Thema 4 Evolutie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Thema 4 Evolutie

De oeratmosfeer bestond uit een mengsel van stikstofgas, waterdamp, koolmonoxide, koolstofdioxide, waterstofgas, ammoniak, methaan en waterstofsulfide

Hieruit ontstonden de organische stoffen: én C, én H, én O.

De eerste organismen waren anaeroob: geen zuurstof.

Ook waren ze heterotroof: haalden energie uit opgenomen organische stoffen door ze af te breken.

Door endosymbiose ontstaan eukaryotische cellen met organellen met membranen

Ordening

• Domein
• Rijk
• Afdeling (Stam)
• Klasse
• Orde
• Familie
  
• Geslacht
• Soort

DR AK OF GS

Prokaryoten en archaea

Overeenkomst: 

• geen celkern, 
• geen organellen met membranen;

Verschillen:

• Bouw van de celwand, 
• Eiwit synthese bij ribosomen

Soorten

Binaire naamgeving: een geslachtsnaam (genus) en soortnaam (species).

Geslachtsnaam met hoofdletter!!!!

Prokaryoten

Kenmerken: 

Geen celkern

Geen organellen met membranen

Geen mitochondriën of chloroplasten

Voortplanting

• Door deling: gaat zeer snel, ieder half uur.

Uitwisseling genetisch materiaal

1. Door transformatie: opname van resten DNA bacterie;
2. Door transductie: virus (bacteriofaag) brengt DNA over;
3. Door conjugatie

Nuttige bacteriën

• Zijn reducenten, breken dode organismen helemaal af;
• Helpen bij voedselproductie: yoghurt, kaas, zuurkool;
• Via biotechnologie hulp door genetische modificatie;
• Ondersteunen het afweersysteem.

Virussen verspreiden hun  DNA, hierdoor ook variatie

Binas 77C

Binas 77D

Schimmels 

Evolutie

Het ontstaan en veranderen van levensvormen in de loop van zeer lange tijd. 

Grondlegger van theorie: Lamarck: geleidelijke ontwikkeling. 

Verder ontwikkeld door Charles Darwin in 1859.

De pijlers van de theorie

1. Er zijn genetische verschillen aanwezig tussen organismen van een soort: door geslachtelijke voortplanting en mutaties.

2. Natuurlijke selectie (survival of the fittest): één vorm heeft meer kans om zich voort te planten en de genen door te geven.

3. Worden de verschillen te groot, dan ontstaan nieuwe soorten.

Genetische verschillen zijn zichtbaar in het fenotype.

Ontstaan van verschillen:

genotype (de erfelijke eigenschappen) in combinatie met het milieu.

Het draait niet om het individu, maar om de soort!

Gevolg

Selectiedruk ten gunste van wat bruinere vachttypes tov lichtere vachttypes.

Deze vorm heeft meer kans om voort te planten, genen door te geven, bruinere vachtkleur als aanpassing op minder water en bruinere planten. 

Hoe meer variatie, hoe groter de overlevingskans.

Beantwoording evolutievraag

1. Er is genetische variatie in soort X;

2. Eigenschap Y heeft een voordeel;

3. hierdoor krijgen de organismen van soort X met eigenschap Y meer nakomelingen, waardoor deze in de loop van de tijd meer voor zal komen.

soort en populatie

Twee organismen horen tot één soort als zij onderling vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen (niet in een laboratorium).

Gebeurt uitwisseling van genen: dezelfde populatie. Er vindt 'gene flow' plaats.

Van één soort zijn meerdere populaties. 

Soorten evolutie

- Micro-evolutie: selectiedruk, allelfrequenties veranderen.

- Macro-evolutie: soortsvorming.

- Co-evolutie: het ene soort beïnvloedt het andere soort.

Hardy-Weinberg

- Toegepast om allelfrequenties te berekenen. 

- Voorwaarde: geen selectiedruk (niet reëel), wordt verondersteld.

Binas 93D

uitleg berekenen allelfrequentie

Uitgangsgedachte: gen met twee allelen: allel A en allel a. 

Allel A: frequentie p, allel a: frequentie q (afspraak). 

Een organisme heeft óf allel A, óf allel a, dus p + q=1. 

Kruising Aa x Aa levert in de F1: 1x AA, 2xAa, 1xaa, kans erop is dus p², 2pq, q². Dit zijn alle opties dus kans op deze combi=1, dus p²+2pq+q²=1. 

q² organismen die er recessief uitzien, de dominant uitziende organismen is som van p² en 2pq.

Frequentie q bepalen: q² is dan het aantal met het recessieve uiterlijk gedeeld door het totale aantal, q is de wortel hiervan; 

p= 1-q.

genetic drift

Kleine populatie afgescheiden van grote populatie: grote verschuivingen kunnen in allelfrequenties plaatsvinden: genetic drift.

Bij kleine aantallen makkelijk grote verschuivingen.

Ramp veroorzaakt random sterfte: het flessenhalseffect;

kleine groep gaat naar nieuw gebied: founder effect.

Drie oorzaken ontstaan nieuwe soort

Een oorzaak voor het ontstaan van een nieuw soort is reproductieve isolatie: lange tijd vindt geen voortplanting plaats tussen individuen van 2 of meer populaties.

Een nieuwe soort kan ook door geografische isolatie ontstaan: er is een bergketen ontstaan en daardoor kan men niet meer in contact komen. Ook verschillen in gedrag kunnen een oorzaak zijn van het ontstaan van nieuwe soorten.

Eilandtheorie van MacArthur en Wilson

Deze theorie voorspelt de hoeveelheid verschillende soorten op een eiland aan de hand van immigratie en extinctie. Een aanpassing hierop is het eilandbiogeografiemodel waarbij de grootte en de afstand tot het vaste land het aantal soorten dat voorkomt op een eiland bepaalt.

Binas 93C

typen soortsvorming

Allopatrische soortsvorming: populaties zijn geografisch van elkaar gescheiden, hierdoor geen uitwisseling van genen meer.

Sympatrische soortsvorming: de populaties leven bij elkaar maar gaan zich specialiseren, waardoor ze verschillend voedsel eten waar zij zich aan gaan passen. Na een tijdje zijn ze zo verschillend geworden dat ze onderling niet meer voort kunnen planten.

onderzoeksmethoden evolutie

kennis over ontwikkeling van het leven door

-1- fossielen

-2- vergelijkende anatomie

-3- embryologie

-4- evolutionaire genetica

Fossielen

• Zijn versteende resten van dieren of planten;
• overblijfselen of afdrukken in steen;
• ouderdom vaststellen mbv radioactieve isotopen.

Ouderdomsbepaling

Er zijn twee manieren van ouderdomsbepaling:

• relatief: door te onderzoeken welke fossielen in een bepaalde aardlaag zitten en deze te vergelijken met bekende fossielen in lagen met bekende ouderdom
• absoluut: door middel van radioactieve isotopen.

14C wordt met een bepaalde hoeveelheid ingebouwd. Na 5600 jaar is de helft vervallen. Meten is dus weten!

homoloog: zelfde bouw, dus gemeenschappelijke voorouder

analoog: andere bouw, geen gemeenschappelijke voorouder

Divergentie: bouwplan verandert niet, functie wel

Convergentie: organen met dezelfde functie, andere bouw

rudimentaire organen: worden minimaal gevormd, geen functie, gemeenschappelijke voorouder 

overeenkomst in embryonale ontwikkeling

Evolutionaire genetica

• niet alle veranderingen zijn zichtbaar;
• DNA code is dus nauwkeuriger; 
• Hoe meer overeenkomst in DNA sequentie, hoe groter verwantschap.

Cladistiek

Kenmerken beoordelen (bijvoorbeeld ‘aanwezig’ of ‘afwezig’); 

Hierdoor verwantschapsrelaties zichtbaar: cladogrammen.

cladogram