Presentatie 1 Biodiversiteit en diersytematiek
Waar komt leven vandaan:
Omstandigheden op de vroege aarde maakten het ontstaan van leven mogelijk. Chemische en
fysische processen op de vroege aarde produceerden de eerste simpele cellen. Geologische
gebeurtenissen die leefmilieus veranderen, veranderen de richting van evolutie. Omgekeerd
verandert het leven de planeet die het bewoont.
De synthese van organische bouwstenen op de vroege aarde:
De aarde ontstond 4,6 miljard geleden samen met de rest van het zonnestelsel. De vroeger
atmosfeer van de aarde bevatte waterdamp en allerlei chemicaliën afkomstig van vulkanische
uitbarstingen.
In de atmosfeer
Simulaties van een vroege atmosfeer hebben organische moleculen uit anorganische moleculen
geproduceerd, maar het bestaan van een dergelijke atmosfeer op de aarde is onwaarschijnlijk. De
‘atmosfeer’ uit het systeem bestond uit H2, methaan (CH4), ammonia (NH3), en waterdamp.
In de zee
In plaats van te ontstaan in de atmosfeer, zijn de eerste organische bouwstenen mogelijk
gesynthetiseerd bij vulkanen en vulkanische pijpen op de zeebodem.
Buitenaardse bronnen van organische bestanddelen.
Sommige van de organische bestanddelen waaruit het leven ontstond kunnen uit de ruimte
afkomstig zijn (Aards leven heeft alleen linksdraaiende moleculen (aminozuren, suikers), terwijl
vergelijkbare bestanddelen uit de ruimte zowel links- als rechtsdraaiend zijn).
Koolstof bouwstenen zijn gevonden in sommige meteorieten die op de aarde zijn neergekomen.
Astrobiologie hebben bouwstenen van DNA gevonden in meteorieten.
De abiotische synthese van polymeren; kleine organische moleculen polymeriseren wanneer ze zijn
geconcentreerd op heet zand, klei of steen. Een polymeer is een molecuul dat bestaat uit een
sequentie van een of meer identieke of soortgelijke delen die aan elkaar zijn gekoppeld.
Protobionten -> aggregaten van abiotisch geproduceerde moleculen, omgeven door een membraan
Ze kunnnen spontaan ontstaan uit abiotische organische bestanddelen.
De wereld van RNA en de oorsprong van natuurlijke selectie
Het eerste genetische materiaal was waarschijnlijk RNA, geen DNA. Vroege protobionten met
zelfreplicerend, kataliserend RNA, zouden veel effectiever zijn in het gebruik van grondstoffen en
zouden daardoor in aantal toenemen als gevolg van natuurlijke selectie.
De chronologie van het leven op aarde wordt weergegeven door de fossielen in de sedimenten van
de aarde. Sedimentair lagen onthullen de relatieve ouderdom van fossielen. Ze kunnen worden
gedateerd door bijv radiometrische datering (werkt met de halveringstijd).
Koolstofdatering -> organisch materiaal jonger dan 60.000 jaar. Uranium-thoriumdatering ->
koraal, kalk en fossiele beenderen van een paar tot 700.000 jaar oud. Kalium-argondatering en
argon-argondatering -> metamorf gesteente en stollingsgesteente ouder dan 100.000 jaar. Uranium-
looddatering -> ouderdommen van 1 miljoen tot vele miljarden jaren.
, Datering kan ook door het magnetisme van gesteentelagen te meten. De magnetische noord en
zuidpolen zijn in het verleden omgekeerd, en de sporen daarvan zijn terug te vinden in
gesteentelagen over de hele wereld.
Met index fossielen: vergelijkbare fossielen, gevonden in dezelfde lagen, op verschillende
vindplaatsen maken het mogelijk lagen van de ene vindplaats te correleren met lagen op een andere
locatie. In de loop van de tijd zijn contineten gedrift. Volgens de platentektoniek bewegen de
continenten (platen) als gevolg van convectiestroming in de mantel. Ze bewegen langzaam van
elkaar af, botsen tegen elkaar, schuiven onder elkaar door, of schuren langs elkaar heen.
Geologische geschiedenis
Door gesteenten en fossielen op zeer veel verschillende plaatsen te bestuderen en te vergelijken
hebben geologen een geologisch 'archief' van de geschiedenis van de aarde kunnen maken met
verschillende perioden. Veel van deze perioden markeren grote veranderingen in de samenstelling
van fossielen-soorten.
Sneeuwbal op aarde -> 650 mln jaar geleden was aarde zo koud dat het zo goed als bevroren was.
CO2 kon niet worden opgenomen maar werd door vulkanische activiteit aangevoerd. Door dit werd
het dierenwereld sterk uitgedund. Het fossiel 'archief' toont een aantal perioden waarin globale
veranderingen van het leefmilieu zo snel en ontregelend waren dat een groot deel van de soorten
uitstierf.
Twee grote uitstervingen
1. Perm -> permische uitsterving (251 mln geleden). Vernietigde 96% van alle diersoorten in
zee. Ook 8 van de 27 ordes der insecten. Is waarschijnlijk een gevolg geweest van enorme
vulkanische uitbarstingen en klimaatverandering.
2. Het Krijt -> (65 mijl geleden). Betekende het einde van veel zee en landdieren, dinosauriërs.
Was naar men aanneemt het gevolg van de inslag van een grote meteoor, of zelfs meerdere
inslagen
De eerste prokaryoten evolueerde, gebruikten en veranderen de jonge aarde. Waren de enige
bewoners op aarde van 3.5 tot 2 miljard jaar geleden. De oudste fossielen zijn stromatolieten,
steenachtige structuren opgebouwd uit vele lagen bacteriën en sediment, welke 3,5 miljard jaar
terug gedateerd zijn.
Fotosynthese en de zuurstof revolutie: blauwwieren. Oxgene fotosynthese ontstond waarschijnlijk
3.5 miljard jaar gelden in Cyanobacterie. Je ziet dat er zuurstof ontstaat, omdat er ijzeroxide laagjes
neerslaan op de bodem door de aanwezigheid van zuurstof.
Zuurstof in de atmosfeer betekende dat een uitdaging voor het leven. Het bood gelegenheid om
overvloedig energie uit licht te verkrijgen. Het bood ook organisme de gelegenheid nieuwe
ecosystemen op te bouwen.
Eukaryotische cellen ontstonden 2,1 miljard jaar geleden uit symbiose en genetische uitwisseling
tussen Prokaryoten. Hoe ontwikkelde complexe eukaryotische cellen vanuit de veel simpelere
prokaryotische cellen? -> Endosymbiose.
Waar komt leven vandaan:
Omstandigheden op de vroege aarde maakten het ontstaan van leven mogelijk. Chemische en
fysische processen op de vroege aarde produceerden de eerste simpele cellen. Geologische
gebeurtenissen die leefmilieus veranderen, veranderen de richting van evolutie. Omgekeerd
verandert het leven de planeet die het bewoont.
De synthese van organische bouwstenen op de vroege aarde:
De aarde ontstond 4,6 miljard geleden samen met de rest van het zonnestelsel. De vroeger
atmosfeer van de aarde bevatte waterdamp en allerlei chemicaliën afkomstig van vulkanische
uitbarstingen.
In de atmosfeer
Simulaties van een vroege atmosfeer hebben organische moleculen uit anorganische moleculen
geproduceerd, maar het bestaan van een dergelijke atmosfeer op de aarde is onwaarschijnlijk. De
‘atmosfeer’ uit het systeem bestond uit H2, methaan (CH4), ammonia (NH3), en waterdamp.
In de zee
In plaats van te ontstaan in de atmosfeer, zijn de eerste organische bouwstenen mogelijk
gesynthetiseerd bij vulkanen en vulkanische pijpen op de zeebodem.
Buitenaardse bronnen van organische bestanddelen.
Sommige van de organische bestanddelen waaruit het leven ontstond kunnen uit de ruimte
afkomstig zijn (Aards leven heeft alleen linksdraaiende moleculen (aminozuren, suikers), terwijl
vergelijkbare bestanddelen uit de ruimte zowel links- als rechtsdraaiend zijn).
Koolstof bouwstenen zijn gevonden in sommige meteorieten die op de aarde zijn neergekomen.
Astrobiologie hebben bouwstenen van DNA gevonden in meteorieten.
De abiotische synthese van polymeren; kleine organische moleculen polymeriseren wanneer ze zijn
geconcentreerd op heet zand, klei of steen. Een polymeer is een molecuul dat bestaat uit een
sequentie van een of meer identieke of soortgelijke delen die aan elkaar zijn gekoppeld.
Protobionten -> aggregaten van abiotisch geproduceerde moleculen, omgeven door een membraan
Ze kunnnen spontaan ontstaan uit abiotische organische bestanddelen.
De wereld van RNA en de oorsprong van natuurlijke selectie
Het eerste genetische materiaal was waarschijnlijk RNA, geen DNA. Vroege protobionten met
zelfreplicerend, kataliserend RNA, zouden veel effectiever zijn in het gebruik van grondstoffen en
zouden daardoor in aantal toenemen als gevolg van natuurlijke selectie.
De chronologie van het leven op aarde wordt weergegeven door de fossielen in de sedimenten van
de aarde. Sedimentair lagen onthullen de relatieve ouderdom van fossielen. Ze kunnen worden
gedateerd door bijv radiometrische datering (werkt met de halveringstijd).
Koolstofdatering -> organisch materiaal jonger dan 60.000 jaar. Uranium-thoriumdatering ->
koraal, kalk en fossiele beenderen van een paar tot 700.000 jaar oud. Kalium-argondatering en
argon-argondatering -> metamorf gesteente en stollingsgesteente ouder dan 100.000 jaar. Uranium-
looddatering -> ouderdommen van 1 miljoen tot vele miljarden jaren.
, Datering kan ook door het magnetisme van gesteentelagen te meten. De magnetische noord en
zuidpolen zijn in het verleden omgekeerd, en de sporen daarvan zijn terug te vinden in
gesteentelagen over de hele wereld.
Met index fossielen: vergelijkbare fossielen, gevonden in dezelfde lagen, op verschillende
vindplaatsen maken het mogelijk lagen van de ene vindplaats te correleren met lagen op een andere
locatie. In de loop van de tijd zijn contineten gedrift. Volgens de platentektoniek bewegen de
continenten (platen) als gevolg van convectiestroming in de mantel. Ze bewegen langzaam van
elkaar af, botsen tegen elkaar, schuiven onder elkaar door, of schuren langs elkaar heen.
Geologische geschiedenis
Door gesteenten en fossielen op zeer veel verschillende plaatsen te bestuderen en te vergelijken
hebben geologen een geologisch 'archief' van de geschiedenis van de aarde kunnen maken met
verschillende perioden. Veel van deze perioden markeren grote veranderingen in de samenstelling
van fossielen-soorten.
Sneeuwbal op aarde -> 650 mln jaar geleden was aarde zo koud dat het zo goed als bevroren was.
CO2 kon niet worden opgenomen maar werd door vulkanische activiteit aangevoerd. Door dit werd
het dierenwereld sterk uitgedund. Het fossiel 'archief' toont een aantal perioden waarin globale
veranderingen van het leefmilieu zo snel en ontregelend waren dat een groot deel van de soorten
uitstierf.
Twee grote uitstervingen
1. Perm -> permische uitsterving (251 mln geleden). Vernietigde 96% van alle diersoorten in
zee. Ook 8 van de 27 ordes der insecten. Is waarschijnlijk een gevolg geweest van enorme
vulkanische uitbarstingen en klimaatverandering.
2. Het Krijt -> (65 mijl geleden). Betekende het einde van veel zee en landdieren, dinosauriërs.
Was naar men aanneemt het gevolg van de inslag van een grote meteoor, of zelfs meerdere
inslagen
De eerste prokaryoten evolueerde, gebruikten en veranderen de jonge aarde. Waren de enige
bewoners op aarde van 3.5 tot 2 miljard jaar geleden. De oudste fossielen zijn stromatolieten,
steenachtige structuren opgebouwd uit vele lagen bacteriën en sediment, welke 3,5 miljard jaar
terug gedateerd zijn.
Fotosynthese en de zuurstof revolutie: blauwwieren. Oxgene fotosynthese ontstond waarschijnlijk
3.5 miljard jaar gelden in Cyanobacterie. Je ziet dat er zuurstof ontstaat, omdat er ijzeroxide laagjes
neerslaan op de bodem door de aanwezigheid van zuurstof.
Zuurstof in de atmosfeer betekende dat een uitdaging voor het leven. Het bood gelegenheid om
overvloedig energie uit licht te verkrijgen. Het bood ook organisme de gelegenheid nieuwe
ecosystemen op te bouwen.
Eukaryotische cellen ontstonden 2,1 miljard jaar geleden uit symbiose en genetische uitwisseling
tussen Prokaryoten. Hoe ontwikkelde complexe eukaryotische cellen vanuit de veel simpelere
prokaryotische cellen? -> Endosymbiose.
