ORGANISME – Thema 2 – Hoorcolleges – 2017/2018
Hoorcollege 2 – Rode draad – Thema 2 – Evolutie: van eencelligen naar
vertebrata en vroegontwikkeling (20-11-2017)
Taxonomische indeling
Er zijn drie domeinen te onderscheiden:
• Bacteriën.
• Archaea: bacteriën die leven in extreme omgevingen.
• Eukarya.
Eukarya is in te delen in vier rijken:
• Protisten (eencelligen).
• Schimmels.
• Planten.
• Dieren.
Bacteriën en Archaea behoren tot de prokarya. Uit de Archaea zijn de Eukarya ontstaan.
Prokaryoten vs. Eukaryoten
Prokaryoten Eukaryoten
DNA niet in de celkern, maar los in de cel. DNA in de celkern dat omgeven is met een
kernmembraan.
Geen celorganellen. Wel celorganellen.
Endosymbiose theorie
Kort: Een prokaryoot wordt opgenomen door een andere prokaryoot. → Eukaryoot ontstaat.
1. Een anaërobe prokaryote cel fagocyteert een aërobe bacterie. Deze bacterie kan m.b.v. zuurstof
organische stoffen afbreken en energie leveren. Daarnaast maken ze voor de gastheer zuurstof
onschadelijk.
2. Instulpingen van het plasmamembraan van de anaërobe prokaryote cel. Hierdoor wordt het ER en
het kernmembraan gevormd.
3. Enkele genen van de mitochondriën verplaatsen zich naar de kern.
Chloroplasten ontstaan door de opname van blauwwieren (cyanobacteriën).
Bewijzen voor de endosymbiose theorie
• Chloroplasten en mitochondriën hebben een dubbel membraan.
• Chloroplasten en mitochondriën hebben eigen circulair DNA (net als bacteriën) en hun eigen tRNA.
• Het binnenmembraan van chloroplasten en mitochondriën hebben enzymen die gelijk zijn aan de
enzymen in prokaryoten die nu nog leven.
• Chloroplasten en mitochondriën delen zich in dellen op dezelfde manier als bacteriën.
Van eencellig naar meercellig
Algen kunnen kolonies vormen. Als ze kolonies vormen kunnen ze zich voortplanten. De kolonievormende
algen lijken op een multicellulair organisme. Echter is dit het nog niet. Het is nog een kolonie.
1
,In zo’n kolonie kunnen een aantal cellen zich tijdens de ontwikkeling redifferentriëren. Deze cellen worden
voortplantingscellen. In het begin zijn alle cellen dus gelijk, maar door redifferentiatie ontstaan er
somatische cellen en voortplantingscellen.
Op een bepaald moment ontstonden er kolonies van cellen waarin een deel van de cellen al vanaf het
begin voortplantingscellen vormt. Dit is een meercellig organisme.
Kolonievormend: nog geen vergaande taakverdeling.
Meest eenvoudige meercelligen (sponzen):
• Vergaande taakverdeling.
• Slechts enkele soorten cellen:
• Epidermale cellen: aan de buitenkant. → Bekleding
spons.
• Pore cellen: cellen die water en voedingstoffen
binnenlaten.
• Collar cellen: cellen die de binnenbekleding van de holte
vormen.
• Amoebocyten: cellen die voedsel kunnen opnemen en
dit kunnen distribueren (doordat ze kunnen bewegen).
Is een spons wel of niet meercellig?
De losse cellen waaruit een spons bestaat kunnen uitgroeien tot een nieuwe spons. Bij meercelligen kan dit
eigenlijk niet. Een spons behoort daarom tot de parazoa, want het is geen echte meercellige.
Van eencelligen naar chordata
1. Van eencellig (protisten) naar meercellig (parazoa).
a. Geen echt weefsel aanwezig.
2. Van meercellig cluster naar twee weefsellagen (twee kiembladen: ectoderm en mesoderm)
(radiata).
a. Radiale symmetrie.
b. De blastopore ontwikkelt zich tot de mond en de anus.
3. Van twee naar drie weefsellagen (drie kiembladen: ectoderm, mesoderm en endoderm)
(acoelomates).
a. Bilaterale symmetrie: er is een linker- en een rechterkant.
b. Geen lichaamsholte.
4. Ontstaan van pseudo-lichaamsholte (pseudocoeloom).
a. Lichaamsholte aanwezig, maar niet zoals we het kennen.
5. Ontstaan van echte lichaamsholte (protostomen (= dieren waarbij de mond als eerst wordt
gevormd), deutrostomen (= dieren waarbij de anus als eerst wordt gevormd).
a. Bevatten drie kiembladen.
6. Van chordata naar vertebrata.
a. Uit de chordata kunnen dieren ontstaan die botstructuren gaan vormen (= vertebrata).
Lichaamsholte (coeloom)
Acoelomate
• Geen lichaamsholte: de gehele buis is opgevuld met endoderm.
• Drie kiemlagen te zien.
• De darmbuis is direct omgeven door mesoderm.
Pseudocoelomate
• Drie kiemlagen te zien.
2
, • Er is een holte tussen het endoderm en het mesoderm. Deze holte is gevuld met vloeistof.
• Pseudo: bij een echte coeloom is de darmbuis omgeven door mesoderm.
Kenmerk pseudocoeloom: de wand van de holte is omgeven door mesoderm, maar de darmbuis zelf is niet
omgeven door mesoderm.
Coeloom
• Drie kiemlagen te zien.
• Er ligt mesoderm rondom de darmbuis en mesoderm rondom de lichaamsholte (ligt tegen het
ectoderm aan). → Er is een soort ophangbandje van mesoderm voor de darmbuis.
Chordata
Een organisme behoort tot de chordata als ergens gedurende de
levensfase/ontwikkeling de volgende vier zaken aanwezig zijn:
• Chorda dorsalis (notochord).
• Dorsale centrale zenuwstreng.
• Kieuwspleten.
• Postanale staart.
Zenuwstelsel
Bij vertebrata neemt de complexiteit van de beweging toe. Dit heeft consequenties voor het zenuwstelsel.
Het zenuwstelsel neemt daarom in grootte toe. De ontwikkeling van het zenuwstelsel is nodig voor
complexe bewegingen.
Soorten ‘zenuwstelsels’:
• Simpele dieren: netwerk van zenuwcellen.
• Lagere dieren: streng met zenuwknopen.
• Hogere dieren: echte zenuwknopen en een soort hersenen.
• Vertebrata: echte hersenen en een echt ruggenmerg.
Onderzoek
Typen stamcellen:
• Embryonale pluripotente cellen (embryonale stamcellen): kunnen differentiëren tot elk celtype.
• Adulte stamcellen:
• Stamcellen die zich maar in één richting kunnen differentiëren.
3
Hoorcollege 2 – Rode draad – Thema 2 – Evolutie: van eencelligen naar
vertebrata en vroegontwikkeling (20-11-2017)
Taxonomische indeling
Er zijn drie domeinen te onderscheiden:
• Bacteriën.
• Archaea: bacteriën die leven in extreme omgevingen.
• Eukarya.
Eukarya is in te delen in vier rijken:
• Protisten (eencelligen).
• Schimmels.
• Planten.
• Dieren.
Bacteriën en Archaea behoren tot de prokarya. Uit de Archaea zijn de Eukarya ontstaan.
Prokaryoten vs. Eukaryoten
Prokaryoten Eukaryoten
DNA niet in de celkern, maar los in de cel. DNA in de celkern dat omgeven is met een
kernmembraan.
Geen celorganellen. Wel celorganellen.
Endosymbiose theorie
Kort: Een prokaryoot wordt opgenomen door een andere prokaryoot. → Eukaryoot ontstaat.
1. Een anaërobe prokaryote cel fagocyteert een aërobe bacterie. Deze bacterie kan m.b.v. zuurstof
organische stoffen afbreken en energie leveren. Daarnaast maken ze voor de gastheer zuurstof
onschadelijk.
2. Instulpingen van het plasmamembraan van de anaërobe prokaryote cel. Hierdoor wordt het ER en
het kernmembraan gevormd.
3. Enkele genen van de mitochondriën verplaatsen zich naar de kern.
Chloroplasten ontstaan door de opname van blauwwieren (cyanobacteriën).
Bewijzen voor de endosymbiose theorie
• Chloroplasten en mitochondriën hebben een dubbel membraan.
• Chloroplasten en mitochondriën hebben eigen circulair DNA (net als bacteriën) en hun eigen tRNA.
• Het binnenmembraan van chloroplasten en mitochondriën hebben enzymen die gelijk zijn aan de
enzymen in prokaryoten die nu nog leven.
• Chloroplasten en mitochondriën delen zich in dellen op dezelfde manier als bacteriën.
Van eencellig naar meercellig
Algen kunnen kolonies vormen. Als ze kolonies vormen kunnen ze zich voortplanten. De kolonievormende
algen lijken op een multicellulair organisme. Echter is dit het nog niet. Het is nog een kolonie.
1
,In zo’n kolonie kunnen een aantal cellen zich tijdens de ontwikkeling redifferentriëren. Deze cellen worden
voortplantingscellen. In het begin zijn alle cellen dus gelijk, maar door redifferentiatie ontstaan er
somatische cellen en voortplantingscellen.
Op een bepaald moment ontstonden er kolonies van cellen waarin een deel van de cellen al vanaf het
begin voortplantingscellen vormt. Dit is een meercellig organisme.
Kolonievormend: nog geen vergaande taakverdeling.
Meest eenvoudige meercelligen (sponzen):
• Vergaande taakverdeling.
• Slechts enkele soorten cellen:
• Epidermale cellen: aan de buitenkant. → Bekleding
spons.
• Pore cellen: cellen die water en voedingstoffen
binnenlaten.
• Collar cellen: cellen die de binnenbekleding van de holte
vormen.
• Amoebocyten: cellen die voedsel kunnen opnemen en
dit kunnen distribueren (doordat ze kunnen bewegen).
Is een spons wel of niet meercellig?
De losse cellen waaruit een spons bestaat kunnen uitgroeien tot een nieuwe spons. Bij meercelligen kan dit
eigenlijk niet. Een spons behoort daarom tot de parazoa, want het is geen echte meercellige.
Van eencelligen naar chordata
1. Van eencellig (protisten) naar meercellig (parazoa).
a. Geen echt weefsel aanwezig.
2. Van meercellig cluster naar twee weefsellagen (twee kiembladen: ectoderm en mesoderm)
(radiata).
a. Radiale symmetrie.
b. De blastopore ontwikkelt zich tot de mond en de anus.
3. Van twee naar drie weefsellagen (drie kiembladen: ectoderm, mesoderm en endoderm)
(acoelomates).
a. Bilaterale symmetrie: er is een linker- en een rechterkant.
b. Geen lichaamsholte.
4. Ontstaan van pseudo-lichaamsholte (pseudocoeloom).
a. Lichaamsholte aanwezig, maar niet zoals we het kennen.
5. Ontstaan van echte lichaamsholte (protostomen (= dieren waarbij de mond als eerst wordt
gevormd), deutrostomen (= dieren waarbij de anus als eerst wordt gevormd).
a. Bevatten drie kiembladen.
6. Van chordata naar vertebrata.
a. Uit de chordata kunnen dieren ontstaan die botstructuren gaan vormen (= vertebrata).
Lichaamsholte (coeloom)
Acoelomate
• Geen lichaamsholte: de gehele buis is opgevuld met endoderm.
• Drie kiemlagen te zien.
• De darmbuis is direct omgeven door mesoderm.
Pseudocoelomate
• Drie kiemlagen te zien.
2
, • Er is een holte tussen het endoderm en het mesoderm. Deze holte is gevuld met vloeistof.
• Pseudo: bij een echte coeloom is de darmbuis omgeven door mesoderm.
Kenmerk pseudocoeloom: de wand van de holte is omgeven door mesoderm, maar de darmbuis zelf is niet
omgeven door mesoderm.
Coeloom
• Drie kiemlagen te zien.
• Er ligt mesoderm rondom de darmbuis en mesoderm rondom de lichaamsholte (ligt tegen het
ectoderm aan). → Er is een soort ophangbandje van mesoderm voor de darmbuis.
Chordata
Een organisme behoort tot de chordata als ergens gedurende de
levensfase/ontwikkeling de volgende vier zaken aanwezig zijn:
• Chorda dorsalis (notochord).
• Dorsale centrale zenuwstreng.
• Kieuwspleten.
• Postanale staart.
Zenuwstelsel
Bij vertebrata neemt de complexiteit van de beweging toe. Dit heeft consequenties voor het zenuwstelsel.
Het zenuwstelsel neemt daarom in grootte toe. De ontwikkeling van het zenuwstelsel is nodig voor
complexe bewegingen.
Soorten ‘zenuwstelsels’:
• Simpele dieren: netwerk van zenuwcellen.
• Lagere dieren: streng met zenuwknopen.
• Hogere dieren: echte zenuwknopen en een soort hersenen.
• Vertebrata: echte hersenen en een echt ruggenmerg.
Onderzoek
Typen stamcellen:
• Embryonale pluripotente cellen (embryonale stamcellen): kunnen differentiëren tot elk celtype.
• Adulte stamcellen:
• Stamcellen die zich maar in één richting kunnen differentiëren.
3
