud lähedastel aladel. (Nt: Austraalia kukkurloomad )
  

Elu algus maal
Eeldused elu tekkeks

• fossiile elu tekkeajast praktiliselt pole
  
• bakterid ja vetikad merepõhjas elavad suure rõhu all või sügaval maakoores kõrge temperatuuri all = arvatavad elutingimused noorel Maal
  
• universum 12-15 miljardit aastat vana
  
• päikesesüsteem 5 miljardit aastat vana
  
• maa vanus umbes 4,6 miljardit aastat – alguses hõõguvkuum, siis jahtus ja tekkis maakoor ümbritsetuna gaaside segust
  
• CO2, CO, N2, NH3, NH4, H2 veeaur
  
• veeaurust sai vesi, kui Maa jahtus = tekkisid ookeanid
  

Elu tekkimise 3 etappi

Anorgaanilistest ainetest tekkisid lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid (nukleiinhapete ja valkude koostisosad)

Orgaanilised ühendid liitusid = tekkisid suured makromolekulid ( nukleiinhapped ja valgud)

Makromolekulid koondusid lipiidse membraani sisse = tekkisid esimesed rakud = algas evolutsioon
Elu päritolu teooriad

• anorgaanilistest ainetest tekkisid orgaanilised iseennast tootvad orgaanilised ühendid
  
• biomolekulid või mikroobid sattusid Maale meteoriitidega kosmosest
  
• ürgsupi hüpotees – maakeral valitsenud tingimustes toimunud reaktsioonide käigus ühinesid lihtsad anorgaanilised molekulid = tekkisid orgaanilised molekulid (tänapäeval võimatu)
  

Elu tekkekoht

• madalad merelahed
  
• mere põhjas kuumades allikates (kaitstud meteoriidisaju ja UV-kiirguse eest)
  
• sügaval maakoores (kuni 2km sügavusel)
  
• savis
  
• ookeanide kohal ujuvad pimsskiviparved
  
• ÜHINE TUNNUS – VESI!!!
  

Esimesed elusolendid

• sügavas vees (UV-kiirgus + osoonikihi puudumine)
  
• 3,43 miljardit aastat vanad stromatoliidid Austraalias (bakterite poolt moodustatud kolooniad )
  
• ainuraksed eeltuumsed (prokarüoodid) = neist tekkisid arhed (ürgbakterid) ja bakterid
  
• algelised organismid toitusid keskkonnas leiduvast orgaanilisest ainest, mõned suutsid anorgaanilisi ühendeid oksüdeerida (kemosünteesijad) = tekitasid endale ise süsivesikuid
  
• edasiminek elu arengus seoses fotosünteesi kujunemisega 3 miljardit aastat tagasi
  
• tekkis hapnik (algul ainult vees)
  
• 2 miljardit aastat tagasi hakkas hapnik atmosfääri kogunema
  
• tekkis osoonikiht = kaitse UV-kiirguse eest
  
• algelised organismid olid anaeroobid (ei vajanud hapnikku) – hapnik mõjus mürgina
  
• organismid pidid nüüd valima, kas surra välja või kohaneda hapnikurikka keskkonnaga – esimene suur väljasuremine
  
• tsüanobakterid kohanesid esimesena, tekkis ha rauhingamine
  

Päristuumsete teke

• 1,6 – 2,1 miljardit aastat tagasi rakukesta bakterid ühinesid
  
• DNA hulk kasvas ja selle ümber tekkis tuumamembraan = tekkis päristuumne (eukarüootne) rakk
  
• kloroplastid ja mitokondrid tekkisid endosümbioosi tulemusel (bakter eukarüoodi sees) = paljunevad pooldudes, oma pärilikkusainega
  

Ainuraksest hulkrakseks

• rakkudevahelise koostöö tulemusel tekkis hulkrakne organism – u 700 miljonit aastat tagasi
  
• käsnad olid esimesed hulkraksed loomad (eri tüüpi rakud koos)
  

Olelusvõitlus ja looduslik valik

• konkureerimise põhjus – resursse on alati vähem, kui vaja oleks
  
• OLELUSVÕITLUS – organismide reageerimine nende ellujäämist ja paljunemist takistavatele teguritele
  
• Seisneb nii liikidevahelises kui ka liigisiseses konkurentsis
  
• Hullem on liigisisene, sest sama liigi isendid vajavad elamiseks täpselt samu resursse
  

Konkurents

• OTSENE – organismid võitlevad omavahel
  
• Näited: SAMAST LIIGIST ISENDITE VAHEL - kakupojad üritavad üksteist pesast välja trügida ; isahirved võitlevad emaste tähelepanu pärast ; hundid võitlevad territooriumi või toidu pärast
  
• ERINEVATE LIIKIDE VAHEL - kiskja ja saaklooma suhe ; parasiidid ja peremehed
  
• KAUDNE – isendid ei mõjuta üksteist otseselt, kuid konkureerivad sama resursi nimel
  
• Näide: Üks isend sööb kõik ära, teine jääb seetõttu tühja kõhuga ; lõvid ja gepardid söövad samu saaklooma liike. Kui lõvisid on palju, jäävad gepardid nälga.
  

Looduslik valik populatsioonis

• Populatsioon – ehk asurkond on rühm ühe liigi isendeid, kes elavad samal ajal koos samas kohas ja saavad paljunemisvõimelisi järglaseid
  
• Nt: ahvenad ühes järves ; männid ühes metsas
  
• Isendid erinevad üksteisest välimuse, elutegevuse ja käitumise poolest
  
• Konkurentsivõimelisemad on need isendid, kes keskkonnaga paremini sobivad (erinevus tuleneb osaliselt alleelide esinemisest) – need jäävad kindlamini ellu ja annavad järglasi
  

Looduslik valik

• Looduslik valik – individuaalsetest geneetilistest erinevustest tulenev erinev edukus olelusvõitluses
  
• Head pärilikud omadused kanduvad populatsioonis edasi
  

Stabiliseeriv valik

• Loodusliku valiku tüüp, mis soodustab keskmiste tunnustega isendeid
  
• Nt: Lindude pesakonna suurus – kalakajaka pesas on optimaalselt 3 muna
  

Suunav valik

• Loodusliku valiku tüüp, mis soosib keskmisest millegi poolest erinevate tunnustega isendeid
  
• Muutub populatsiooni genofond ja varem harva esinenud tunnused saavad kogu populatsioonis valdavaks
  
• Nt: tööstuslik melanism – kase -kedrikvaksikutel esineb nii heledaid kui tumedadi isendeid. Tööstuspiirkonnas on levinud pigem tumedad isendid, sest nad ei paista tahmunud puutüvedelt välja aga heledad süüakse ära.
  

Lõhestav valik

• Loodusliku valiku tüüp, mis soosib äärmuslikke tunnuseid = populatsioon jaotub kaheks või enamaks alampopulatsiooniks
  
• Nt: teopopulatsioon, kus lõhestav valik soosib väga heledaid või väga tumedaid. Juhtub siis kui teopopulatsioon asub ümber piirkonda, kus heledal maapinnal on tumedad kivid
  

Suguline valik

• Loodusliku valiku vorm, mille tõttu kujunevad sugupooltel sellised omadused, mis annavad neile eelise võitluse paarilise pärast
  
• Võivad areneda ka sellised omadused, mis vähendavad isendi võimalusi ellu jääda – kuid suurendavad sigimisedukust
  
• Nt: isase paabulinnu sabasuled – mida uhkema sulestikuga lind, seda rohkem ta emasele meeldib – seda edukam isane peab olema, et sellist sulestikku välja kanda ja sealjuures ka ellu jääda
  

Kohastumuse kujunemine

• Kohastumine – organismi ehituses ja elutegevuses toimunud pöördumatud ja pärilikud muutused, mis tagavad paremad võimalused ellujäämiseks ja järglaste saamiseks – on eeldused liigi püsima jäämiseks!!!
  
• Kohastumused – tunnused, mis aitavad organismidel paremini hakkama saada
  
• Nt: kõrbetaimede sügavale ulatuv juurestik , lihakad varred ja lehed vee säilitamiseks
  

Kohanemine

• Kohanemine – organismi ehituse ja talitluse pöörduv mittepärilik muutumine
  
• Nt: punaste vereliblede arvu suurenemine kõrgmäestikus (ajutiselt) – hiljem algne olukord taastub, kui mäe otsast alla ronida
  

Muutumisvõime on evolutsiooni eelduseks

• genofond = geenifond – populatsiooni/liigi kõik geenid ja alleelid
  
• populatsiooni geneetiline struktuur – populatsiooni geenide ja alleelide arvuline suhe
  
• kui populatsiooni geneetiline struktuur muutub püsivalt, ühes suunas, siis kujuneb mikroevolutsioon
  
• EVOLUTSIOON TOIMUB AINULT ORGANISMIRÜHMADES!
  
• üksik inidiviid ei evolutsioneeru. Nt: üks ahven , üks mänd
  
• väikseim evolutsioneerumisvõimeline organismide rühm on populatsioon
  
• POPULATSIOONI – moodustavad ühe liigi esindajad teatud territooriumil, kellel on võimalik vaba ristumine ja kes saavad viljakaid järglasi
  
• Nt: Võrtsjärve ahvenad, Tartumaa männid
  

Evolutsiooniks vajaliku geneetilise muutlikkuse allikad:

• kombinatiivne muutlikkus
  
• mutatsiooniline muutlikkus
  
• geenivool
  
• geenitriiv
  
• KESKKONNAST TINGITUD MUUTLIKKUS EI PÄRANDU!!!
  

Modifikatsiooniline muutlikkus

• tunnuste varieerumine, mis on tingitud keskkonnsast. Järglastele ei pärandu.
  
• Näiteks:
  

*taimede puhul kasvukeskkond mõjutab taimi
*linnades elavate lindude toiduhankimisviisid
Kombinatiivne muutlikkus

• muutlikkus, mis tuleneb alleelide omavahelisest kombineerumisest sugulisel paljunemisel
  
• eelduseks viljastumine
  
• muutlikkuse ulatus on väga suur
  
• Nt: kõik koeratõud on pärit huntidest
  

Mutatsiooniline muutlikkus

• Muutlikkus, mis on tingitud sama liigi isendite-ja populatsioonide struktuuri muutustest
  
• Geenmutatsioonid – põhjustavad pärilikke muutusi mingi geeni molekulaarses struktuuris = tekivad uued alleelid ja geenid. Oluliseim muutlikkuse tüüp
  
• Nt: albinism – melaniini tootva geeni mutatsioon ; sookase punaseleheline vorm – mutantne geen toodab punast värvust
  
• Kromosoommutatsioonid – põhjustavad kromosoomi sruktuuri muutuseid (pikkus, kuju)
  
• Genoommutatsioonid – põhjustavad kromosoomistiku arvulist muutust
  

Kasulikud mutatsioonid

• Erütropoietiin stimuleerib punaliblede kasvu. Selle geeni aktiivsus on nagu doping. (Andrus Veerpalu)
  
• HIV immuunsus – lümfotsüüdil on retseptor muteerunud ja HIV ei kinnitu.
  
• Teatud ensüüm, mis eraldab kolesterooli verest (Itaalia külas on 40 inimest üle 100 aastased)
  
• Laktaas on tekkinud 10 000 aastat tagasi. (Inimene pole mõeldud täiskasvanuna piima jooma, aga aja jooksul on organism sellega harjunud)
  

Geenivool ehk geenisiire

• migratsioonist tingitud geneetilise materjali vahetus populatsioonide vahel
  
• seda põhjustavad populatsioonide vahel rändavad isendid
  

Geenitriiv

• geeni alleelide sageduse juhuslikud muutused populasiooni järjestikustes põlvkondades
  
• peamiselt looduskatastroofides, mõjutab eelkõige väikseid populatsioone
  
• isendid hukuvad sõltumata nende kvaliteedist
  
• Nt: Soome põtrade areng – isastel on kahte tüüpi sarvi, pulk-ja kühvelsarved. 20.sajandil ülekütiti neid ja nad surid välja. Säilisid vaid pulksarvedega põdrad .
  

Asutaja - ehk rajaefekt

• uue populatsiooni asutab väga väike arv isendeid, kes on pärit mõnest suurest populatsioonist’
  
• asutajate väikse hulga tõttu on populatsiooni geenifond oluliselt erinev emapopulatsiooni omast
  
• Nt: ameerika põlisrahvastel on puudub B ja AB-veregrupp
  

Liigiteke

• Liik (bioloogilise määratluse järgi) - on sarnaste tunnustega organismirühm, kelle isendid annavad viljakaid järglasi ning kellel on oma levila.
  
• igal liigil on oma, teistest liikidest erinev geenifond
  
• Liik (morfoloogilise määratluse järgi) – organismirühm, mis erineb anatoomiliste tunnuste poolest kõigist teistest organismirühmadest
  

Uute liikide tekkimine

• eelduseks on, et populatsiooni insendite või eri populatsioonide vahel tekiks paljunemisbarjäär, mis takistaks geenivoolu
  
• barjääriks nt geograafiline isolatsioon jm – nt populatsiooni eraldab
  

*meri
*mäestik
*kõrb
* liustik
*kiirtee
Bioloogiline isolatsioon ehk ristumisbarjäär

• populatsioonide eraldatus, mis tuleneb ristumisbarjäärist
  
• mehhanisme on mitmeid:
  
• ajaline isolatsioon – eri liiki isendid ei saa ristuda, sest sugulise aktiivsuse perioodid ei kattu. (Nt: taimed ei õitse ühel ja samal ajal)
  
• käitumuslik isolatsioon – eri liikide loomad kohtuvad, kuid ei paaritu, sest potentsiaalsed partnerid ei tunne teineteist ära. (Nt: loomade ja lindud paaritumismängud ja pulmatantsud)
  
• mehaaniline isolatsioon – eri liiki isendite suguorganid ei sobi kokku (Nt: putukad)
  
• sugurakkude biokeemiline sobimatus – sugurakud ei ühine eri liikidel
  
• sügoodi eluvõimetus – viljastumine toimub, kuid sügoot ei arene normaalselt
  
• hübriidide ehk ristandite viljatus – nt muul
  

Endeemsed liigid

• endeemid – liigid, millel on ainult üks leviala maailmas
  
• eraldatuse tõttu on palju endeemseid liike nt Madagaskaril, Austraalias, Uus- Meremaal , Hawaiil ja Galapagose saartel
  

*Galapagose kilpkonn
*Madagaskaril fossa
*Eesti Saaremaa robirohi
Makroevolutsioon

• liigist kõrgemate taksonite (perekond, sugukond , selts) tekkimist ja arenemist
  
• 1) mitmekesistumine – organismid kohastuvad uute tingimustega
  
• adaptviine radiatsioon – ühest eelasriigist alguse saanud kiire uue liigi teke ja levik
  
• 2) evolutsiooniline täiustumine – tekivad senisest keerukamad ja täiuslikumad organismitüübid
  
• 3) liikide väljasuremine – ebasobivatest elutingimustest ja organismi omadustest tingitud liigi kadumine loodusest
  

Eluslooduse klassifitseerimine
Süstemaatika

• põhineb organismide omavahelisel sugulusel
  
• taksonoomia – organismide rühmitamisega tegelev teadusharu
  
• Carl von Linne – 18.saj liigi mõiste, süstemaatika hiearhilisus
  

*suurim üksus on riik
*väikseim üksus on liik

• ühte liiki kuuluvad sarnaste tunnustega omavahel viljakaid järglasi saavad isendid – hunt
  
• perekonda kuuluval liigil, millel on palju sarnaseid omadusi – koer
  
• sugukonda kuuluvad sarnaste omadustega perekonnad – koerlased
  
• seltsi kuuluvad sarnaste omadustega sugukonnad – kiskjalised
  
• klassi kuuluvad sarnased seltsid – imetajad
  
• hõimkonda kuuluvad sarnased klassid – selgroogsed
  
• RIIK kõrgeim üksus – loomad
  

Klassifitseermine

• ladina keel
  
• eri rahvustest uurijad mõistavad üheti
  
• vajalik, et kogu eluslooduse süsteemi liigirikkuses saaks orienteeruda
  
• igal liigil on kaheosaline teaduslik nimetus
  
• NT: Canis lupus (hunt), Homo sapiens (inimene), Picea abies (harilik kuusk )
  
• esimene osa annab teada, millisesse perekonda liik kuulub
  
• teine osa määrab ära liigi iseseisva üksusena
  

Inimese evolutsioon

• fossiilsete leidude põhjal – need annavad enim infot inimese kohta (vanus määratakse radioaktiivsete ainet abil)
  
• anatoomilise stuktuuri abil – lülisamba kinnitumiskoht kolju all
  

*vaagna ja põlveliigese ehitus = liikumisasend
*hammastik = toitumisharjumused
Primaatide evolutsioon

• inimese areng on selle osa = algus kümneid miljoneid aastaid tagasi
  
• NT: geenmutatsioon 23 miljonit aastat tagasi = primaatide haistmismeel nõrgenes ja tekkis värvinägemine
  
• ajumaht kasvas kiiremini kui kere
  

Inimkonna häll

• Ida-Aafrika riftivöönd
  
• riftistumise tulemusel:
  

*eraldub mandrilaam ja muutub kliima
*mäestike teke
*ida pool kuiv kliima

• riftiorg oli isolatsioonitegur, mis eraldas primaatide populatsioonid
  
• primaatidel tuli kohaneda uute looduslike oludega
  

Inimese evolutsioon

• 7-8 miljonit aastat tagasi hakkas üks vihmametsades elanud primaatide populatsioon elama savannis
  
• vähenes konkurents teiste metsaelanikega
  
• eraldus arenguliin, mis eraldab inimest šimpansitest ja bonobodest
  
• uued primaadid savannis:
  

*kõndisid nüüd kahel jalal = kaitse ülekuumenemise eest (60% päiksest neeldus)
*pealaele tekkinud karvkate kaitses aju ülekuumenemise eest
*mujalt karvkate vähenes
*käed vabad
Australopiteekused

• ehk Lõunaahvid – esimesed primaadid kahel jalal, ei osanud rääkida, algeliste tööriistade kasutamine, ajumaht 35% väiksem kui nüüdisaja inimesel
  
• väga levinud 3,5 miljonit aastat tagasi Põhja- ja Ida-Aafrikas
  
• surid välja umbes 2 miljonit aastat tagasi
  

Inimese perekond

• varaseimad leiud umbes 2,3 miljoni aasta vanused
  
• tööriistad liha hankimiseks (alguses raibetest, hiljem kütiti)
  
• valgud ja energia suurem hulk võimaldas aju arengut ja sigivust = populatsioon kasvas
  
• tule kasutuselevõtt = mikroobid hävinevad, toit paremini omastatav, kaitse kiskjate eest
  
• liha hankimine eeldas koostööd = olulised sotsiaalsus ja suhtlemise areng
  
• keha muutus sihvakamaks
  
• õppimisvõime suurenes
  
• arenes algeline kõne
  
• kasvas konkurents teiste inimeste liikidega = teised surid välja ja varajane inimene läks evolutsiooniga edasi
  
• varajane inimene liikus Aafrikast Euroopasse ja Aasiasse
  
• nüüdisinimense areng Aafrikas sadade tuhandete aastate jooksul
  
• neandertallased arenesid Euroopa varajastest inimestest
  
• Aasia varajase inimese populatsioonid püsisid suhteliselt muutumatutena kuni nüüdisinimese sinna jõudmiseni
  
• nüüdisinimene – (Homo Sapiens) – vanimad fossiilid 200 000-300 000 aastat vanad, pärit Etioopiast
  
• arvukus kasvas kuni arvatavasti hiigelsuure vulkaanipurske tagajärjel toimunud kliima jahenemiseni (toit) – ellu jäi u 12 000 inimest (meie esivanemad – pudelikaelaefekt)
  
• arvukus hakkas tõusma, u 70-80 000 aastat tagasi peale Aafrika ka mujale maailmajagudesse
  
• nüüdisinimene vs neandertallased vs Aasia püstine inimene
  
• neandertallased kadusid u 20 000 – 30 000 aastat tagasi (kaotasid konkuretsis nüüdisinimesele, segunesid nüüdisinimestega)
  
• alles jäi ainult Homo Sapiens, kes ei sõltu enam nii palju looduslikest tingimustest ja levib seetõttu metsiku kiirusega (muutes keskkonda)
  

Liikidevahelised suhted
Konkurents

• on isendivaheline võitlus eluks vajalike tingimuste pärast
  

• mida rohkem liikide ökonišid omavahel sarnanevad, seda tugevam konkurents
  
• elujõulisem liik võib nõrgema välja tõrjuda
  
• liigisisene – kevadel lindude vahel, kes konkureerivad pesapaiga ja sigimispartneri pärast (nt laulurästas pesitsusajal)
  
• eri liiki isendite vahel – selliste loomade vahelm kel on elutingimuste osas samad vajadused (nt rasvatihane ja sinitihane – sama elupaik ja toit; porgandid ja umbrohi )
  

Konkurents taimedel

• juure ja lehed võistlevad teiste taimedega ruumi, vee, mineraalainete ja valguse pärast
  
• osal taimede eritavad keskkonda konkurente kahjustavaid aineid
  

Konkurents loomadel

• üks liik on tugevam ja nõrgem pea tagasi tõmbuma, siirduma teisele alale , sööma midagi muud
  

Taimtoidulisus

• taimtoidulise looma ja taime omavaheline toitumissuhe, mis on kasulik vaid loomadele
  
• taimtoiduline loom sööb ära nii palju taimedest, et see saaks edasi kasvada
  
• taimede biomass on mitmekordne võrreldes taimtoiduliste loomade biomassiga (lehetäisid tuhandeid ühel puul)
  
• nt põder-männinoorendik
  

Kisklus

• röövlooma ja saaklooma omavaheline toitumissuhe, millest saab kasu vaid röövloom (kiskja), saakloom hukkub
  
• nt kits -gepard
  

Parasitism

• erinevat liiki organismide kooselu vorm, mis on ühele kasulik, kuid teisele kahjulik ( parasiit )
  
• nt sääsed, kirbud , täid; organismisisesed: maksalutikad, paeluss
  

Sümbioos

• erinevate liikide vastastikku kasulik kooselu (sümbiondid)
  
• mügarbakterid muudavad õhulämmastiku taimedele omastatavateks ühenditeks ja vastu saavad liblikõielistelt orgaanilisi aineid
  
• mükoriisa ehk seenjuur on taimejuurte ja seeneniidistiku sümbioos
  
• seen saab taimelt orgaanilisi aineid
  
• seen varustab taime vee ja mineraalsooladega
  

Mutualism

• kooseluvorm , kus mõlemad osapooled saavad tingimata kasu
  
• nt samblikus fotobiont (tsüanobakter) + seen
  
• taimtoidulise looma seedekulglas elavad bakterid
  

Kommensialism

• kooselust, mis on mõlemale osapoolele kahjutu , saab kasu vaid üks pool
  
• nt puude tüvedel samblad ja samblikud
  

Liikidevahelised suhted ja evolutsioon

• ühe liigiga toimuvad muutused mõjutavad ka teisi liike
  
• nt paljude taimede ja neid tolmendavate putukate evolutsioon kulgeb üksteist mõjutades – mõlemad saavad tänu sellele paremini hakkama
  
• kiskja osavus ja saaklooma kavalus
  
• parasiidid ei tapa oma peremeest
  

Ökosüsteemid
Ökosüsteem – tervik, kuhu peale organismide moodustatud elukooslust kuulub ka sellega vastastikmõjus olev eluta keskkond. Nt: mets, põld, järv, soo, Läänemeri.
Maa biosfäär – suurim ökosüsteem
Ökotoop – ökosüsteemi elutu osa
Troofilised tasemed

• iga toiduahela lüli ehk troofiline tase reguleerib eelneva lüli arvukust ja sõltub sellest
  

Esimese troofilise taseme moodustavad produtsendid ehk orgaanilise aine tootjad

• toodavad ise orgaaniline aine
  
• rohelised taimed ja autotroofsed bakterid
  

Teise troofilise taseme moodustavad konsumendid ehk tarbijad

• saavad vajaliku orgaanilise aine toiduga
  
• I astme tarbijad on rohusööjad
  
• herbivoorid
  
• II astme tarbijad – kõigesööjad
  
• omnivoorid
  
• III astme tarbijad – lihasööjad ehk kiskjad
  
• karnivoorid
  

Kolmanda troofilise taseme moodustavad destruendid ehk lagundajad(raipesööjad)

• imetajad, ussid, linnud , bakterid, seened
  
• bakterid ja seened tarbivad kõigi eelnevate tasemete surnud orgaanilist ainet, lagundades neid taas mineraalseks
  

Toitumisseoste alusel reastatud organismid moodustavad toiduahela
Ühe ökosüsteemi hargevad ja põimuvad toiduahelad moodustavad toiduvõrgu
Toiduahelate erivormid
Nugiahel ehk parasiittoiduahel

• iga järgmimne lüli parasiteerib toiduahela eelneval lülil
  
• õnuapuuleht – lehetäi – seened – mükoviirused
  

Laguahel

• algab eluta orgaanilisest ainest. Koosneb esmastest tarbijatest ja lagundajadest. Lõpeb alata destruendiga.
  
• Kõdunenud lehed – vihmaussid – lestad – bakterid ja mikroseened.
  

Tasakaal ökosüsteemides

• Ökosüsteemid on pidevas muutumises
  
• Põuad, külmad talved, haiguspuhangud
  
• Häiringud – ulatuslikud muutused nt metsatulekahjud , vulkaanipursked, üleujutused
  
• Varased koloniseerijad – vetikad, samblikud (muudavad pinnase sobilikuks uutele taimedele)
  
• SUKTSESSIOON – ühel alal toimub koosluste häiringujärgnev looduslik vaheldumine
  
• Invasiivsed liigid – need võõrliigid , mis levivad ülikiiresti ja laialt
  

Bioloogiline mitmekesisus

• Ökosüsteemide mitmekesisus
  
• Liikide mitmekesisus ehk elurikkus
  
• Liigisisene mitmekesisus ehk geneetiline muutlikkus