Overzicht van de grote bouwplannen: dieren
Hoofdstuk 1: Inleiding
A) ALGEMEEN
1. Defenitie van dierlijk leven
1.1 Wat is dierkunde?
Dierkunde, biologie of zoölogie = studie van het leven
Wat is leven?? → moeilijk te definiëren want evolutie (verandering, gemeenschappelijke voorgeschiedenis, reeks
generieke kenmerken)
Bouwt op 3 aspecten: - gemeenschappelijke evolutionare oorsprong
- chemische en fysische grondbeginsels
- wetenschappelijke methode
Scientific method: 1. Observatie
2. Vraagstelling
3. Hypothese vorming
4. TESTEN; hypothese ondersteunen/ falscifieren → experiment of vergelijkende studie
5. conclusie
6. rapporteren
! oppassen met stappen overslaan = story telling!
Vraagstelling: 2 grote types vragen:
- Proximate vraag: hoe & wat vragen, het hier en nu; stap 4= EXPERIMENT
- Ultimate vraag: waarom & hoe vragen, evolutieve ontstaan en bestaan; stap 4= VGL. STUDIE
Generiek kenmerken van het ‘leven’:
Levende systemen vertonen een unieke en complexe moleculaire organisatie:
- Kleine moleculen zijn verenigd tot macromoleculen (nucleïne zuren, proteïnen, koolhydraten, lipiden)
- Hiërarchische niveaus (macromoleculen-cellen-organismen-populaties-species)
→ ontstaan kenmerken (evolutie) die op lagere niveaus niet kunnen ontstaan
Levende systemen kunnen zichzelf reproduceren, op elk niveau van de biologische hiërarchie:
(vb. genen repliceren, cellen delen, organismen planten voort, populaties fragmenteren, species splitsen)
Een genetisch programma zorg voor overerving van kenmerken:
- Code zit op DNA
- Evolutie = veranderende code
Organismen doorlopen een levenscyclus:
- De ontogenie beschrijft de karakteristieke veranderingen van een organisme, van het ontstaan tot het adulte
stadium
Metabolisme = zichzelf in stand houden van organismen door nutriënten uit hun omgeving op te nemen, eventueel af
te breken en opnieuw te gebruiken
- Metabole processen (vertering, respiratie v|d cel, synthese nieuwe molecules)
- In stand houden van interne milieu = homeostasis
Organismen interageren met hun omgeving = Ecologie
Belangrijke fysico-chemische grondbeginselen
- Wet behoud van energie (eerste wet thermodynamica)
- Wet van hogere entropie/wanorde (tweede wet thermodynamica)
Wat met: virussen, viroïden, prionen, … IS DIT LEVEN???
1
, 1.2 Wat is een dier?
Prokaryote cel Eukaryote cel
Onvolledige celbouw Door membraan afgelijnde kern
Geen organellen Genetisch materiaal georganiseer in
chromosomen
Enkele, grote DNA moleculen Complexe celbouw met meerdere door
membraan omgeven organellen
Geen kern
Op basis van rRNA vergelijking: indeling in drie domeinen:
- Bacteria + Archaea = prokarioten
- Eukarya = eukaryoten (ééncellig en meercellig)
- “virussen” staan naast systeem
a) Ontstaan eukaryote cel (hypothese):
Invouwen plasmamenbraan > kernmembraan en endoplasmatisch reticulum
b) Ontstaan ‘dierlijke’ eukaryote cel (hypothese):
Opname heterotrophe prokaryote cel (endosymbiose) > cellen met mitochondria
c) Ontstaan ‘plantaardige’ eukaryote cel (hypothese):
Bijkomende opname fotosynthtiserende prokaryote cel (endosymbiose) > cellen met plastiden (chloroplasten)
Verdeling in rijken:
Alternatieve verdeling:
- Regnum Archaebacteria of Archaea
- Regnum Eubacteria
- Regnum Protista
- Regnum Fungi
- Regnum Plantae
- Regnum Animalia
1.2.2 Diagnose van de zes rijken
ARCHAEBACTERIA
Microscopisch klein en prokaryoot; vb. methanogene bacteriën, extreem halofile bacteriën, thermofiele non-
methanogene bacteriën; eigen bacteriofage virussen
EUBACTERIA of MONERA
2
,Microscopisch klein en prokaryoot, zowel foto-autotroof als chemo-autotroof en heterotrofe organismen, beweeglijk
als onbeweeglijk, unicellulair als multicellulair, ubiquisten, sommige fotosynthese andere chemosynthese
PROTISTA
Alle unicellulair en kolonievormende eukaryote organismen, meestal microscopisch klein, vele foto-autotroof andere
heterotroof > eencellige foto-autotrofe Algae en heterotrofe Protozoa, basisgroep
FUNGI
Eukaryoot, geen fotosynthetische pigmenten, heterotroof
PLANTAE
Alle planten, eukaryote, multicellulaire foto-autotrofe organismen, stijve celwand
ANIMALIA
Alle eukaryote, multicellulaire organismen die een heterotrofe levenswijze hebben, koolhydraten opslaan als
glycogeen, geen stijve celwand wel plasmamembraan, sturctuureiwitten, zenum- en spierweefsel zijn uniek
(prikkelbaarheid&beweging), autonome beweging, meestal seksuele reproductie
2. Verschillende organisatieniveaus
Zie de generieke kenmerken van het leven
B) REPRODUCTIE & ONTWIKKELING
1. Celvermeerdering
Mitose: vorming gewone cellen= somatische cellen
- Verdubbeling celmateriaal (vooral erfelijk materiaal)
- Verdeling kernmateriaal over 2 dochterkernen
- Splitsing tot 2 dochtercellen
Meiose: (=reductiedeling) vorming geslachtscellen = germinatieve cellen
- Enkel in voortplantingsorganen tijdens gametogenisis (spermatogenesis,
oögenesis)
- Reductiedeling: diploïde (2n) moedercel naar haploïde (n) dochtercellen
- Één verdubbeling van aantal chromosomen (4n)
- Twee opeenvolgende delingen (meiose 1 & 2)
2. Voortplantingsvormen
2.1 Aseksuele voortplanting
Slechts door 1 ouder, geen tussenkomst van gameten, ontstaan klonen
- Binaire deling: deelt cellichaam mitotisch in 2 ong gelijke delen die elk uitgroeien tot individuele cellen
- Knopvorming: ongelijke deling, nieuw ontstane organisme is uitgroei (knop) van ouder
- Gemmulatie: vorming nieuw individu uitgaande van aggregatie van cellen omgeven door een resistente
membraan die men gemmula noemt
- Fragmentatie: multicellulaire organismen in twee of meer fragmenten opbreken
2.2 Seksuele voortplanting
Biparentale voortplanting:
- Gameten afkomstig van 2 ouders
- Gameten geproduceerd in speciale organen (testes, ovaria)
- Vaak ook secundaire voortplantingsorganen (transport en opvang van gameten)
Parthenogenese: embryo ontwikkelt uit niet-bevruchte eicel
- Ameiotische parthenogenese:
o Eicel gevormd door mitose
3
, o Nakomeling exacte kloon van moeder
o Soms stimulus door mannelijk sperma nodig
- Meiotische parthenogenese:
o Haploïde eicel
o Ontwikkeling zonder bevruchting
o Soms stimulus door mannelijk sperma nodig
Hermafroditisme:
- Hetzelfde individu produceert zowel ova als spermatozoa
- Soms zelfbevruchting, meestal kruisbevruchting
- Soms sequentieel hermafroditisme
IS SEKS WEL DE MOEITE?
- Hoge kosten
- Trager dan aseksuele voortplanting
- Voordelen:
o Grote variabilitiet bij nakomlingen
o Betere respons op andere omstandigheden
o Betere respons tegen parasieten (‘red queen’ hypothese)
Samensmelting van haploïde gameten
o Spermatozoa (zaadcellen)
- Zeer beweeglijk, vrij klein
- Weinig mitochondria, weinig andere organellen
- Cel met (meestal) lange flagel
- Kop beschermt met acrosoom
o Ova (eicellen)
- Onbewijglijk, vrij groot, veel mitochondria
- (meestal veel) dooier (vitellus, deutoplasma) in cytoplasma
- Polaritieit: animale pool: celkern, ribosomen, mitochondria – vegetatieve pool:
dooier – vershcillende typen
▪ Oligolecitaal ei: kleiner dan 1mm; weinig dooier, gelijkmatig verdeeld
▪ Mesolecitaal ei: van 1-10 mm; veel dooier, duidelijk concentreert in vegetatieve pool, aan
andere pool kern
▪ Telolecitaal ei: enkele mm tot verscheidene cm; zeer veel dooier (=macrolecitaal) cytoplasma
samengedrukt aan oppervlakte (kiemschijf)
▪ Centrolecitaal ei: enkele mm; veel tot zeer veel dooier, omringd door dunne
cytoplasmatische schorslaag, kern centraal
3. Ontwikkeling
- Gameten smelten samen tot een diploïde zygote
- Verhoogde kans op fertilisatie:
o Externe bevruchting: grote aantallen zaadcellen, in nabijheid eicellen geloosd
o Interne bevruchting: spermatoforen opgenomen door vrouwtjes in receptaculum OF coïtus: sperma
met semen afgezet in vrouwtje in oviducti of in spermatheca/receptacculum seminis
- Na fertilisatie verdere onwikkeling
o Zygote
o Klieving:
4
Hoofdstuk 1: Inleiding
A) ALGEMEEN
1. Defenitie van dierlijk leven
1.1 Wat is dierkunde?
Dierkunde, biologie of zoölogie = studie van het leven
Wat is leven?? → moeilijk te definiëren want evolutie (verandering, gemeenschappelijke voorgeschiedenis, reeks
generieke kenmerken)
Bouwt op 3 aspecten: - gemeenschappelijke evolutionare oorsprong
- chemische en fysische grondbeginsels
- wetenschappelijke methode
Scientific method: 1. Observatie
2. Vraagstelling
3. Hypothese vorming
4. TESTEN; hypothese ondersteunen/ falscifieren → experiment of vergelijkende studie
5. conclusie
6. rapporteren
! oppassen met stappen overslaan = story telling!
Vraagstelling: 2 grote types vragen:
- Proximate vraag: hoe & wat vragen, het hier en nu; stap 4= EXPERIMENT
- Ultimate vraag: waarom & hoe vragen, evolutieve ontstaan en bestaan; stap 4= VGL. STUDIE
Generiek kenmerken van het ‘leven’:
Levende systemen vertonen een unieke en complexe moleculaire organisatie:
- Kleine moleculen zijn verenigd tot macromoleculen (nucleïne zuren, proteïnen, koolhydraten, lipiden)
- Hiërarchische niveaus (macromoleculen-cellen-organismen-populaties-species)
→ ontstaan kenmerken (evolutie) die op lagere niveaus niet kunnen ontstaan
Levende systemen kunnen zichzelf reproduceren, op elk niveau van de biologische hiërarchie:
(vb. genen repliceren, cellen delen, organismen planten voort, populaties fragmenteren, species splitsen)
Een genetisch programma zorg voor overerving van kenmerken:
- Code zit op DNA
- Evolutie = veranderende code
Organismen doorlopen een levenscyclus:
- De ontogenie beschrijft de karakteristieke veranderingen van een organisme, van het ontstaan tot het adulte
stadium
Metabolisme = zichzelf in stand houden van organismen door nutriënten uit hun omgeving op te nemen, eventueel af
te breken en opnieuw te gebruiken
- Metabole processen (vertering, respiratie v|d cel, synthese nieuwe molecules)
- In stand houden van interne milieu = homeostasis
Organismen interageren met hun omgeving = Ecologie
Belangrijke fysico-chemische grondbeginselen
- Wet behoud van energie (eerste wet thermodynamica)
- Wet van hogere entropie/wanorde (tweede wet thermodynamica)
Wat met: virussen, viroïden, prionen, … IS DIT LEVEN???
1
, 1.2 Wat is een dier?
Prokaryote cel Eukaryote cel
Onvolledige celbouw Door membraan afgelijnde kern
Geen organellen Genetisch materiaal georganiseer in
chromosomen
Enkele, grote DNA moleculen Complexe celbouw met meerdere door
membraan omgeven organellen
Geen kern
Op basis van rRNA vergelijking: indeling in drie domeinen:
- Bacteria + Archaea = prokarioten
- Eukarya = eukaryoten (ééncellig en meercellig)
- “virussen” staan naast systeem
a) Ontstaan eukaryote cel (hypothese):
Invouwen plasmamenbraan > kernmembraan en endoplasmatisch reticulum
b) Ontstaan ‘dierlijke’ eukaryote cel (hypothese):
Opname heterotrophe prokaryote cel (endosymbiose) > cellen met mitochondria
c) Ontstaan ‘plantaardige’ eukaryote cel (hypothese):
Bijkomende opname fotosynthtiserende prokaryote cel (endosymbiose) > cellen met plastiden (chloroplasten)
Verdeling in rijken:
Alternatieve verdeling:
- Regnum Archaebacteria of Archaea
- Regnum Eubacteria
- Regnum Protista
- Regnum Fungi
- Regnum Plantae
- Regnum Animalia
1.2.2 Diagnose van de zes rijken
ARCHAEBACTERIA
Microscopisch klein en prokaryoot; vb. methanogene bacteriën, extreem halofile bacteriën, thermofiele non-
methanogene bacteriën; eigen bacteriofage virussen
EUBACTERIA of MONERA
2
,Microscopisch klein en prokaryoot, zowel foto-autotroof als chemo-autotroof en heterotrofe organismen, beweeglijk
als onbeweeglijk, unicellulair als multicellulair, ubiquisten, sommige fotosynthese andere chemosynthese
PROTISTA
Alle unicellulair en kolonievormende eukaryote organismen, meestal microscopisch klein, vele foto-autotroof andere
heterotroof > eencellige foto-autotrofe Algae en heterotrofe Protozoa, basisgroep
FUNGI
Eukaryoot, geen fotosynthetische pigmenten, heterotroof
PLANTAE
Alle planten, eukaryote, multicellulaire foto-autotrofe organismen, stijve celwand
ANIMALIA
Alle eukaryote, multicellulaire organismen die een heterotrofe levenswijze hebben, koolhydraten opslaan als
glycogeen, geen stijve celwand wel plasmamembraan, sturctuureiwitten, zenum- en spierweefsel zijn uniek
(prikkelbaarheid&beweging), autonome beweging, meestal seksuele reproductie
2. Verschillende organisatieniveaus
Zie de generieke kenmerken van het leven
B) REPRODUCTIE & ONTWIKKELING
1. Celvermeerdering
Mitose: vorming gewone cellen= somatische cellen
- Verdubbeling celmateriaal (vooral erfelijk materiaal)
- Verdeling kernmateriaal over 2 dochterkernen
- Splitsing tot 2 dochtercellen
Meiose: (=reductiedeling) vorming geslachtscellen = germinatieve cellen
- Enkel in voortplantingsorganen tijdens gametogenisis (spermatogenesis,
oögenesis)
- Reductiedeling: diploïde (2n) moedercel naar haploïde (n) dochtercellen
- Één verdubbeling van aantal chromosomen (4n)
- Twee opeenvolgende delingen (meiose 1 & 2)
2. Voortplantingsvormen
2.1 Aseksuele voortplanting
Slechts door 1 ouder, geen tussenkomst van gameten, ontstaan klonen
- Binaire deling: deelt cellichaam mitotisch in 2 ong gelijke delen die elk uitgroeien tot individuele cellen
- Knopvorming: ongelijke deling, nieuw ontstane organisme is uitgroei (knop) van ouder
- Gemmulatie: vorming nieuw individu uitgaande van aggregatie van cellen omgeven door een resistente
membraan die men gemmula noemt
- Fragmentatie: multicellulaire organismen in twee of meer fragmenten opbreken
2.2 Seksuele voortplanting
Biparentale voortplanting:
- Gameten afkomstig van 2 ouders
- Gameten geproduceerd in speciale organen (testes, ovaria)
- Vaak ook secundaire voortplantingsorganen (transport en opvang van gameten)
Parthenogenese: embryo ontwikkelt uit niet-bevruchte eicel
- Ameiotische parthenogenese:
o Eicel gevormd door mitose
3
, o Nakomeling exacte kloon van moeder
o Soms stimulus door mannelijk sperma nodig
- Meiotische parthenogenese:
o Haploïde eicel
o Ontwikkeling zonder bevruchting
o Soms stimulus door mannelijk sperma nodig
Hermafroditisme:
- Hetzelfde individu produceert zowel ova als spermatozoa
- Soms zelfbevruchting, meestal kruisbevruchting
- Soms sequentieel hermafroditisme
IS SEKS WEL DE MOEITE?
- Hoge kosten
- Trager dan aseksuele voortplanting
- Voordelen:
o Grote variabilitiet bij nakomlingen
o Betere respons op andere omstandigheden
o Betere respons tegen parasieten (‘red queen’ hypothese)
Samensmelting van haploïde gameten
o Spermatozoa (zaadcellen)
- Zeer beweeglijk, vrij klein
- Weinig mitochondria, weinig andere organellen
- Cel met (meestal) lange flagel
- Kop beschermt met acrosoom
o Ova (eicellen)
- Onbewijglijk, vrij groot, veel mitochondria
- (meestal veel) dooier (vitellus, deutoplasma) in cytoplasma
- Polaritieit: animale pool: celkern, ribosomen, mitochondria – vegetatieve pool:
dooier – vershcillende typen
▪ Oligolecitaal ei: kleiner dan 1mm; weinig dooier, gelijkmatig verdeeld
▪ Mesolecitaal ei: van 1-10 mm; veel dooier, duidelijk concentreert in vegetatieve pool, aan
andere pool kern
▪ Telolecitaal ei: enkele mm tot verscheidene cm; zeer veel dooier (=macrolecitaal) cytoplasma
samengedrukt aan oppervlakte (kiemschijf)
▪ Centrolecitaal ei: enkele mm; veel tot zeer veel dooier, omringd door dunne
cytoplasmatische schorslaag, kern centraal
3. Ontwikkeling
- Gameten smelten samen tot een diploïde zygote
- Verhoogde kans op fertilisatie:
o Externe bevruchting: grote aantallen zaadcellen, in nabijheid eicellen geloosd
o Interne bevruchting: spermatoforen opgenomen door vrouwtjes in receptaculum OF coïtus: sperma
met semen afgezet in vrouwtje in oviducti of in spermatheca/receptacculum seminis
- Na fertilisatie verdere onwikkeling
o Zygote
o Klieving:
4
