Hoofdstuk 10; Evolutie
10.1 Fossielen en hun ouderdom
Gaat een organisme dood, dan breken schimmels en bacteriën (reducenten, H8)
de resten af. In een droge of koude omgeving blijven dood organisme goed
bewaard. Resten en sporen van organismen uit een ver verleden zijn fossielen.
De meeste fossielen zijn afdrukken van organismen in een gesteente. De vorming
van een fossiel, de fossilisatie, begint vaak met een aardverschuiving, waarbij
een bodemlaag een dood organisme luchtdicht afdekt. De zachte delen zijn dan
al verteerd. Mineralen uit de bodem vervangen de organische stoffen in de
botresten. Dit gebeurd langzaam. Om die reden zijn de botten of schelpen die
heel erg oud zijn versteend wanneer onderzoekers ze vinden.
Bevroren of versteende fossielen leveren paleontologen (onderzoekers) veel
informatie. Aan de darminhoud kunnen ze zien wat de dieren aten en aan de
dikte van de botten en de afdruk van de plaatsen waar spieren aan de botten
zitten, leiden paleontologen af hoe een die bewoog. Tegenwoordig kunnen
onderzoekers vrij nauwkeurig kleuren bepalen (bijv. veren). In cellen geven
langwerpige organellen melanosomen, kleur aan de veer. Afhankelijk van het
type pigment, het aantal en de ordening van de melanosomen ontstaan rode,
zwarte en grijze kleuren. Zijn er geen melanosomen, dan is de veer wit.
Trilobieten (geleedpotigen zoals pissebedden) leefde vanaf het cambrium tot het
perm (Binas 94A). elke trilobietensoort leefde maar een heel beperkt deel van de
periode. Om die reden zijn trilobieten geschikt als gidsfossielen, fossielen
waarmee de ouderdom van een aardlaag ten opzichte van een of meer andere
aardlagen vast te stellen is. Vind een paleontoloog een Ceraurus trilobiet dan is
de aardlaag waarschijnlijk 450 miljoen jaar oud. Andere fossielen in diezelfde
aardlaag zijn dan ook zo oud. Met gidsfossielen de ouderdom van een aardlaag
en andere fossielen bepalen, is een manier van relatieve ouderdomsbepaling.
Je bepaalt dan de ouderdom van fossielen ten opzichte van elkaar.
Onderzoekers gebruiken voor een absolute ouderdomsbepaling radioactieve
atomen. Bij deze methode is de hoeveelheid radioactieve atomen in een steen of
fossiel de maat voor de ouderdom. Van veel atoomsoorten zijn meerdere
isotopen bekend (Binas 25A). Isotopen zijn elementen met verschillende
atoommassa’s 12C en het zwaardere isotoop 14C. 14C-isotopen zijn radioactief
ze vallen uit elkaar, waarbij ze straling afgeven en overgaan in 14N, dat niet meer
radioactief is radioactief verval. De tijd waarin de helft van de hoeveelheid
radioactieve isotopen uit elkaar valt, heet de halveringstijd. De halveringstijd van
radioactieve isotopen staat in Binas Tabel 25A). organismen nemen met zijn
voeding constant zeer kleine hoeveelheden radioactieve koolstofatomen op. Blijft
een organisme als fossiel bewaard, dan neemt het aantal radioactieve atomen in
het fossiel steeds verder af. Uit de verhouding 14C : 12C valt te bepalen hoe lang
geleden een organisme gestorven is. Probleem 14C vervalt snel waardoor
fossielen ouder dan 60 000 jaar onvoldoende radioactief koolstof bevat om te
kunnen dateren hoe oud ze zijn. Isotopen van kalium en uranium vervallen veel
langzamer dan koolstof. Met deze isotopen zijn dateringen van tot wel miljarden
jaren mogelijk.
, 10.2 soorten veranderen
Biologen gaan ervan uit dat nieuwe soorten ontstaan uit al bestaande soorten.
Een nieuwe eigenschap begint met een mutatie (H2), een verandering in een
gen in het DNA. Hierdoor ontstaat een genvariant, een allel. Veel mutaties
verlagen de overlevingskans van het organisme. Andere, vaak combinaties van
verschillende mutaties, leiden tot het ontstaan van een nieuwe eigenschap: het
fenotype van het organisme verandert. Zo kregen sommige dinosauriërs veren.
Gekleurde veren maakten een dinosaurus aantrekkelijk bij de balts. Het
vergrootte de voortplantingskansen van een organisme. Door dit voordeel kwam
het allel voor deze veren in steeds meer nakomelingen terecht ten koste van het
oorspronkelijke allel. Er vond een verschuiving plaats in de allelfrequentie, de
procentuele verdeling van de allelen van een bepaald gen in de populatie.
Uiteindelijk plantten de organismen met veren zich niet meer voort met de oude
soortgenoten zonder veren en was er een nieuw soort ontstaan. Evolutie, de
ontwikkeling van soorten in de tijd, gaat langzaam.
Radioactieve straling, uv-licht en bepaalde chemische stoffen zijn mutageen: zij
veroorzaken mutaties in het DNA.
- Puntmutatie: Een verandering in een base heet een puntmutatie (bron
8). Het kan leiden tot een nieuw allel, dat een eiwit levert met een andere
bouw of activiteit.
- Chromosoommutaties: Bij chromosoommutaties gaat het om een
verandering groten dan één base, vaak betreft het zelfs meerdere genen.
Hele stukken DNA kunnen verdwijnen, verdubbelen of omkeren. Delen van
chromosomen kunnen ook afbreken en zich hechten aan een ander
chromosoom of op een andere plaats terechtkomen in hetzelfde
chromosoom.
- Genoommutatie: Trisomie van chromosoom 21 (H9) bij mensen is een
voorbeeld van een genoommutatie, een verandering in het aantal
chromosomen. Door verdubbeling van diploïde cellen kunnen tetraploïde
cellen ontstaan. Tetraploïde cellen hebben van elk chromosoom vier
exemplaren. Zij ontstaan als een cel bij een mitose (H2) geen trekdraden
vormt. Hierdoor blijven de chromatiden bij elkaar in de cel en splitst de cel
niet. De kwekers kruisen de tetraploïde planten weer met diploïde planten,
wat triploïde nakomelingen oplevert.
Veel organismen planten zich geslachtelijk voort. Beide ouders geven de helft
(haploïd, n) van hun chromosomen door aan de nakomelingen. Deze
recombinatie van chromosomen en allelen geeft de nakomelingen allerlei
combinaties aan eigenschappen die niet bij de ouders voorkomen. Binnen een
populatie geeft geslachtelijke voortplanting meestal veel genetische variatie.
Al de allelen in een populatie samen, noem je de genenpool van een populatie.
De allelfrequentie van een allel voor een eigenschap waardoor je een groter
voortplantingssucces hebt, neemt met elke volgende generatie toe. Allerlei
factoren, zoals erfelijkheid en omgeving, bepalen welke individuen het langst
10.1 Fossielen en hun ouderdom
Gaat een organisme dood, dan breken schimmels en bacteriën (reducenten, H8)
de resten af. In een droge of koude omgeving blijven dood organisme goed
bewaard. Resten en sporen van organismen uit een ver verleden zijn fossielen.
De meeste fossielen zijn afdrukken van organismen in een gesteente. De vorming
van een fossiel, de fossilisatie, begint vaak met een aardverschuiving, waarbij
een bodemlaag een dood organisme luchtdicht afdekt. De zachte delen zijn dan
al verteerd. Mineralen uit de bodem vervangen de organische stoffen in de
botresten. Dit gebeurd langzaam. Om die reden zijn de botten of schelpen die
heel erg oud zijn versteend wanneer onderzoekers ze vinden.
Bevroren of versteende fossielen leveren paleontologen (onderzoekers) veel
informatie. Aan de darminhoud kunnen ze zien wat de dieren aten en aan de
dikte van de botten en de afdruk van de plaatsen waar spieren aan de botten
zitten, leiden paleontologen af hoe een die bewoog. Tegenwoordig kunnen
onderzoekers vrij nauwkeurig kleuren bepalen (bijv. veren). In cellen geven
langwerpige organellen melanosomen, kleur aan de veer. Afhankelijk van het
type pigment, het aantal en de ordening van de melanosomen ontstaan rode,
zwarte en grijze kleuren. Zijn er geen melanosomen, dan is de veer wit.
Trilobieten (geleedpotigen zoals pissebedden) leefde vanaf het cambrium tot het
perm (Binas 94A). elke trilobietensoort leefde maar een heel beperkt deel van de
periode. Om die reden zijn trilobieten geschikt als gidsfossielen, fossielen
waarmee de ouderdom van een aardlaag ten opzichte van een of meer andere
aardlagen vast te stellen is. Vind een paleontoloog een Ceraurus trilobiet dan is
de aardlaag waarschijnlijk 450 miljoen jaar oud. Andere fossielen in diezelfde
aardlaag zijn dan ook zo oud. Met gidsfossielen de ouderdom van een aardlaag
en andere fossielen bepalen, is een manier van relatieve ouderdomsbepaling.
Je bepaalt dan de ouderdom van fossielen ten opzichte van elkaar.
Onderzoekers gebruiken voor een absolute ouderdomsbepaling radioactieve
atomen. Bij deze methode is de hoeveelheid radioactieve atomen in een steen of
fossiel de maat voor de ouderdom. Van veel atoomsoorten zijn meerdere
isotopen bekend (Binas 25A). Isotopen zijn elementen met verschillende
atoommassa’s 12C en het zwaardere isotoop 14C. 14C-isotopen zijn radioactief
ze vallen uit elkaar, waarbij ze straling afgeven en overgaan in 14N, dat niet meer
radioactief is radioactief verval. De tijd waarin de helft van de hoeveelheid
radioactieve isotopen uit elkaar valt, heet de halveringstijd. De halveringstijd van
radioactieve isotopen staat in Binas Tabel 25A). organismen nemen met zijn
voeding constant zeer kleine hoeveelheden radioactieve koolstofatomen op. Blijft
een organisme als fossiel bewaard, dan neemt het aantal radioactieve atomen in
het fossiel steeds verder af. Uit de verhouding 14C : 12C valt te bepalen hoe lang
geleden een organisme gestorven is. Probleem 14C vervalt snel waardoor
fossielen ouder dan 60 000 jaar onvoldoende radioactief koolstof bevat om te
kunnen dateren hoe oud ze zijn. Isotopen van kalium en uranium vervallen veel
langzamer dan koolstof. Met deze isotopen zijn dateringen van tot wel miljarden
jaren mogelijk.
, 10.2 soorten veranderen
Biologen gaan ervan uit dat nieuwe soorten ontstaan uit al bestaande soorten.
Een nieuwe eigenschap begint met een mutatie (H2), een verandering in een
gen in het DNA. Hierdoor ontstaat een genvariant, een allel. Veel mutaties
verlagen de overlevingskans van het organisme. Andere, vaak combinaties van
verschillende mutaties, leiden tot het ontstaan van een nieuwe eigenschap: het
fenotype van het organisme verandert. Zo kregen sommige dinosauriërs veren.
Gekleurde veren maakten een dinosaurus aantrekkelijk bij de balts. Het
vergrootte de voortplantingskansen van een organisme. Door dit voordeel kwam
het allel voor deze veren in steeds meer nakomelingen terecht ten koste van het
oorspronkelijke allel. Er vond een verschuiving plaats in de allelfrequentie, de
procentuele verdeling van de allelen van een bepaald gen in de populatie.
Uiteindelijk plantten de organismen met veren zich niet meer voort met de oude
soortgenoten zonder veren en was er een nieuw soort ontstaan. Evolutie, de
ontwikkeling van soorten in de tijd, gaat langzaam.
Radioactieve straling, uv-licht en bepaalde chemische stoffen zijn mutageen: zij
veroorzaken mutaties in het DNA.
- Puntmutatie: Een verandering in een base heet een puntmutatie (bron
8). Het kan leiden tot een nieuw allel, dat een eiwit levert met een andere
bouw of activiteit.
- Chromosoommutaties: Bij chromosoommutaties gaat het om een
verandering groten dan één base, vaak betreft het zelfs meerdere genen.
Hele stukken DNA kunnen verdwijnen, verdubbelen of omkeren. Delen van
chromosomen kunnen ook afbreken en zich hechten aan een ander
chromosoom of op een andere plaats terechtkomen in hetzelfde
chromosoom.
- Genoommutatie: Trisomie van chromosoom 21 (H9) bij mensen is een
voorbeeld van een genoommutatie, een verandering in het aantal
chromosomen. Door verdubbeling van diploïde cellen kunnen tetraploïde
cellen ontstaan. Tetraploïde cellen hebben van elk chromosoom vier
exemplaren. Zij ontstaan als een cel bij een mitose (H2) geen trekdraden
vormt. Hierdoor blijven de chromatiden bij elkaar in de cel en splitst de cel
niet. De kwekers kruisen de tetraploïde planten weer met diploïde planten,
wat triploïde nakomelingen oplevert.
Veel organismen planten zich geslachtelijk voort. Beide ouders geven de helft
(haploïd, n) van hun chromosomen door aan de nakomelingen. Deze
recombinatie van chromosomen en allelen geeft de nakomelingen allerlei
combinaties aan eigenschappen die niet bij de ouders voorkomen. Binnen een
populatie geeft geslachtelijke voortplanting meestal veel genetische variatie.
Al de allelen in een populatie samen, noem je de genenpool van een populatie.
De allelfrequentie van een allel voor een eigenschap waardoor je een groter
voortplantingssucces hebt, neemt met elke volgende generatie toe. Allerlei
factoren, zoals erfelijkheid en omgeving, bepalen welke individuen het langst
