PGO TAAK 12
1. Hoe is het leven op aarde ontstaan?
Introductie van de geschiedenis van het leven op aarde (GvhLoA)
De aarde en andere planeten van ons zonnestelsel ontstonden ongeveer 4.56 miljard jaar
geleden, de eerste miljoenen jaren was er geen leven door extreme condities. Enkele 100-
miljoenen jaren nadat er vloeibaar water was (4.4 miljard jaar geleden) was er leven. De
geologische tijdschaal evenredig weergeven laat zien dat dieren pas de laatste 15% van de tijd
bestaan en dat het leven er al snel was, ca. 50% van de tijd leefden er alleen eencelligen.
Een leven organisme voldoet aan 3 regels
- Metabolisme: het zet stoffen om voor energie en onderhoud: metabolisme
- Replicatie: het heeft een systeem om zich te repliceren (voortplanten)
- Compartimentering: het bezit een omhulsel waarin bovenstaande systemen in een
stabiele omgeving kunnen functioneren: een cel met homeostase
Andere levenskenmerken (groei, ontwikkeling, aanpassen, waarnemen) komen voort uit
bovenstaande voorwaarden.
Hoe begon het leven, hypothese over het ontstaan
van leven: subsurface origin synthesis
1. Synthese kleine organische moleculen: eerst
ontstonden er kleine organische moleculen
(aminozuren, nucleotiden) in poriën van
vulkanisch gesteente. Dit zijn de bouwstenen van
leven.
- Organische moleculen kunnen ontstaan
zijn in vulkanische omstandigheden onder
water of ze kunnen op aarde gebracht zijn
met meteorieten.
, 2. Samengaan van kleine organische moleculen tot macromoleculen: deze gaan vervolgens
samen tot macromoleculen (eiwitten (uit aminozuren) en nucleïnezuren (RNA)), zodat
stofwisselingsreacties en replicatie worden gekoppeld.
- Diverse onderzoeken tonen aan dat binding tussen RNA-basen of aminozuren aan zand,
klei en/of steen spontaan leidt tot RNA- of peptide-polymeren. De zo ontstane polymeren
kunnen verdere chemische reacties katalyseren, waardoor de stofwisseling en
moleculaire replicaties elkaar kunnen versterken.
Zelf-replicatie en de RNA-wereld hypothese: eerste genetische materiaal
was waarschijnlijk RNA
- RNA bevat erfelijke informatie, net zoals DNA. Het voert
katalystische reacties (ribozyemen) uit, net zoals eiwitten
(enzymen)
- In de RNA-wereld zorgde evolutie voor steeds betere
replicatiesystemen
- DNA nam de rol van RNA als drager van erfelijke informatie over
3. Verpakken van moleculen en reacties in proto-cellen: het uiteindelijk verpakken van bij de
reacties betrokken moleculen in proto-cellen met celmembraan leidt tot de eerste levensvormen.
- Cellen ontstonden na de replicatie en stofwisselingssystemen
- Blaasjes met membranen vertonen eigenschappen van het leven zoals: simpele
reproductie met behulp van een zachte kleisoort, eenvoudige stofwisseling door opname
organische stoffen en het handhaven van een intern milieu zodat het afwijkt van die in de
omgeving (homeostase)
- Blaasjes met betere eigenschappen worden talrijker, voorlopers echte cellen
2. Wat waren de 5/6 alles bepalende gebeurtenissen?
Gebeurtenissen die het leven op aarde hebben gevormd
- Hoe begon het leven (wat is er nodig, diverse stappen, stromatolieten)
- Zuurstof in de atmosfeer (fotosynthese, cyanobacteriën stromatolieten)
- Ontstaan eukaryoten (endosymbiose)
- Ontstaan meercellig leven
- Cambrische radiatie (explosie)
- Kolonisatie land
1. Hoe het leven begon: de oudste aanwijzingen voor het leven:
- Van het eerste leven zijn geen overblijfselen teruggevonden, het oudste bevestigde bewijs
is een fossiel met meerdere bacteriën.
- Het oudste bewijs van leven is van stenen structuren die nu nog worden gevormd.
Cyanobacteriën en ander prokaryoten zetten sediment vast, waardoor er gelaagde stenen
ontstaan: de stromatolieten.
- Bacteria en Archaea die dat niet doen bestonden ongetwijfeld ook al, maar geen fossielen
- Bepaalde makers van stromatolieten van 3 miljard jaar terug deden mogelijk al aan
fotosynthese.
1. Hoe is het leven op aarde ontstaan?
Introductie van de geschiedenis van het leven op aarde (GvhLoA)
De aarde en andere planeten van ons zonnestelsel ontstonden ongeveer 4.56 miljard jaar
geleden, de eerste miljoenen jaren was er geen leven door extreme condities. Enkele 100-
miljoenen jaren nadat er vloeibaar water was (4.4 miljard jaar geleden) was er leven. De
geologische tijdschaal evenredig weergeven laat zien dat dieren pas de laatste 15% van de tijd
bestaan en dat het leven er al snel was, ca. 50% van de tijd leefden er alleen eencelligen.
Een leven organisme voldoet aan 3 regels
- Metabolisme: het zet stoffen om voor energie en onderhoud: metabolisme
- Replicatie: het heeft een systeem om zich te repliceren (voortplanten)
- Compartimentering: het bezit een omhulsel waarin bovenstaande systemen in een
stabiele omgeving kunnen functioneren: een cel met homeostase
Andere levenskenmerken (groei, ontwikkeling, aanpassen, waarnemen) komen voort uit
bovenstaande voorwaarden.
Hoe begon het leven, hypothese over het ontstaan
van leven: subsurface origin synthesis
1. Synthese kleine organische moleculen: eerst
ontstonden er kleine organische moleculen
(aminozuren, nucleotiden) in poriën van
vulkanisch gesteente. Dit zijn de bouwstenen van
leven.
- Organische moleculen kunnen ontstaan
zijn in vulkanische omstandigheden onder
water of ze kunnen op aarde gebracht zijn
met meteorieten.
, 2. Samengaan van kleine organische moleculen tot macromoleculen: deze gaan vervolgens
samen tot macromoleculen (eiwitten (uit aminozuren) en nucleïnezuren (RNA)), zodat
stofwisselingsreacties en replicatie worden gekoppeld.
- Diverse onderzoeken tonen aan dat binding tussen RNA-basen of aminozuren aan zand,
klei en/of steen spontaan leidt tot RNA- of peptide-polymeren. De zo ontstane polymeren
kunnen verdere chemische reacties katalyseren, waardoor de stofwisseling en
moleculaire replicaties elkaar kunnen versterken.
Zelf-replicatie en de RNA-wereld hypothese: eerste genetische materiaal
was waarschijnlijk RNA
- RNA bevat erfelijke informatie, net zoals DNA. Het voert
katalystische reacties (ribozyemen) uit, net zoals eiwitten
(enzymen)
- In de RNA-wereld zorgde evolutie voor steeds betere
replicatiesystemen
- DNA nam de rol van RNA als drager van erfelijke informatie over
3. Verpakken van moleculen en reacties in proto-cellen: het uiteindelijk verpakken van bij de
reacties betrokken moleculen in proto-cellen met celmembraan leidt tot de eerste levensvormen.
- Cellen ontstonden na de replicatie en stofwisselingssystemen
- Blaasjes met membranen vertonen eigenschappen van het leven zoals: simpele
reproductie met behulp van een zachte kleisoort, eenvoudige stofwisseling door opname
organische stoffen en het handhaven van een intern milieu zodat het afwijkt van die in de
omgeving (homeostase)
- Blaasjes met betere eigenschappen worden talrijker, voorlopers echte cellen
2. Wat waren de 5/6 alles bepalende gebeurtenissen?
Gebeurtenissen die het leven op aarde hebben gevormd
- Hoe begon het leven (wat is er nodig, diverse stappen, stromatolieten)
- Zuurstof in de atmosfeer (fotosynthese, cyanobacteriën stromatolieten)
- Ontstaan eukaryoten (endosymbiose)
- Ontstaan meercellig leven
- Cambrische radiatie (explosie)
- Kolonisatie land
1. Hoe het leven begon: de oudste aanwijzingen voor het leven:
- Van het eerste leven zijn geen overblijfselen teruggevonden, het oudste bevestigde bewijs
is een fossiel met meerdere bacteriën.
- Het oudste bewijs van leven is van stenen structuren die nu nog worden gevormd.
Cyanobacteriën en ander prokaryoten zetten sediment vast, waardoor er gelaagde stenen
ontstaan: de stromatolieten.
- Bacteria en Archaea die dat niet doen bestonden ongetwijfeld ook al, maar geen fossielen
- Bepaalde makers van stromatolieten van 3 miljard jaar terug deden mogelijk al aan
fotosynthese.
