Samenvatting Humane evolutie
Hoorcollege evolutietheorie en de aarde
Evolutietheorie
Variational evolution
Ingrediënten voor evolutie van een soort volgens Darwin (en Wallis)
Vermogen tot reproductie + restricties van het milieu (beperkte bronnen)
Strijd om overleving (competitie) + erfelijke variaties
Natuurlijke selectie (bestaan van adaptieve kenmerken) + veranderingen in milieu
Evolutie (verschillen in adaptatie/aanpassingen van een soort)
Extern: selectie, drift + interne moleculaire reorganisatie evolutie
Transformational evolution
Jean-Baptiste Lamarck: ‘uitvinder' van het concept evolutie (op individueel niveau). Stelt dat
organen die niet gebruikt worden zullen verdwijnen en organen die nodig zijn zich
ontwikkelen. Tijdens het leven verworven eigenschappen worden doorgegeven aan
nakomelingen.
Over het algemeen wordt de evolutietheorie van Darwin het meeste aangehouden, maar we
hebben ook meerdere keren gezien dat je als individu ook kan evolueren (bijvoorbeeld bij
kinderen van vrouwen die zwanger waren tijdens de hongerwinter)
Biogenetische grondwet (Ernst Haeckel)
De ontogenie (=ontwikkeling van een individu) is een verkorte herhaling van de
fylogenie (afstammingslijn).
Tijdens de embryonale ontwikkeling doorloopt een organisme alle evolutionaire
voorstadia
Aan de embryologische ontwikkeling kan je ook evolutionaire geschiedenis aflezen.
- Blending inheritage: overerving ofwel van de moeder ofwel van
de vader, variatie verdwijnt. Werd verworpen door Mendel
-Genetica: werd beschreven door Gregor Mendel (in dezelfde tijd
als Darwin). Mendel beschreef principes van transmissiegenetica
(Mendeliaanse genetica): Discrete overerving
-Populatiegenetica: door mutaties ontstaan nieuwe varianten van
genen (allelen). Evolutie is verandering van allelfrequenties door
selectie en drift. Evolutie betreft ontwikkeling van een
soort/populatie! Niet van individu
Bewijsmateriaal voor de evolutie
– De eenheid van het leven op moleculaire schaal. De moleculaire eenheden zijn op
heel de aarde gelijk.
– Gelijkenissen en verschillen tussen soorten
– Overeenkomsten in embryologische ontwikkeling
– Rudimentaire structuren: VB. strottenhoofdzenuw bij de mens
– Fossielen
– Evolutie in actie: Voorbeeld hiervan is antibiotica resistentie.
1
,De Aarde – Gesteenten en ontstaan
Ontstaan van de aarde 4.6 miljard jaar geleden
De primitieve aarde
De aarde ontstond ongeveer 4.6 miljard jaar geleden als
condenserende gaswolk. Dichtere materialen trokken
steeds meer naar centrum.
Kern bevat ijzer en nikkel. Mantel bevat silicaten van met
name ijzer en magnesium. Buitenkant bevatte allerlei
silicaten en de buitenkant koelde langzaam af dunne
korst. Vulkanische activiteit heeft geleid tot uitstoot van
veel gassen atmosfeer van de primitieve aarde.
Gesteenten en hun oorsprong (3 belangrijke typen gesteenten)
1. Stollingsgesteente: magma stolt en kristalliseert en versteent. Erosie van
stollingsgesteente leidt tot sediment. Sedimenten kunnen verstenen (lithificatie);
2. Sedimentair gesteente: Bevat veel fossielen. Kan vervormen tot metamorfe
gesteente
3. Metamorfe gesteente: zou kunnen smelten tot magma
De bewegende aardkorst
De mantel en asthenosfeer is plastisch, hierdoor drijft de korst
(lithosfeer) als het ware. Aardkorst bestaat uit verschillende platen.
Wanneer magma de continentale platen uit elkaar duwt (divergentie),
zal het afgekoelde magma een nieuwe aardkorst vormen. Ergens
anders vindt dan subductie plaats: 2 platen/lithosferen botsen waarbij de ene plaat onder de
ander wordt geduwd, hierbij komt hitte en spanning vrij vulkanische activiteit of
aardbevingen.
Alfred Wegener: huidige contineten waren ooit 1 landmassa; Pangea. In de
landmassa ontstonden scheuren en de fragmenten dreven uit elkaar:
Continentale drift, wordt ondersteund door
– Vorm van kustlijnen en gesteenten
– Overeenkomsten in fossielen: overeenkomsten worden gevonden
tussen fossiele fauna’s van diverse continenten.
– Paleomagnetisme: magnetische velden van gesteenten
– Aardbevingen en vulkaanvorming
Subductie
De aarde bestaat uit 8 grote en een aantal kleinere tektonische platen.
Vulkanisme en gebergtevorming. Kan ontstaan bij de contactzones van 2
lithosferen. Gebieden met een hoge frequentie van aardbevingen en
vulkaanuitbarstingen duiden op breuklijnen en subductiezones
– Botsing van 2 oceanische platen
– Botsing van oceanische en continentale plaat. Omdat de oceanische
plaat zwaarder is zal deze onder duiken
– Botsing van continentale platen: leidt tot gebergtevorming
2
,Paleomagnetisme: Zones met een overeenkomstige magneetrichting aan weerzijden van een
spreidingsrug op de oceaanbodem.
Verspreiding van de hoofdgroepen van zoogdieren (mammalia)
– Monotremata (prototheria): eierleggende zoogdieren. Jong komt uit ei en wordt
daarna gezoogd. Oudste groep van zoogdieren, bevinden zich in Australië
(vogelbekdier)
– Marsupalia (metatheria): buideldieren: jong wordt prematuur geboren, ontwikkelt
zich in buidel (kangoeroe, koala)
– Placentalia (eutheria): placentale zoogdieren. Jong ontwikkelt zich in het lichaam van
de moeder
Isolatie van een land leidt tot soortvorming. Beringsstaat was een diepe trog die
altijd volstond met water. Toen deze droog kwam te vallen kon de mens oversteken
naar Amerika (vanuit Afrika).
Afrika werd lange tijd geïsoleerd
Andere factoren die bepalend zijn voor
de ontwikkeling van leven op aarde:
– Temperatuur(schommelingen)
– IJstijden
– Droogvallen (of niet) van
wateren tussen continenten
– Vulkanisme
– Externe invloeden (meteorieten)
De Aarde - tijdperken en fossielen
Dateringsmethoden in paleontologie
De ontwikkeling van leven op aarde kunnen we reconstrueren door fossielen en
fylogenetische relaties (op moleculairbiologische gegevens).
We kunnen materiaal dateren door
– Relatieve methoden; correlaties met bekende (reeds gedateerde) fossielen
– Absolute methoden: Argon-39/40 en Koolstof-14.
Absolute methode
Ieder isotoop heeft een andere levensduur bruikbaar voor een andere tijdschaal.
Halfwaardetijd (T ½): De tijd die nodig is om
de helft van de stof om te zetten, is een
exponentieel verband. Meting van C en
Product met de kennis van T ½ geeft een
schatting van de tijd sinds P=0.
Ratio Ar39/Ar40
Is indicatief voor leeftijd (Alleen voor stollingsgesteenten!) Bij een vulkanische
uitbarsting komen veel kalium39 en Kalium40 isotopen vrij. Vooral kalium40 is
3
, niet stabiel en dit vervalt in de tijd tot Argon-40. Argon is een gasvormig element, K-39 kan
ook worden omgezet tot Ar-39 door bestraling met neutronen. Met een gaschromatograaf
en spectrometer kan je de verhouding bepalen en dit zegt iets over de tijd sinds de aardlaag
is gevormd.
Datering met de 14C-methode
Onder invloed van komische straling ontstaat in de atmosfeer voortdurend 14CO2. 14CO2
wordt opgenomen door planten. Levende planten bevatten 14C en 12C naar rato ban de
concentratie in de atmosfeer. 14C vervalt relatief snel (T ½ (5700 jaar) tot 14N). Dood
organisch materiaal verliest 14C sneller dan 12C. 14C/12C is maat
voor tijd sinds het afsterven van een plant.
Fossielen
Fossielen kunnen gedateerd worden als ze aangetroffen worden
tussen 2 aardlagen die we kunnen dateren.
Fossil records (archieven):
– Fossielen vormen het beste wanneer er trage
decompositie/slechte afbraak (ontbinding) en snelle begraving/afdekking van planten
of dierlijke materialen is
– De fossil record bevat ruis/bias in Habitat, taxonomie en tijd(sperk)
Fossilisatie
– Wordt bedekt door grond/bladeren
– Rivieren brengen sediment naar de oceaan. In de sedimentlagen kunnen ontstaan
fossielen die de oceaanbodem bedekken. De oudste fossielen liggen het diepst.
– Fossielen kunnen ook bedekt raken in magma, maar we vinden weinig fossielen in
stollingsgesteente (door verbranding wordt materiaal niet goed behouden)
4 typen fossielen
1. Intact: doordat er geen ontbinding of afbraak plaatsvindt kan iets geheel intact
bewaard blijven.
2. Compressie: de sentimenten accumuleren bovenop bijvoorbeeld een blad, hierdoor
krijgen we een afdruk in een dunne koolstofrijke laag
3. Cast/afgietsel: het ontbonden afgietsel nadat iets is ontbonden. Hierdoor blijft een
gat echter, gevuld met opgeloste mineralen.
4. Permineralized: hout verteerd bijvoorbeeld heel langzaam, het neemt dan mineralen
op. Dit leidt tot verstening.
Wat bepaald kans van organisme op fossilisatie
– Uitwendig of inwendig skelet: dieren met een uitwendig skelet (zoals slakken)
hebben meer kans op fossilisatie doordat ze sneller afgedekt zijn van het uitwendige
milieu, daarnaast verteren zachte delen veel sneller.
– Leven in water/aan de waterkant: deze dieren komen eerder onder een goede laag
sediment terecht
– Klimaatomstandigheden en toeval
Slechte fossiele gegevens van
– Bacteriën, planten en schimmels en zeldzame soorten
– Organismen die in bomen leven
4
Hoorcollege evolutietheorie en de aarde
Evolutietheorie
Variational evolution
Ingrediënten voor evolutie van een soort volgens Darwin (en Wallis)
Vermogen tot reproductie + restricties van het milieu (beperkte bronnen)
Strijd om overleving (competitie) + erfelijke variaties
Natuurlijke selectie (bestaan van adaptieve kenmerken) + veranderingen in milieu
Evolutie (verschillen in adaptatie/aanpassingen van een soort)
Extern: selectie, drift + interne moleculaire reorganisatie evolutie
Transformational evolution
Jean-Baptiste Lamarck: ‘uitvinder' van het concept evolutie (op individueel niveau). Stelt dat
organen die niet gebruikt worden zullen verdwijnen en organen die nodig zijn zich
ontwikkelen. Tijdens het leven verworven eigenschappen worden doorgegeven aan
nakomelingen.
Over het algemeen wordt de evolutietheorie van Darwin het meeste aangehouden, maar we
hebben ook meerdere keren gezien dat je als individu ook kan evolueren (bijvoorbeeld bij
kinderen van vrouwen die zwanger waren tijdens de hongerwinter)
Biogenetische grondwet (Ernst Haeckel)
De ontogenie (=ontwikkeling van een individu) is een verkorte herhaling van de
fylogenie (afstammingslijn).
Tijdens de embryonale ontwikkeling doorloopt een organisme alle evolutionaire
voorstadia
Aan de embryologische ontwikkeling kan je ook evolutionaire geschiedenis aflezen.
- Blending inheritage: overerving ofwel van de moeder ofwel van
de vader, variatie verdwijnt. Werd verworpen door Mendel
-Genetica: werd beschreven door Gregor Mendel (in dezelfde tijd
als Darwin). Mendel beschreef principes van transmissiegenetica
(Mendeliaanse genetica): Discrete overerving
-Populatiegenetica: door mutaties ontstaan nieuwe varianten van
genen (allelen). Evolutie is verandering van allelfrequenties door
selectie en drift. Evolutie betreft ontwikkeling van een
soort/populatie! Niet van individu
Bewijsmateriaal voor de evolutie
– De eenheid van het leven op moleculaire schaal. De moleculaire eenheden zijn op
heel de aarde gelijk.
– Gelijkenissen en verschillen tussen soorten
– Overeenkomsten in embryologische ontwikkeling
– Rudimentaire structuren: VB. strottenhoofdzenuw bij de mens
– Fossielen
– Evolutie in actie: Voorbeeld hiervan is antibiotica resistentie.
1
,De Aarde – Gesteenten en ontstaan
Ontstaan van de aarde 4.6 miljard jaar geleden
De primitieve aarde
De aarde ontstond ongeveer 4.6 miljard jaar geleden als
condenserende gaswolk. Dichtere materialen trokken
steeds meer naar centrum.
Kern bevat ijzer en nikkel. Mantel bevat silicaten van met
name ijzer en magnesium. Buitenkant bevatte allerlei
silicaten en de buitenkant koelde langzaam af dunne
korst. Vulkanische activiteit heeft geleid tot uitstoot van
veel gassen atmosfeer van de primitieve aarde.
Gesteenten en hun oorsprong (3 belangrijke typen gesteenten)
1. Stollingsgesteente: magma stolt en kristalliseert en versteent. Erosie van
stollingsgesteente leidt tot sediment. Sedimenten kunnen verstenen (lithificatie);
2. Sedimentair gesteente: Bevat veel fossielen. Kan vervormen tot metamorfe
gesteente
3. Metamorfe gesteente: zou kunnen smelten tot magma
De bewegende aardkorst
De mantel en asthenosfeer is plastisch, hierdoor drijft de korst
(lithosfeer) als het ware. Aardkorst bestaat uit verschillende platen.
Wanneer magma de continentale platen uit elkaar duwt (divergentie),
zal het afgekoelde magma een nieuwe aardkorst vormen. Ergens
anders vindt dan subductie plaats: 2 platen/lithosferen botsen waarbij de ene plaat onder de
ander wordt geduwd, hierbij komt hitte en spanning vrij vulkanische activiteit of
aardbevingen.
Alfred Wegener: huidige contineten waren ooit 1 landmassa; Pangea. In de
landmassa ontstonden scheuren en de fragmenten dreven uit elkaar:
Continentale drift, wordt ondersteund door
– Vorm van kustlijnen en gesteenten
– Overeenkomsten in fossielen: overeenkomsten worden gevonden
tussen fossiele fauna’s van diverse continenten.
– Paleomagnetisme: magnetische velden van gesteenten
– Aardbevingen en vulkaanvorming
Subductie
De aarde bestaat uit 8 grote en een aantal kleinere tektonische platen.
Vulkanisme en gebergtevorming. Kan ontstaan bij de contactzones van 2
lithosferen. Gebieden met een hoge frequentie van aardbevingen en
vulkaanuitbarstingen duiden op breuklijnen en subductiezones
– Botsing van 2 oceanische platen
– Botsing van oceanische en continentale plaat. Omdat de oceanische
plaat zwaarder is zal deze onder duiken
– Botsing van continentale platen: leidt tot gebergtevorming
2
,Paleomagnetisme: Zones met een overeenkomstige magneetrichting aan weerzijden van een
spreidingsrug op de oceaanbodem.
Verspreiding van de hoofdgroepen van zoogdieren (mammalia)
– Monotremata (prototheria): eierleggende zoogdieren. Jong komt uit ei en wordt
daarna gezoogd. Oudste groep van zoogdieren, bevinden zich in Australië
(vogelbekdier)
– Marsupalia (metatheria): buideldieren: jong wordt prematuur geboren, ontwikkelt
zich in buidel (kangoeroe, koala)
– Placentalia (eutheria): placentale zoogdieren. Jong ontwikkelt zich in het lichaam van
de moeder
Isolatie van een land leidt tot soortvorming. Beringsstaat was een diepe trog die
altijd volstond met water. Toen deze droog kwam te vallen kon de mens oversteken
naar Amerika (vanuit Afrika).
Afrika werd lange tijd geïsoleerd
Andere factoren die bepalend zijn voor
de ontwikkeling van leven op aarde:
– Temperatuur(schommelingen)
– IJstijden
– Droogvallen (of niet) van
wateren tussen continenten
– Vulkanisme
– Externe invloeden (meteorieten)
De Aarde - tijdperken en fossielen
Dateringsmethoden in paleontologie
De ontwikkeling van leven op aarde kunnen we reconstrueren door fossielen en
fylogenetische relaties (op moleculairbiologische gegevens).
We kunnen materiaal dateren door
– Relatieve methoden; correlaties met bekende (reeds gedateerde) fossielen
– Absolute methoden: Argon-39/40 en Koolstof-14.
Absolute methode
Ieder isotoop heeft een andere levensduur bruikbaar voor een andere tijdschaal.
Halfwaardetijd (T ½): De tijd die nodig is om
de helft van de stof om te zetten, is een
exponentieel verband. Meting van C en
Product met de kennis van T ½ geeft een
schatting van de tijd sinds P=0.
Ratio Ar39/Ar40
Is indicatief voor leeftijd (Alleen voor stollingsgesteenten!) Bij een vulkanische
uitbarsting komen veel kalium39 en Kalium40 isotopen vrij. Vooral kalium40 is
3
, niet stabiel en dit vervalt in de tijd tot Argon-40. Argon is een gasvormig element, K-39 kan
ook worden omgezet tot Ar-39 door bestraling met neutronen. Met een gaschromatograaf
en spectrometer kan je de verhouding bepalen en dit zegt iets over de tijd sinds de aardlaag
is gevormd.
Datering met de 14C-methode
Onder invloed van komische straling ontstaat in de atmosfeer voortdurend 14CO2. 14CO2
wordt opgenomen door planten. Levende planten bevatten 14C en 12C naar rato ban de
concentratie in de atmosfeer. 14C vervalt relatief snel (T ½ (5700 jaar) tot 14N). Dood
organisch materiaal verliest 14C sneller dan 12C. 14C/12C is maat
voor tijd sinds het afsterven van een plant.
Fossielen
Fossielen kunnen gedateerd worden als ze aangetroffen worden
tussen 2 aardlagen die we kunnen dateren.
Fossil records (archieven):
– Fossielen vormen het beste wanneer er trage
decompositie/slechte afbraak (ontbinding) en snelle begraving/afdekking van planten
of dierlijke materialen is
– De fossil record bevat ruis/bias in Habitat, taxonomie en tijd(sperk)
Fossilisatie
– Wordt bedekt door grond/bladeren
– Rivieren brengen sediment naar de oceaan. In de sedimentlagen kunnen ontstaan
fossielen die de oceaanbodem bedekken. De oudste fossielen liggen het diepst.
– Fossielen kunnen ook bedekt raken in magma, maar we vinden weinig fossielen in
stollingsgesteente (door verbranding wordt materiaal niet goed behouden)
4 typen fossielen
1. Intact: doordat er geen ontbinding of afbraak plaatsvindt kan iets geheel intact
bewaard blijven.
2. Compressie: de sentimenten accumuleren bovenop bijvoorbeeld een blad, hierdoor
krijgen we een afdruk in een dunne koolstofrijke laag
3. Cast/afgietsel: het ontbonden afgietsel nadat iets is ontbonden. Hierdoor blijft een
gat echter, gevuld met opgeloste mineralen.
4. Permineralized: hout verteerd bijvoorbeeld heel langzaam, het neemt dan mineralen
op. Dit leidt tot verstening.
Wat bepaald kans van organisme op fossilisatie
– Uitwendig of inwendig skelet: dieren met een uitwendig skelet (zoals slakken)
hebben meer kans op fossilisatie doordat ze sneller afgedekt zijn van het uitwendige
milieu, daarnaast verteren zachte delen veel sneller.
– Leven in water/aan de waterkant: deze dieren komen eerder onder een goede laag
sediment terecht
– Klimaatomstandigheden en toeval
Slechte fossiele gegevens van
– Bacteriën, planten en schimmels en zeldzame soorten
– Organismen die in bomen leven
4
