Evolutsiooniteooria kujunemise konspekt (0)
Elu - Luuletused, mis räägivad elus olemisest, kuid ka elust pärast surma ja enne sündi.
Esitatud küsimused
- Mis takistab liikidevahelist ristumist?
Evolutsiooniteooria kujunemine
2.1 Evolutsioon : mingi süsteemi pöördumatu areng, tema
mitmekesisemaks ja keerukamaks muutumine.
- Füüsikaline: ebapüsivatest elementaarosakestest aatomite, planeetide, galaktikate teke/areng.
- Keemiline: aatomite ühinemine molekulideks, anorg . molekulidest org. ühendite teke.
- Bioloogiline: elu areng Maal tänapäevani. Põhiprotsessideks kohastumine , liigistumine ( liigiline mitmekesisus ), organiseerituse (organismide anatoomilise ja füsioloogilise ehituse) muutumine.
- Sotsiaalne: inimühiskonna areng (kultuur, tsivilisatsioon).
Esimesed ideed
elu ajaloolisest muutumisest: Erasmus Darwin : avaldas esimesena, et liigid pole loodud muutumatuks.
Georges Cuvier: eri maakihtides on erinevate loomade kihistised. Mida sügavamad on kihid , seda erinevamad on kivistised elavana tuntud organismidest (kõik on algselt muutumatud).
Jean- Baptiste Lamarck: „ Zooloogia filosoofia“ – 1. terviklik teooria. Elu tekkis isetärkamise teel ning on pidevas arengus. Organismidele on omane sisemine täiustumistung ja kohanemine .
Lamarkism: keskkonnatingimuste mõjul toimunud muutused (omandatud) on pärilikud.
Charles Darwin ( darvinism ): „Liikide tekkimisest“ (1859) - 1. teaduslikult põhjendatud teooria. Liikide muutumine toimub teaduslikult põhjendavate seaduspärasuste järgi. Muutuse põhjuseks on looduslik valik, mis tuleneb järglaste arvust (rohkem, kui saab ellu jääda), olelusvõitlusest (isenditevaheline võitlus elamistingimuste pärast) ja sigimisvõimelisemad isendid. Nim. sünteetiline evolutsiooniteooria.
2.2
Evolutsiooni tõendid: uurimiseks kasutatakse ajaloolist,
võrdlevat ja eksperimentaalset meetodit.
Paleontoloogia andmed: teadus möödunud aegadel elanud organismidest (elu
ajalugu Maal). Erinevates kihtides asuvad fossiilid (kivistised)
näitavad organismivormide asendumist ja muutumist Maa ajaloos.
Fülogenees: üleminek tänapäevasele vormile ( evolutsiooniline põlvnemine); organismitüübi vahevorm.
Määratakse
organismivormide ajalooline vanus:
- Suhteline: millised organismid eksisteerisid varem/hiljem (sügavamad kihid on vanemad).
- Absoluutne: kivististe tegelik vanus. Kasutatakse radioaktiivseid elemente ja isotoope.
- Geokronoloogiline skaala saadakse maailma eri piirkondade kivististe järjestamisel ja nende kõrvutamisel isotoopide põhjal tehtud vanusemäärangutega.
Skeletimineraalid
osalevad keemilistes reaktsioonides – soodutavad kivististe teket.
Surnud organismide koed asenduvad kaltsiidi, apatiidi, räni või
püriidiga.
Makro- ja mikrofossiilid: silmaga/mikroskoobis
nähtavad kivistised.
Võrdlusmeetodid
(feneetilised: hõlmavad liikide anatoomiat, elutegevust ja
embrüonaalset arengut).
- Võrdlev anatoomia jagab organismid ehituse alusel rühmadeks e süstemaatika taksoniteks (perekond, sugukond). Samas taksonis olevad organismid on sarnasemad.
Homoloogid: ehituse poolest sarnased organid.
Mandunud elundid ( vestiigiumid ): talitluselt tähtsusetud elundid, mis teistel lähedastel liikidel on väljaarenenud (inimesel õndraluu, ussripik e pimesool, osaline karvkate).
- Embrüonaalne areng näitab, et kõrgemate loomade arengus esinevad alamatele omased arengujärgud ja tunnused.
- Geneetiline võrdlus: kasutatakse molekulaargeneetilisi meetodeid . Suurema osa genoomidest moodustavad nukleotiidijärjestused e pseudogeenid – mitteavalduvad vigased geenide koopiad . Fülogenees: liigi geenis paiknev info tema arenguteest.
Molekulaarkell : liikide ja taksonite lahknemisaeg, mille abil saab täpsustada paleontoloogiliste andmete järgi leitud aegu. Geneetilise struktuuri muutused toimuvad püsiva kiirusega.
Biogreograafilised
tõendid: kaudsed tõendid liikide evolutsioonilistest
muutustest. Liigid, mis asustavad üksteisele lähedasi alasid, on
sarnasemad kui samadesse rühmadesse kuuluvad kaugete alade liigid.
Kultuurtaimede ja koduloomade aretuse andmed: kasutades pärilikku muutlikkust
ja kunstlikku valikut, on aretatud mitmesuguseid tõuge ja sorte , mis
mõnikord erinevad eellastest tundmatuseni.
2.3 Elu
päritolu:
Elu tekke
tingimused: kõik elus pärineb elusast (Louis Parteur
1860). Darwin: elu tekkis iseeneslikult keemiliste protsesside tõttu
väikeses soojas lombis (NH3, P- soolad , valgus, kuumus,
atmosfäärielekter).
Füüsikaline
evolutsioon universumis viis keemiliste elementide mitmekesisuse
tekkeni, galaktikate, tähtede ja planeedisüsteemide arenguni. Universum tekkis 12-15 mlj tagasi. Maa vanus 4,55 mlj.
Keemilise
evolutsiooni käigus ühinesid aatmid molekulideks – lihtsatest anorg. ja org. molekulidest said keerukamad org. ühendid. Oparin:
elu tekkele eelnes keemiline evolutsioon, mida võimaldasid Maa
atmosfääri iseärasused: puudus O2 (muidu oleks toimunud
oksüdatsioon) ja osoonikiht (energiaallikana käitus ultraviolettkiirgus ). John Haldane: Maa varane atmosfäär
kujunes kosmilistest ja vulkaanilistest gaasidest (H2, N2,
NH3, HCN, CH4, CO, CO2, H2S,
H2O, fosfaadid ).
Elu tekkeni
viinud keemiline evolutsioon oli pikk ja mitmeastmeline protsess:
Bioloogiliste monomeeride teke ( abiootiline süntees).
Bioloogliste polümeeride teke.
Polümeermolekulide organiseerumine rakutaolisteks süsteemideks.
Üleminek keemiliselt evolutsioonilt bioloogilisele.
Katse
aminohapete abiootilise (ensüümide osaluseta) sünteesi
võimalikkuse kohta: kuumutatud vesi ja H2, CH4,
NH3, veeaur – elekter – tekkis 4 aminohapet.
Atmosfääris tekkinud org. ühendid sadenesid veekogudesse ja
kontsentreerusid, moodustades „ürgpuljongi“.
Mikrokerad:
polüaminohapete kuumutamisel laavatükil tekivad mikrokerad, mis
meenutavad rakke.
Org. ühendid võivad maale saabuda ka kosmosest – meteoriit sisaldas 90 aminohapet.
Monomeeride
polümerisatsioon: soodsates tingimustes tekkivad polümeerid ka
lagunevad. Soodustavaks teguriks on mineraalid , mis seovad ja
kontsentreerivad org. komponente (savimineraalid, püriit).
Elu hällid:
- Soe lomp (Darwin): elu aluseks olevad molekulid tekkisid väiksemates rannavööndi veekogudes - org. molekulide kontsentratsioon - reaktsioonid (80-110 kraadi- elas vaid termofiilne organism).
- Kuum katlake (Wächtershäuser): anorg. CO2 sidumine org. ühenditeks püriidi pinnal (kõrge temp).
- Jääkamber ( Miller /Levy): elu tekkis madalal (0) temp, sest mitmed DNA ja RNA koostises olevad nukleotiidid püsivad sel temp-il (vaja püsivad koostisosi lagunemise/sünteesi tasakaalu säilimiseks).
Elu käivitumine: elu põhiomaduseks on autoreproduktsioon e
endasarnase taastekitamine.
Kõigis organismides on järjepidevuse
ja spetsiifika säilitajaks DNA ja realiseerijaks valgud (vahendajaks
RNA). DNA vajab replikatsiooniks ensüüme (valke) ja ensüümide
süntees vajab DNA-s sisalduvad infot.
Francis Crick (1968):
DNA-kesksele elule eelnes RNA- keskne elu (RNA võib ise
replikatsiooni teostada).
Cech (1982) avastas katalüütiliste
omadustega RNA – ribosüüm.
Probleemid elutekke nüüdisaegse käsitluste ees:
1.
Elueelseid tingimusi modelleerivates katsesüsteemides pole saadud
RNA ega DNA sünteesi.
2. Pole seletust geneetilise koodi tekkele,
mille vahendusel kandub info nukleiinhappelt valgule.
2.4 Elu areng Maal: vanimaks meteoriidid. Maakoor hakkas
tarduma 4,5 mlj a tagasi.
Elu enne Kambriumit: elu tekke ajaks peetakse ajavahemikku
4-3,5 mlj a tagasi (leitud stromatoliite: kihilisi struktuure, mis
võivad tekkida mikroorganismide tegevuse tagajärjel). Teadaolevalt
vanimad mikroorganismide kivistised on 2 mlj a vanad (Gunflinti kihistu Kanadas).
Vanimad elusorganismid olid ainuraksed
tuumata organismid ( bakterid ja erhed), mis moodustasid eeltuumsete e
prokarüootide riigi. Algselt olid need anaeroobsed heterotroofid –
tekkis fotosüntees – algas aeroobne hingamine .
Päristuumsete
e eukarüootsete rakkude teke Proterosoikumi alguses (endosümbioosi
teel – üks rakk neelas teisi, mis jäid eksisteerima organellidena).
Esimesed hulkraksed organismid (käsnad)
ilmusid enne Kambriumi ajastust.
Elu areng Kambriumist tänaseni: „Kambriumi plahvatus “:
ajastu alguses 15 mln aasta jooksul toimunud tormiline hulkraksete
loomade ehitustüüpide areng (organismi ehitusplaani
regulaatorgeenid).
Kambriumi ajastu lõpul hävis u 70%
liigilisest mitmekesisusest (lühijalgsete liigid).
Ordoviitsiumi
ajastu alguses järgnes elustiku mitmekesisuse taastumine .
Esimesed maismaal levivad vetikad ja taimed. Uus suur väljasuremine
ajastu lõpul kliima jahenemise ja mandrijäätumise tõttu.
Siluri
ajastu mereelustik sarnanes Ordoviitsiumi omaga (uued liigid ja
perekonnad). Algas korallriffide moodustumine, esimesed kalad.
Maismaal hakkasid levima primitiivsed sõnajalgtaimed ja
lühijalgsed.
Karbonis (soe, niiske kliima) arenes mitmekesine taimestik (osjad, kollad , sõnajalad- kivisöelademed).
Uued lühijalgsete rühmad ja algeliste kahepaiksete mitmekesisus.
Esimesed roomajad, sauruste esivanemad. Võime muneda koorega mune.
Sarnane mereelustik.
Permi lõpus väljasuremine- 96%
mereliste selgrootutest , 50% sugukondadest, trilobiidid , käsijalgsed.
Kujunes Keskaegkonna elustik : meredes ammoniitide, karpide ja luukalade mitmekesisus; lubivetikad. Suurenesid roomajate mõõtmed
(hiidsisalikud, dinosaurused , tiib - ja kalasisalikud).
Juuras
evolutsioneerusid esimesed linnud. Aegkonna lõpus hakkasid levima
õistaimed ja putukad.
Kriidi ajastu lõpul suur
väljasuremine (meteoriit). Hävisid dinosaurused ja merelised
loomarühmad.
Uusaegkonnas imetajate kiire evolutsioon ( kiskjalised ,
kabjalised, londilised, närilised, ahvilised ). Osad rühmad
kohastusid veekeskkonnaga (vaalalised, loivalised ) ja siirdusid
vette. Austraalias kukkurloomad .
Neogeeni ajastul olid
kliima ja loomastik sarnane tänapäevastega. Laiemalt levisid
konnad, maod , hiired, rotid , laululinnud ja rohttaimed . U 7-5 mln a
eest toimus hominiidide lahknemine primaatidest.
Evolutsiooni mehhanismid ja protsessid:
Darvinlik
evolutsiooniteooria: indiviidide rühmad (populatsioonid, liigid)
evolutsioneeruvad.
Populatsioon : eri aladel elutsevad liigi
asurkonnad. Igas populatsioonis on geneetiline mitmekesisus (nt eri
värv). Populatsiooni isendid on omavahel fenotüübiliselt
sarnasemad kui sama liigi eri populatsioonidesse kuuluvad isendid.
Populatsiooni genofond : isendite geenide, alleelide ja
genoomi mittekodeerivate osade kogum. Geenil võib populatsiooni
genofondis olla üks, kaks või mitu alleeli. Igas gameedis üks
alleel ( haploidsus ). Vanemate gameetide liitumisel sügoodiks
moodustub järglase genotüüp. Võimalike genotüüpide arv geenis:
k(k+1)/2 (k – alleelid).
Populatsiooni geneetiline
struktuur: eri alleelide ja genotüüpide arvuline suhe
(suhteline sagedus).
Hardy ja Weinberg tõestasid 1908, et teatud tingimuste kehtimise korral
läheb populatsioon kiiresti tasakaaluseisundisse, kus genotüüpide
sagedus on määratud alleelide sagedusega ja need jäävad
põlvkonniti muutumatuks, kui:
- Populatsioon on väga suur
- Kõik ristumised on vabad ehk juhuslikud (sõltuvad ainult genotüüpide sagedusest)
- Mutagenees puudub (ei teki uusi mutatsioone )
- Populatsioon on isoleeritud (puudub geenivool e immigratsioon teistest populatsioonidest).
- Puudub looduslik valik ehk kõik genotüübid on võrdse kohasusega.
Populatsiooni
geneetilised muutused: muutub geenide ja kromosoomide struktuur
ja arv; muutub alleelide ja seega genotüüpide sagedus.
Mikroevolutsioon :
populatsiooni geneetilise struktuuri püsiva suunaga muutused.
Geneetilise
muutlikkuse allikad:
- Mutatsioonid . Kui mutatsioon pole dominantselt letaalne (surma põhjustav), siis pärandub see ja moodustab teiste mutatsioonidega populatsiooni mutatsioonilise muutlikkuse varu.
- Kombinatiivne muutlikkus: suguliselt paljunevate organismide sama geeni ja teiste geenide alleelide omavaheline kombineerumine. Ei põhjusta evolutsioonilisi muutlikkusi, sest populatsioon läheb tasakaalu.
- Geenivool: isendite immigratsioon, kui nad ristuvad kohalike isenditega. Muutub olemasolevate alleelide sagedus. Teised mutatsioonid kanduvad üle. Tagajärjeks soodsate alleelide levimine üle liigi ja populatsioonide geneetiline ühtlustumine e eristumise (divergeerumise) pidurdamine ja liigi terviklikkuse tagamine.
Geneetiline triiv : alleelidesagedus võib põlvkonniti juhuslikus suunas
muutuda (mida väiksem on populatsioon).
- Vähendab geneetilist muutlikkust väikestes populatsioonides.
- Suurendab geneetilisi erinevusi liigi populatsioonide vahel.
Triivi
intensiivsust põhjustavad looduskatastroofid.
Pudelikaelaefekt :
populatsiooni taastudes on ta teistsuguse geneetilise struktuuriga.
Vähendab populatsiooni muutlikkust.
Rajajaefekt e asutajaefekt : kui mingi uue asuala asustab väike isendirühm, on
selle genofond kindlasti eelmisest vaesem .
Looduslik
valik: evolutsioonitegur, mis võib pikemat aega toimida kindlas
suunas, luues populatsiooni või liigi isendite ehituse/talitluse
kooskõla elukeskkonna tingimustega – kohastume. Seisneb
populatsiooni isendite valikulises ellujäämises ja ebavõrdses
paljunemises, mis tuleneb nende geneetilistest erinevustest ja
elutingimuste piiravast toimest. Individuaalne geneetilistest
erinevustest tulenev edukus olelusvõitluses.
Organismide sõltuvus
biootilistest ja abiootilistest teguritest nim. Darwin
olelusvõitluseks.
Looduslik valik
muudab järglaspõlvkondade geneetilist struktuuri, põhjustades
kohasemate genotüüpide sageduse tõusu ja ebakohasemate langust.
Edukuse hindamine toimub fenotüübi järgi.
Suguline valik
kujundab lahksuguliste loomade sugupooltevahelisi erinevusi.
Võimalikult soodsa genotüübiga sugupartneri valik
vastassugupoolele omaste tunnuste järgi. Välistab ristumise võõra
liigi isenditega.
Sõltuvalt
valiku tingimustest ja populatsiooni genofondist avaldub looduslik
valik kolmel viisil:
Stabiliseeriv e säilitav valik kinnistab ja kaitseb väljakujunenud kohastumusi. Mutatsioonide kõrvaldamine; mutatsioonide toetamine , mis aitavad tunnuseid muutuvates tingimustes stabiliseerida. Seega liigi populatsioonide geneetiline struktuur võib muutuda, aga kohustumuslikud tunnused säilivad. Kunagi väljaarenenud struktuurid säilivad eriliste muutusteta. Liigiliste tunnuste suhteline püsivus (latimeeria, hõlmikpuu). Hoiab isendid genotüübiliselt ja fenotüübiliselt ühetaolisena. Kui isendile toimivad vastassuunalised valikutegurid, mille tõttu säilib 2 või enam alleeli, kujuneb püsiv mitmekesisus.
Suunav valik seisneb tavalisest vormist mingil viisil erinevate isendite eelispaljunemises. Kvalitatiivne (teistsugune tunnusevariant) või kvantitatiivne (suurus jne). Toimub elutingimuste kindlasuunalise muutumise korral või kui populatsioon asub uude keskkonda. Seni väiksese valikuväärtusega genotüübid võivad kohaneda või geno - ja fenotüübid asenduda uutega – uued kohastumused . Arenesid nt kala uimedest jäsemed, töötuslik melanism – tunnusvariantide kiire muutumine.
Lõhestav valik seisneb kahe keskmisest erinevate tunnustega isendirühma eelpaljunemises võrreldes nende hübriididega. Kui populatsiooni asuala jaotub elutingimustelt erinevateks piirkondadeks. Hübridid on vähenenud kohasusega mõlema piirkonna tingimuste suhtes. Osaline ökoloogiline ja geneetiline isolatsioon . Võib põhjustada uue liigi eristumise algsest.
Kohastumine:
indiviidide päriliku muutlikkuse mitmekesisusest kujundav valik
populatsioonile või kogu liigile omased kasulikud tunnused kooskõlas
elukeskkonna tingimustega. Toimub organismirühmades põlvkondade
vahetumise käigus ja viib pöördumatute muutusteni genofondis.
Bioevolutsiooni peamine protsess!
Kohastumus e
adakptsioon: populatsiooni ja liigi isendite ühised pärilikud
omadused ja tunnused, mis soodustavad nende eluvõimet ja
paljunemist. Kohastumusi loob, muudab ja säilitab looduslik valik.
Kohastumused avalduvad organismide sise- ja välisehituses,
füsioloogias, käitumises, paljunemises ja muudes organismidele
omastes eluavaldustes. Päritud või arenenud.
Kõrbetaimed:
kuivuse talumine. Sügav juurestik vee hankimiseks, lihakad lehed või
varred veevarude jaoks, vee aurumist piiravad kitsad ja nahkjad
lehed.
Liblikõielised: sümbioos lämmastikku siduvate
mügarbakteritega.
Linnud: lendamiseks. Eesjäsemete
arenemine tiibadeks , toruluud, sulestik , kahekordne hingamine.
Öölindudel valgustundlikud silmad. Veelindudel ujulestad ja
veekindel sulestik.
Imetajad : loodete organismisisene areng
ja sünnijärgne toitmine piimaga. Inimene: püstikäimine.
Varjevärvus
või varjekuju, karvkatte ja sulestiku aastaajalised
värvusemuutused.
Hoiatusvärvus: hoiatab varjatud
kaitsevahendist (herilase musta-kollatriibulisus, lepatriinu täpid).
Mimikri : sarnasus teise liigiga. Sirelased
nmeenutavad mesilasi /herilasi. Maod mürkmadusid. Kägu raudkulli.
Loomade käitumiskohastumus: kiskjate saagitabamisviisid,
lindude ränne, järglashoole, tedremäng.
Liigi
kohastumused pole kunagi täiuslikud, sest loodusliku valiku materjaliks on juhusliku iseloomuga mutatsioonid, mis ei pruugi
olla ideaalsed kohastumuse saavutamiseks või geneetiline triiv võib
toimida valikusuunale vastupidiselt. Kohastumused ei avaldu võrdselt
ja ühetaoliselt.
Igas
keskkonnas on vastandliku toimega ökoloogilisi tegureid.
Kaelkirjakute pikk kael ja jalad, isashirvede suured sarved .
Keskkonnatingimused pole püsivad. Tavalistele
tingimustele kohastunud metskitsed võivad ootamatu külma tõttu
hukkuda. Talvekarvas valgejänes on kiskjatele lumevaesel talvel
hästi näha.
Osa kohastumusi on kasulikud isendirühmale,
kuid ohustavad üksikisendeid. Mesilase
astlatorked.
Vastastikuline kohastumise vajadus:
kohastumustega üle trumpamine.
Kohanemine:
indiviid sobitub elu kestel elutingimuste muutustega päriliku
reaktsiooninormi piires. Mittepäriliku alusega ja pöörduv (silma
pupill, päevitamine, lihasmassi suurenemine, immuunsus).
Liigiteke :
teine oluline evolutsiooniprotsess peale kohastumist – üleminek
makroevolutsioonile.
Liik:
looduslike populatsioonide rühm, mille isendid kas tegelikult
või potentsiaalselt ristuvad omavahel (nn bioloogiline
liigimääratlus Mayr). Bioloogilise mitmekeskuse põhiüksus - ajas
muutuvad organismirühmad, mis tekivad varemolnuist, arenevad,
levivad, lõhestuvad ja surevad.
Morfoloogiline e tüpoloogiline liigimääratlus: liik on populatsioon või
populatsioonide rühm, mis oluliste anatoomiliste tunnuste poolest
erineb teistest (sigitult sigivad organismid – taimed).
Liigi levila e areaal . Liigi kõik populatsioonid põlvnevad ühisest eellasest.
Mis takistab
liikidevahelist ristumist?
- Geograafiline isolatsioon: liikide levilad on suure vahemaaga või ökoloogiliste tõketega eraldatud. Kattuvate ja piirnevate levilatega liikidel on kujunenud aga kohastumusi, mis takistavad ristumist võõra liigi isenditega või tekivad eluvõimetud ja sigimatud hübriidid. Nii säilitab iga liik enda geneetilise iseseisvuse.
- Bioloogiline isolatsioon e ristumisbarjäär: liigi bioloogilised iseärasused (ökoloogilised, käitumuslikud, biokeemilised, geneetilised), mis takistavad edukat ristumist teiste liikidega.
Bioloogiline
isolatsioon:
- Ökoloogiline eraldatus: valge- toonekurg pesitseb avamaastikul, must-toonekurg metsades.
- Ajaline isolatsioon: punane ja must seeder õitsevad eri aegadel.
- Signaaltunnused: väliskuju, värvusmuster, lõhnaained ja seksuaalkäitumine (häälitsused, pulmatantsud ja –mängud), mis aitavad liigikaaslast võõrast eristada.
- Sugurakkude biokeemiline sobimatus: õistaimed ei saa võõra liigi tolmutera idaneda.
- Hübriidid on eluvõimetud ja viljatud. Hobune ja eesel – muul. Puuded tulenevad genoomide sobimatusest (kromosoomide arv on erinev).
Suguliselt
sigivate organismide peamiseks liigitekke tüübiks on erimaine
( allopatriline e geograafiline) liigiteke. Saab alata populatsioonide sattumisest geograafilisse isolatsiooni. Enamasti
algab liigiteke suhteliselt väikse isendirühma eraldumisest
põhipopulatsiooni levila äärealal.
Erimaise
liigitekke teguriteks on populatsioonigeenide geograafiline
eraldatus, mutatsioonid, geneetiline triiv ja looduslik valik.
Keskseks protsessiks kohastumine ökoloogiliste tingimustega.
Populatsiooni
arvukuse tõusul rändab osa isendeist konkurentsi survel väljapoole
levila ning võib jääda püsima eraldatud populatsiooni ehk
isolaadina. Kui eraldunud populatsioon on väike, on tema
geneetiline struktuur teistsugune ja vaesem ainuüksi geneetilise
triivi tõttu. Enamasti surevad välja.
Olemasolev
genofond ja lisanduvad mutatsioonid peavad andma looduslikule
valikule piisavalt materjali uute kohastumuste loomiseks.
Eristuvad uued tunnused – alamliik või uus liik.
Kui eristunud
populatsioonid kohtuvad:
- Alamliikide tasemele eristunud populatsioonid ristuvad ning sulavad aja jooksul kokku.
- Ristumist välistav bioloogilise isolatsiooni tegur: jäävad eksisteerima iseseisvate liikidena.
- Osaline bioloogiline isolatsioon, viljastumisjärgne sobimatus: ristumine on osalt piiratud, hübriidid on arengupuudega, alanenud viljakusega või steriilsed . Isendite geenid lähevad kaotsi ja hakkab toimima lõhestav valik. Kujunevad tunnused, mis väldivad eri liikide isendite ristumist, mille tõttu jõuab liigiline eristumine lõpule.
Samamaine e
sümpatrilineliigiteke: liigendunul levilal (mets ja niit ).
Makroevolutsioon:
liigist kõrgemate taksonite teke ja areng. Seisneb erinevate
organismitüüpide tekkes ja nende pikaajalises eraldi
evolutsioneerumises.
3-2.5 a tagasi
eristus algsetest eluvormidest bakterid, ahred, eukarüoodid - riigid
ja hõimkonnad. Viimane loomahõimkond sammalloomad 480,
taimehõimkond õistaimed 100 mln a tagasi.
Liigiline mitmekesistumine e divergents: vanemliikide hargnemine uuteks,
üksteisest üha erinevamateks liikideks. Makroevolutsiooni peamine
protsess. Kohastumine uute elupaikade ja ökoloogiliste tingimustega.
Erinevate tingimustega kohastumisel lahknesid lähteliigid uuteks
liikideks. Sõltub organismitüübi arenguvõimelisusest ja
ökoloogiliste tingimuste mitmekesisusest.
Adaptiivne
radiatsioon: lühikese aja jooksul pannakse alus mitmele uuele
liigile mitmekesiste ökoloogiliste tingimuste ja konkurentsi tõttu
( Darwini vindid).
Uue liigi
genofondis võivad kinnistuda mutatsioonid, mis muudavad olulisel
määral organismi ehitusplaani ja eluviisi – uued kohastumused
– uus evolutsioonisuund ja kõrgtaksoni rajaja.
Divergentsi
ulatus sõltub uue organismitüübi geneetilise regulatsioonisüsteemi
plastilisusest ja organismi anatoomilistest võimalustest.
Rikastab olemasolevaid või loob uusi ökosüsteeme, avab
kohastumisvõimalusi teistele organismidele. Maismaataimede teke –
eeldused loomadele väljumiseks merest. Ühtede organismide
mitmekesistumine võib võimaldada teise väljasuremine.
Konvergents:
eri päritolu organismide sarnastumine kohastumisel ühesuguste
elutingimustega. Piirdub väliste muutustega: delfiin- püsisoojasus,
sünnitamine ja emapiim , õhihingamine, aga kehakujult kala. Sarnase
funktsiooniga elundid võivad sarnaneda : peajalgsete limuste ja
selgroogsete silmade ehitus sarnaneb, kuigi on täiesti erineva
päritoluga.
Analoogiline:
organismide kuju või organismide sarnasus, mille põhjuseks on ühine
funktsioon.
Homoloogiline elnud: ühiselt eellaselt päritud
ja ehitusplaanilt sarnane.
Evolutsiooniline
progress e täiustumine: uute, senistest keerukama ehituse ja eluviisiga organismitüüpide teke ja edasine areng.
Prokarüootide
täiustumine: geneetiline ja metaboolne täiustumine (geneetilise
koodi väljakujunemine, fotosünteesi ja aeroobse koodi
väljakujunemine).
Sümbiogenees: evolutsiooniline
täiustumine organismide liitumise teel (eukarüootne
rakk).
Hulkraksete organismide teke, organismide siirdumine
maismaale, mõtlev inimene.
Keerukama
ehitusega organismitüüp võimaldab paremini kasutada keskkonda,
asustada uusi elupaiku ja vähendada sõltuvust keskkonnatingimuste
kõikumisest.
Täiustumine
on uutele ökoloogilistele tingimustele kohastumise kaasnähtus, kuid
mitte paratamatu protsess.
Evolutsiooniline
regress: täiustumisele vastupidine protsess e ehituse
lihtsustumine (parasiidid).
Suured
evolutsioonilised muutused saavad alguse mõne liigi üksikisendi
geneetilisest muutumisest. Uute geenide teke ja olemasolevate
aktiivsuse regulatsiooni muutumine. Algab tavaliselt mingi geeni
kordumisest. Suuremad muutused võivad toimuda regulaatorgeenides:
organismi üldist ehitusplaani määravad homeobox geenid (imetajatel
HOX-geenid) esinevad kõigil loomadel, kuid nende arv on kasvanud, et
kontrollida detailsemalt organismi ülesehitust. Ontogeneesi käik
sõltub sellest, millises areneva organismi osas, millal, kui kaua
ja millise intensiivsusega eri geenid avalduvad.
Kõik
geneetilised muutused läbivad loodusliku valiku ja on kohastumusliku
tähendusega.
Väljasuremine:
liigi keskmine eluiga on 2-10 mln a.
Fooniline
väljasuremine: mõni liik hääbub konkurentsis teistega või
abiootiliste tingimuste muutumise tõttu.
Suur
väljasuremine Permi lõpus: 50% sugukondades ja 96%
liikidest.
Põhjusteks meteoriidikatastroofid (Kriit), globaalne
kliima jahenemine ( Ordoviitsium ).
Ökosüsteemide
osaline häving on võimaldanud kiiret elustiku uuenemist.
Konspekt Bioloogia õpikust gümnaasiumile 4. kursus evolutsiooni osa. Sisaldab teadlaste ideid evolutsiooniteooria kujunemisest, evolutsiooniteooria ajalugu, evolutsiooni tõendid, elu päritolu, elu areng Maal, muutused, mis toimusid erinevates ajastutes, evolutsiooni mehhanismid ja protsessid, geneetiline muutlikkus, looduslik valik, kohastumine, ristumine, liigiteke.
Sarnased õppematerjalid
16
pdf
Evolutsioon, liigiteke, kohastumus
Evolutsioon
Elu areng maal
Maa vanus u 4.5 milj a. Elu teke 43.5milj a tagasi. Vanimad organismid ainuraksed – tuumata
arhed ja bakterid – eeltuumsed. Anaeroobsed heterotroofid. Arenes fotosüntees ja aeroobne
hingamine.
Esimesed hulkraksed (käsnad) ilmusid enne Kambriumi ajastu algust. Kambriumi plahvatus –
tormiline hulkraksete loomade ehitustüüpide areng – kõigi tänapäeval tuntud hõimkondade
varaseimad esindajad. Kujunes välja organismi ehitusplaani määravate regulatoorgeenide süsteem
, mille mitmekesistumise võimalused käivitasidki vaadeldava ’plahvatuse’. Piiritleti ehitustüübid –
nt ainuõõssed, ussid, limused, lülijalgsed, keelikloomad. Ajastu lõpul surid enamus lülijalgsetest.
Ordoviitsiumi ajastul elustiku mitmekesisuse taastumine uute lülijalgsetega. Esimesed maismaal
leviva
8
pdf
Evolutsioon ja evolutsiooniteooria
Kivisöelademed.
Kasvab kanepi ja lülijalgsete mitmekesisus. Roomajad.
--- Perm ajastu lõpul suurim surm maailmas.
--- Keskaegkonna elustik erines Vanaaegkonna omast. Kasvab kalade mitmekesisus, roomajad
suuremad, hiidsisalike valitsemisaeg. Imetajad permi ajastu lõpust, ööloomad. Juura ajastul linnud.
Õistaimed. Mitmekesistusid putukad.
--- Kriidi lõpus suur väljasuremine meteoriit Mehhiko lahes. Surid dinod ja igast merelised
loomarühmad.
--- Uusaegkonnas imetajate kiire evolutsioon. Uusaegkonna lõpus, neogeeni ajastul kliima ja
loomastik sarnased tänapäevastega.
Evolutsiooni mehhanismid ja protsessid
Ei evolutsioneeru mitte üksikindiviidid, vaid indiviidide rühmad populatsioonid ja liigid.
POPULATSIOONI GENOFOND populatsiooni isendite kõigi geenide ja nende alleelide ning
genoomi mittekodeerivate osade kogum. Populatsiooni genofondis võib geenil olla 1,2 või mitu
alleeli. Igas gameedis (sugurakk) igal geenil tavaliselt üks alleel (haploidsus)
4
doc
Evolutsioon
1.Darwinliku evolutsiooniteooria kohaselt ei evolutsioneeru mitte üksikindiviidid vaid
indiviidide rühmad populatsioonid ja liigid.
Väikseim evolutsioneeruv üksus on populatsioon.
Populatsiooni isendite kõigi geenide ja nende alleelide ning genoomi mittekodeerivate osade
kogumit nimetatakse populatsiooni genofondiks (geenifondiks).
Suguliselt sigivate organismide populatsioonide isendid võivad omavahel vabalt ristuda ka
nende alleelid võivad üksteisega kombineeruda Mendeli seaduste kohaselt. Võimalike
genotüüpide arv populatsioonis iga geeni kohta sõltub geeni alleelide arvust: genotüübi arv=
k(k+1)/2, kus k on alleelide arv.
Eri alleelide ja genotüüpide arvulist suhet nimetatakse populatsiooni geneetiliseks struktuuriks
antud geeni suhtes.- see määrab suurma osa populatsiooni tunnuste mitmekesisusest.
G. H. Hardy ja W. Weinberg tõestasid, et teatud tingimuste kehtimise korral läheb
populatsioon kiiresti tasakaaluseisundisse, kus genotüüpide sagedus on määrat
5
doc
Evolutsiooni tõendid, elu päritolu
Bioloogia 06.10.08
Evolutsioon- mingi süsteemi pöördumatu ajalooline areng (keerukamaks muutumine)
· Füüsiline evolutsioon
· Keemiline evolutisoon
· Bioloogiline evolutsioon-elu areng Maal esimestest elusolenditest tänapäevaste
eluvormideni.
· Sotsiaalne evolutsioon
Evolutsiooni tõendid:
Palentoloogia- teadus möödunud aegadel elanud organismidest.
Fossiil ehk kivistis, väljasurnud organismide jäänused ja jäljendid.
Kivististe teke- paljudel organismidel on mineraalne skelettkeemilised reaktsioonid
kivistis. (mineraalid) kaltsiid, apatiid, räni, püriid.
Makrofossiilid- silmaga nähtavad kivistised
Mikrofossiilid- mikroskoobis nähtavad kivistised.
Mida sügavamas kihis kivistised paiknevad, seda vanemad peaksid nad olema.
5
doc
Evolutsioon
Evolutsioon
Georges Cuvier 1769-1832 - Paleontoloogia rajaja. 1) Esimene teadlane, kes väitis et ürgsed
organismid on välja surnud. 2) Välja suremine on põhjustatud olnud loodus katastroofidest.
Jean-Bapiste de Lamarck 1744-1829- 1.) Väitis et elu jooksul omandatud tunnused, mis esinevad
mõlemal vanemal päranduvad järglastele. 2.) Elu tekkis iseärkamise teel spontaanselt. 3.) Esimene
terviklik evolutsiooni teooria.
K.E.von Baer 1792-1876- Embrüoaalne areng on erinevatel loomadel sarnane. Avastas munarakku.
Charles Darwin 1809-1882- Evolutsiooni hakkati tunnistama, kui üldist loodusnähtust. Kuulsaks
sai Darwin oma evolutsiooni ja loodusliku valiku teooriaga- darvinism. Darvinismi 4 seisukohta:
1)Muutlikus, 2)Olelus võitlus 3)Looduslik valik 4) liigi tekke.
Evolutsiooni tõendid:
Paleontoloogia annab elu ajaloost Maal kõige otsesemaid andmeid. Maakoort moodustavates
kivimikihtides leidub rikkalikult kivistisi ehk fosiile(välja su
7
doc
Evolutsioon
EVOLUTSIOON- üldises mõttes mingi süsteemi pöördumatu ajalooline areng, tema järk-järguline
mitmekesisemaks ja keerukamaks muutumine.
EVOLUTSIOONITEOORIA- teooria, mis annab teadusliku põhjenduse bioloogilise evolutsiooni toimumisele ja
seletab selle põhjuslikke tegureid ning mehhanisme.
FÜÜSIKALINE EVOLUTSIOON- ehk kosmiline evolutsioon on areng, mis viis keemiliste elementide tekkeni
ning universumi kujunemiseni.
KEEMILINE EVOLUTSIOON- lihtsatest anorgaanilistest ainetest polümeersete orgaaniliste ainete teke.
BIOLOOGILINE EVOLUTSIOON- elu areng Maal.
FOSSIIL- kunagi elanud organismide kivistunud jäänused või jäljendid.
PALEONTOLOOGIA- teadus, mis uurib möödunud aegadel toimunut fossiilide ehk kivististe kaudu.
GEOKRONOLOOGIA- geoloogiline ajaarvamine; geoloogiliste ajaüksuste piirid kivimite ja kivististe
5
doc
Evolutsioon
Evolutsioon
1. Evolutsioon. Evolutsiooni 4 vormi (füüsikaline, keemiline, bioloogiline ja
sotsiaalne) ning nende sisu.
Evolutsioon tähendab kõige üldisemas mõttes mingi süsteemi pöördumatut ajloolist
arengut, tema järkjärgulist mitmekesisemaks ja keerukamaks muutumist.
Füüsikaline ebapüsivatest elementaarosakestest raskemate aatomite(keemiliste
elementide) tähtede, planeetide ja galaktikate teke ning edasine areng.
Keemiline aatomite ühinemine molekulideks ning lihtsatest anorgaanilistest
25
docx
Bioloogia õpiku küsimused ja vastused (12. klass)
surra enne paljunemist või olla vähem viljakad.
3. Kuidas mõjutab looduslik valik populatsiooni geneetilist struktuuri?
Looduslik valik saab mõjutada järglaspõlvkondade geneetilist struktuuri ainult nende
tunnuste kaudu, mille individuaalsed erinevused väheselgi määral sõltuvad
genotüübist.
4. Milles seisneb loodusliku valiku evolutsiooniline tähtsus?
Darwini teooria, mille kohaselt liikide evolutsioon toimub loodusliku valiku toimel,
lähtub eeldusest, et organismide tunnused on vanematel ja järglastel
mittedeterministlikul kombel erinevad. Seega vanemad ja nende järglased on
üksteisest siiski erinevad.
5. Mis on suguline valik ?
Suguline valik on emas- või isasisendite poolt teostatav sugupartneri valik mingite
isendite kvaliteeti näitavate omaduste alusel.
6. Milles seisneb stabiliseeriva valiku tähtsus?
Kommentaarid (0)
Kõik kommentaarid