2016. aasta Nobeli füüsikapreemia võitjad Sellel aastal võitsid Nobeli füüsikapreemia kolm Briti teadlast: David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane ja J. Michael Kosterlitz. Nad avastasid tahketel materjalidel ootamatuid käitumisviise ning lõid nende kummaliste omaduste selgitamiseks ka matemaatilise raamistiku. Nende avastused on toonud kaasa olulisi läbimurdeid mateeria teoreetilistesse käsitlustesse ja loonud perspektiivikaid võimalusi uudsete materjalide loomiseks. Michael Kosterlitz ja David Thouless lükkasid 1970ndatel aastatel ümber tollal kehtinud
· Sotsiaalne evolutsioon EVOLUTSIOONI VORMID (etapid) · Kosmiline ehk füüsikaline evolutsioon - Ca 15 4,5 miljardit aastat tagasi - Belgia astronoom George Lemaitre 1927 "suure paugu teooria": üliväikese ja tiheda mateeriakogumi plahvatuslik laialipaiskumine, mille käigus moodustusid ebapüsivatest osakestest aatomid ja molekulid, mis gravitatsioonijõu mõjul hakkasid tihenema .... Keemiline evolutsioon · 4,5 3,5 miljardit aastat tagasi · A. Oparin ja J. Haldane (1924, 1929) - oluline ürgatmosfääri koostis, tänu millele sai elu tekkida · 3 etappi: - lihtsate orgaaniliste monomeeride teke (AH, nukleotiidid jne.) gaasidevaheliste reakts. tulemusel - bioloogiliste polümeeride teke - polümeeride organiseerumine rakutaolisteks süsteemideks (mikrokerad, konservaattilgad jne.) * Oparin, Miller ja Fox ning Woese BIOLOOGILINE EVOLUTSIOON Kus võis elu tekkida? - "Soe lomp", so Darwini metafoor, mida arendasid
· Kosmiline e. füüsikaline-tekkis 15-4,5 miljardit aastat tagasi, George Lemaitre ,,suure paugu teooria"-mateeriakogumi laialipaiskumine, mille käigus moodustusid ebapüsivatest osakestes aatomid ja molekulid, mis hakkasid tihenema tänu gravitatsioonijõule. · Keemiline-tekkis 4,5-3,5 miljardit aastat tagasi, ürgatmosfääri koostis, tänu millele sai elu tekkida(A.Oparin ja J.Haldane). Tekkisid lihtsad orgaanilised monomeerid, bioloogilised polümeerid, mikrokerad ja konservaattilgad). · Bioloogiline-,,soe lamp"-Darwini metafoor, mida arendasid edasi Oparin ja Haldane. 80-100 kraadi juures olev veekogu, mis sisaldab biopolümeere. ,,Jääkamber"-soe tiik, milles on jääpall, tingimused väga muutlikud ja soodustas evolutsiooni.(0-27 kraadi juures). ,,Kuum katel"-150-250 kraadi ookeani põhjas kuumaveeallikate piirkonnas.
aga nende ehitus, kuju ja funktsioon on teised. 5.Elu tekkimise tingimused *suure hulga lihtsate ühendite olemasolu *komponentide võime seoste loomiseks *energiaallikas(päike), mis kindlustab komponentide vahelise koostöö *tingimuste teatud stabiilsus, mis kindlustab tekkivate ühendite püsimist ja arengut 6.Teooriaid elu tekkimise kohta *Põhiliseks teooriaks on nn "ürgsupi" hüpotees, mille esitajateks olid Aleksander Oparin ja John Haldane (Oparini-Haldane'i hüpotees). Selle järgi oli varase maa atmosfäär keemiliselt redutseeriv ehk puudus hapnik. Selles energiarikkas atmosfääris tekkisid lihtsad orgaanilised ühendid. Need ühendid kogunesid "ürgsupiks" erinevates kohtades, näiteks kaldalähises meres või kuumaveeallikates. Supis tekkisid lihtsatest ühenditest keerulisemad orgaanilised ühendid- biomolekulid. *Jumal *suure paugu teooria 7.Eukarüoodid ja nende tähtsus Eukarüood ehk päristuumne rakk(1 või rohkem tuuma)
● Teises etapis org. ühendid liitusid ja tekkisid suured makromolekulid(nukleiinhapped,valgud) ● Valke vajatakse raku ülesehituseks ● Nukleiinhappeid raku elutegevuse juhtimiseks ● Hüpoteeside kohaselt tekkisid kõigepealt valgud või nukleiinhapped ● Kolmandaks etapiks:koondusid makroelemendid lipiidse membraani sisse ● Tilk ja algeline raku tekke Elu päritolu teooriad ● Aleksander Oparin ja John Haldane ürgsupi hüpotees ● Stanley Miller ja Harold Urey 1953.a ● Mitmeid elu tekkekoha kohta olevaid teooriaid ning hüpoteese Esimesed elusolendid maal ● Puudus osoonikiht ja ultravioletkiirgus oli tugev said algsed organismid ellu jääda vaid sügaval vees ● Vanimad elumärgid on 3,43 miljardit aastat tagasi ja leitud on need Austraaliast, nim. Stromatoliitideks ● Esimesed elusolendid olid ainuraksed prokarüoodid,mis
Tahhüpnoe-kiire hingamine( süsihappe gaasi liigne eraldumine Hüperventilatsioon- olukord, kus sisse hingatakse rohkem õhku kui keha vajab. Põhjustab organismis madalat Co2 taset. Hüpoksia- hapniku puudus kudedes või organismis( põhjuseks vüivad olla alkohol, suitsetamine jne) Hüpokseemia- hapniku puudus arteriaalses veres, tekib kui PO2 ei ole piisav Hb küllastumiseks O2ga Hüperkapnia- CO2 sisaldus on liiga kõrge veres Hüpokapnia- CO2 puudus veres Haldane effekt- vere deoksügeneerumine tõstab süsinikdioksiidi transpordi võimet KOK( kroonilise obstrutiivne kopsuhaigus on krooniline süvenev haigusseisund, mis avaldub hingamisraskusena, hilisemas faasis ka südamepuudulikkusena. Põhjustab enamasti suitsetamine. Astma- hingamisteede põletikuline haigus, mille korral tekib erinevate ärritajate mõjul hingamisteede ahenemine ja hingamise raskenemine. AINE JA ENERGIAVAHETUSE FÜSIOLOOGIA
Kuna filosoofia on sõltumatu ja vabatahtlik, on igaühe vaba voli kas lähtuda oma elus René Descartese argumentidest ja vaadetest või mitte. 10 Kasutatud kirjandus http://oregonstate.edu/instruct/phl302/philosophers/descartes.html Eesti Entsüklopeedia 2. köide. Tallinn: Eesti Entsüklopeediakirjastus http://www.hot.ee/tancred/descartes/ http://www.humanities.mq.edu.au/Ockham/z3611.html Haldane, Elizabeth S.; Ross, G. R. T. 1912. The Philosophical Works of Descartes I. New York: Dover Publications, Inc. Haldane, Elizabeth S.; Ross, G. R. T. 1934. The Philosophical Works of Descartes II. New York: Dover Publications, Inc. http://www.tdl.ee/~biggie/descartes/ http://www.mindbridge.ee/kaimar/pdf/ylikool/arutlus_meetodist.pdf 11
Maal: • väga vähe hapnikku, • redutseerivad tingimused • CH4 , CO2 , N2 , NH3, jäljed CO ja H2-st, • kõrge temperatuur, • valgus, vulkaaniline tegevus, meteoriitide rünnakud Mikrobioloogia ja I 2017 Üks hüpotees elu tekkest Maal: esimesed elusorganismid olid orgaanilise aine tarbijad (heterotroofid) 1) Orgaaniliste molekulide abiootiline (mittebioloogiline) süntees (Oparin, Haldane, Miller, Urey); 2) Proteinoidide (abiootiliselt moodustunud polüpeptiidid) moodustumine; 3) Protobiontide (ürgrakud) teke; 4) Pärilikkuse teke (informatsiooni salvestamine ja Mikrobioloogia I 2017 edastamine Hüpotees elu tekkest Maal: esimesed elusorganismid olid orgaanilise aine tarbijad (heterotroofid) Ürgatmosfää 1) Orgaaniliste r molekulide (aminohapped,
välistab järgmised komplikatsioonid: ensüümi denaturatsioon produktinhibitsioon võimalik pöördreaktsioon 2. Substraat on ensüümiga võrreldes ülehulgas, s.t [S] >> [E]t (NB! mitte segi ajada küllastatusega [S] >> Ks) võimaldab kasutada võrrandis substraadi algkontsentratsiooni Michaelis-Menteni võrrandi tuletamine statsionaarse faasi eeldusel Briggs ja Haldane 1925 Statsionaarse faasi eeldus mingi aja vältel esineb olukord, kus ES kompleksi juurde toovate ja ära viivate reaktsioonide kiirused on võrdsed ja [ES] ajas ei muutu, d[ES]/dt = 0 Sellisel juhul k1[E][S] = k-1[ES] + k2[ES] ja KM[ES] = [E][S] kus KM = (k-1 + k2)/k1 Asendades jällegi [E] kogu ensüümi kontsentratsiooni kaudu saame V = k2[E]t[S]/(KM + [S]) Erinevused: Ks tõeline dissotsiatsioonikonstant KM näiline dissotsiatsioonikonstant Michaelis-Menteni võrrand
Sünteetiline evolutsiooniteooria on bioloogias 1930. aastatel väljakujunenud neodarwinistlik teooria, millega ühendati Charles Darwini loodusliku valiku teooria, mis seletab liikide evolutsiooni, Gregor Mendeli geneetikateooriaga, mis tegeleb pärilikkusega. Sellega sai evolutsiooniteooria aluseks populatsioonigeneetika. Tähtsamate teadlaste seas, kelle uurimused aitasid kaasa sünteeetilise evolutsiooniteooria kujunemisele, olid Ronald Fisher, Theodosius Dobzhansky, J. B. S. Haldane, Sewall Wright, Julian Huxley, Ernst Mayr ja George Gaylord Simpson. Sünteetilise evolutsiooniteooria kujunemine muutis neodarwinismi enam kui pooleks sajandiks bioloogia valdavaks lähenemisviisiks. Sünteetilise evolutsiooniteooria järgi selle 1930. ja 1940. aastateks väljakujunenud kujul tekib geneetiline muutlikkus populatsioonides juhuslikult mutatsioonide tõttu (praegu teatakse, et mutatsioone tekitavad vead DNA replikatsioonis) ja
ja geneetika võrdlus Biogeograafia ja ökoloogia tõendid: organismide levik on seotud kindlate piirkondadega. Pikka aega geograafiliselt üksteisest eraldatud ühte liiki organismid erinevad üksteisest. Kultuurtaimede ning koduloomade aretus: ristamist, kunstlikku valikut ja teisi võtteid kasutades on inimene suutnud muuta paljude organismide ehitust ja elutegevust. ELU ALGUS MAAL 6. Millise elu päritolu teooria käisid välja Oparin ja Haldane ? Miks ei ole tänapäeval enam need reaktsioonid võimlikud? 1920 esitasid Oparin ja Halden nn ürgsupi teooria – maal valitsesid tingimuse toimunud reaktsioonides ühinesid anorgaanilised molekulid orgaanilisteks. Tänapäeval ei oleks see võimalik, kuna atmosfääris olev hapnik kagundaks orgaanilised ühendid ja piisavalt UV- kiirgust ei lange Maale 7. Mis aastal ja millise katse tegid Miller ja Urey? Mida see katse näitas ?
Looduslik valik Paremini kohastunud isendite eelispaljunemine ja ellujäämine. Liigiteke Olemasolevad liigid ei ole tekkinud ega loodud, vaid valiku käigus välja kujunenud varem eksisteerinud liikudest. (põlvnemine eellasest) C.R. Darwin: ,,Liikide teke loodusliku valiku teel ehk paremate rasside säilumine olelusvõitluses" 3. Neodarvinism e sünteetiline evolutsiooniteooria, põhilised postulaadid. Keskne mõiste LV J.B.S. Haldane, R.A. Fisher, Sewall Wright moodsa sünteesi alusepanijad (darwinism + mendelism) esialgu vaid "valitute" teooria Kõige olulisem - kuivõrd selgus, et omandatud tunnused ei ole päritavad, siis allub see pidev varieeruvus ja muutlikkus Mendeli seadustele. Selle avastas Weismann katse läbi, kus ta lõikas mitmel rottide põlvkonnal sabad ära, kuid järglased olid ikka sabadega. Väga oluline oli 20 - 30 aastail tekkinud uus liigi mõiste: Liik on varieeruvate populatsioonide kogum, mis
: 6. Neutralistliku arengu põhiprintsiibid (Motoo Kimura) Enamus muutusi genoomis toimub juhusliku geneetilise triivi, mitte loodusliku valiku tõttu Neutralistide argumendid : *Molekulaarse kella konstantsus *Eeldatavad neutraalsed asendused on palju sagedasemad kui eeldatavad valiku all olevad asendused *Tegelik poümorfismi tase on sedavõrd kõrge, et geneetiline surve(genetic load) peaks viima liigi väljasuremisele kuid ei vii( haldane hinnang tallutavus ca 1 asendus 300 generatsiooni kohta tegelikult vast 3 generatsiooni kohta või eanm. *NeoD kohaselt peaksid populatsioonid liikuma homosügootsuse suunas(va erandid kus tugev valik heterosügootsuse kasuks) Seega mitte looduslik valik vaid neutraalne triiv hoiab heterosügootsuse taset. *molekulaarne evolutsioon on liiga kiire, et seletuda LV'ga *need geenid, mis midagi ei kodeeri, evolutsioneeruvad kiiremini
looduslikest esivanematest. Sarnaselt võisid liigid muutuda ka looduslike tegurite mõjul. Mitmeauguste meetodite kasutamine ja tulemuste võrdlemine on võimaldanud teadlastel kujundada üldpildi elu arengust Maal. Elu päritolu ja areng Maal 4. Elu areng Maal Universum on mitte üksnes imepärasem kui me oletame, vaid imepärasem kui me oletada suudame. J. B.S Haldane, inglise bioloog (1892-1964) Inimene ei ole tegelikult alati uskunud, et Maal elavad organismid on kujunenud evolutsiooni käigus. Kuni 19. sajandi keskpaigani usuti, et kõik Maal elavad taime ja looma liigid on Jumala poolt loodud. Tänapäeval tunnustatud evolutsiooniteooria väidab, et kõik nüüdisaegsed liigid on välja arenenud kauges minevikus elanud loomadest ja taimedest nende pideva järkjärgulise muutumise tulemusena. Evolutsiooniteooriat on tänapäeval täiendatud ka
neodarvinism (sünteetiline evolutsiooniteooria) rõhutab LV määravat või ainurolli evolutsioonis. neodarvinismi mõiste 19. sajandist tähistamaks vaadet, mille kohaselt evolutsioon toimub üksnes loodusliku valiku teel, mitte Lamarki põhimõtete alusel (mida darwin ise tegelikult ei eitanud). wallace nt mõistis, et päriliku materjali ja keharakkude vahel on one-way relationship. populatsioonigeneetika - ühendades Mendeli ja Darwini seisukohad. Haldane, Fisher. 20-ndad või nii. sünteetiline evolutsiooniteooria kujunes välja 1930. aastatel (ühendas mendeli geneetika, darwinismi, populatsioonigeneetika). Dobzhansky põhilised postulaadid: geneetiline muutlikkus tekib juhuslike mutatsioonide ja rekombinatsiooni tõttu evolutsioon seisneb põhiliselt alleelisageduste muutumises LV läbi, kuid toimib ka geneetiline triiv
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: 1. Bioloogiliste monomeeride teke (abiootiline süntees). 2. Bioloogliste polümeeride teke. 3. Polümeermolekulide organiseerumine rakutaolisteks süsteemideks. 4. Üleminek keemiliselt evolutsioonilt bioloogilisele.
Mendeli seaduste taasavastamist ja kogunisti üle poole sajandi pärast Mendeli seaduste esmaavastamist. Veelgi enam - tegelikult jäi kauaks ajaks geneetika ja darvinismi süntees vaid teoreetikute pärusmaaks. Seda põhjusel, et moodsa sünteesi isade tööd olid "bioloogide" jaoks eelkõige vaid matemaatika, mida nad ignoreerisid, sest ei saanud aru. Nii juhtuski, et kuigi Hugo de Vriesi jt. versioon mutatsionismist langes pea tugeva kriitika alla (Pearson jt) ning J.B.S. Haldane, R.A. Fisher, Sewall Wright jt. lõid moodsat sünteesi olulistes joontes juba kahekümnendatel aastatel, ei omanud see mainitavat mõju tolle ajastu bioloogide massile. Samuti ei olnud seal kaugeltki veel kõiki vajalikke komponente - näiteks liigitekke kvantitatiivset käsitlust. Theodosius Dobzhansky (1900-1975) 1937 a. raamat Genetics and the Origin of Species oli läbimurre - T.D. rikastas seda kuiva teooriat paljude eksperimentaalsete ja loodusvaatluslike andmetega
substraadiga küllastunud, täiesti ebaoluline kogus substraati): i.e. [S]o >> [E]tot ja [S] [S]o Lisaks piirdume algkiiruse arvutamisega, et teine eeldus paika peaks. Mis juhtub, kui esimene eeldus (k-1 >> kcat ) ei kehti? Siis ei ole ensüüm, substraat ja ES-kompleks tasakaalus ja MM võrrandit ei saa selle originaalkujul kasutada. Tavaliselt mõeldaksegi MM võrrandi kasutamise all hoopis selle võrrandi kasutamist, mille tuletasid Briggs ja Haldane, kes eeldasid, et enamuse reaktsiooni kulgemise ajast on ES statsionaarses (steady-state) olekus, kus [ES] on praktiliselt konstantne. Michaelis-Menten'I võrrandi dualistlik olemus: · Kui [S] on madal (<< Km), siis on kiirus esimest järku [S] suhtes · Kui [S] on kõrge (>> Km), siis on kiirus [S] suhtes 0-järku Vmax tähendus: Maksimaalne teoreetiliselt võimalik kiirus · Vmax on konstant, mis sõltub lineaarselt ensüümi kogusest.
Trombiini mõjul tekib esmalt kiudnik lahustunud kujul, mis neutraalsoolade kaasabil muutub juba lahustunud modifikatsiooniks fibriiniks. 8 Veresoontefüsioloogia vallas pöörati tähelepanu perfusioonile (verevool läbi elundi). Edasiminekud südame töö mõistmisel (ning saavutused verehüübimise ärahoidmisel) toetasid (südame)kirurgia arengut (nt heart-bypass surgery). Hingamisfüsioloogia vallas olid silmapaistvad inglased John Scott Haldane (1860-1936) ja Joseph Barcroft (1872-1947). Haldane huvitus keskkonnatingimustest (kaevurid ja kõrgmäestik), tema teooria oli, et hapniku kontsentratsioon veres on kõrgem kui kopsus, seega kops justkui eritaks hapnikku. Tema oponendid August Krogh (1874-1949) aga ka Barcroft arvasid, et hapniku kopsuringe toimub difusiooni teel. Barcroft uuris ka hemoglobiini (mille rolli oli kindlaks määranud juba Barnard). Lisaks kopsus toimuvale huvitas ka kopsu töö regulatsioon reflekside tasemel.
Produkti tekib ainult ühte rada pidi: ES-i tekib ainult ühte rada pidi, on teist järku reaktsioon, samas läheb ES-i ära ka, seetõttu tuleb maha lahutada Need vanad ütlesid, et substraat-ensüüm kompleksi konts ajas ei muutu , seega Kuna , siis Kiirus: MM said, et VC said, et 2.MM võrrandi tuletamine statsionaarse faasi eeldused Kiire tasakaalu eeldus sai väga palju kriitikat, pole õigustatud. Briggs ja Haldane pakkusid välja üldisema lahenduse, ei teinud kiire tasakaalu eeldust. Nad ei teinud eeldusi üksikute kiiruskonstantide väärtuste kohta. Reaktsiooniskeem on ikka kaheastmeline (k1 on teist järku kiiruskonstant, k-1 ja k2 on esimest järku) Juurde toob ainult üks nool, + märgiga seega k1. Ära viivad kaks noolt, mõlemad tuleb maha lahutada. Diff võrrandist lahti saamiseks on hea eeldada, et [ES] ajas ei muutu, seega see on
Biotüüp 1. ühesuguse genotüübi ja kasvukohanõudlusega isendite kogum; 2. ökotüübi piires füsioloogiliselt eristatav liigisisene isendirühm (eriti parasiitseentel). 65. Hardy-Weinbergi reegel pärilikkuse järjepidevuse protsess iseenesest ei kutsu esile muutusi ei alleelide ega ka genotüüpide sagedustes. Tasakaal saavutatakse ühe põlvkonna jooksul Populatsioonigeneetika teooria (G. Hardy ja W. Weinberg, 1908; 20.-30. aastatel R. Fisher, S. Wright, J.B.S. Haldane) See teooria põhineb inglise matemaatiku G. Hardy ja saksa arsti W. Weinbergi poolt 1908. a. (teineteisest sõltumatult) formuleeritud printsiibist, mida hakati nimetama populatsiooni geneetilise tasakaalu seaduseks e Hardy-Weinbergi seaduseks: suures isoleeritud ja vabalt ristuvas populatsioonis, millele ei toimi evolutsioonitegurid, säilivad alleeli- ja genotüübisagedused põlvkonniti muutumatutena, kusjuures genotüüpide sagedused on määratud alleelisagedustest
Viimane küll leidis aset, kuid siiski piiratud kontignedi poolt samaanid, kelle uriini jõid siis teinekord ülejäänud.) Oopium on toode, mis on seotud tugevasti meditsiinilooga. Morfium sünteesiti 1820. aastail, 1850. aastail töötati välja tänapäevane süstal ning niiviisi saadigi konstanteerida, et on saabunud inimkonna uus õnneaeg (kogu tegevus toimus anestesioloogia tekke perioodil). Suur osa arstkonnast olid edaspidi morfinistid (sh nt F. Nightingale, Haldane). 1898. a sünteesis ja viis Bayer käibesse Heroiini (siis veel suure tähega, kuna tegemist oli ravimpreparaadiga, nö the heroic drug), mis keemiliselt on diatsetüülmorfiin. Heroiini kohta väideti, et tegemist on veelgi parema valuvaigistiga, kuid samas ohutumaga... Oopiumikaubandus oli 19. sajandil vägagi aktsepteeritav ning sümboliseeris mõnes mõttes vabakaubanduse teket asi nimelt selles, et britid pidasid hiinlastega nn
people, curing disease, or in our subject, pre- ently due to the action of microorganisms serving, drying, salting, pickling, or smoking in the brine. Lehmann (1899) and Kisskalt a piece of meat (The New Penguin Thesaurus (1899) confirmed that nitrite was the agent 2000). Curing is supposed to enhance the producing meat’s red color and heat stability. shelf life of meat by preserving and avoiding Haldane (1901) shed light on the chemistry spoilage with the help of salt, acid (pickle), of the curing process by showing that redox or drying and/or smoking. In a narrower reactions occurred in meat on curing. He sense today (and this is the meaning used in also extracted the NO-myoglobin as the sub- this chapter), we understand meat curing to stance responsible for the bright red color of be the addition of salt with or without nitrite cured meat
annaabi.ee 
