College 1 Evolutie -> jaartallen in de hoek zetten
* Abiogenese: het ontstaan van leven uit niet-levende materie (anorganisch naar organisch,
ingewikkelde samenstellingen altijd met stikstof)
Ontstaan van simpele cellen in 4 grote stappen:
Stap 1: De abiotische synthese van kleine organische moleculen. (aminozuren, nucleotiden, vetzuren
etc)
> Oersoep: Haldane 1920, in een mengsel van stoffen (Metaan CH4, ammoniak NH3, waterstof H2 en
waterdamp H2O) dat via hitte en blikseminslag wordt omgezet tot bouwstenen van de levende
natuur (organische verbindingen en zelf een aantal aminozuren). Was geen zuurstof, nu CO2 ipv CH4.
Gesteun door Experiment van Miller van Urey 1953, door blikseminslag waardoor moleculen uit de
atmosfeer met elkaar gingen reageren.
> Nieuwe inzichten: Later werd ontdekt dat de oeratmosfeer een andere samenstelling had. N2 en
CO2 aanwezig en dus niet reducerend was. /Black smokers, onderzeese vulkanische openingen
ontstaan organische moleculen omdat er veel ijzer en zwavel aanwezig was. (belangrijk bij de
synthese van ATP /Meteorieten bevatte aminozuren (probleem verplaatsen)
Stap 2: De monomeren worden gekoppeld tot polymeren
Door aminozuren of RNA Nucleotiden op heet zand/klei/ rots te druppelen (zonder aanwezigheid
enzymen of ribosomen) ontstonden polymeren (macromoleculen) polipeptiden/eiwitten en
nucleïnezuren.
- Stap 3: Verpakking in membranen
Protobionten: binnen een membraan verpakt en met chemische samenstelling anders dan buiten.
Afgesloten ruimte nodig voor replicatie en metabolisme.
Fosfolipiden in water: Liposomen, spontane membraanpotentiaal: energie opslag, Polypeptiden in
membraan: selectief stoffen opnemen, simpele vorm van metabolisme.
-Stap 4: Het ontstaan van zelf-replicerende moleculen die uiteindelijk overerving mogelijk maakten.
Eerst genetische materiaal RNA moleculen, opgebouwd Nucleotiden AUCG
Kan zichzelf repliceren, heeft katalytische eigenschappen (deze RNA moleculen heten ribozymen),
kan stukjes uit zichzelf knippen, gaat heel langzaam/eiwit enzymen werken zo’n 1000x sneller.
Natuurlijke selectie op moleculair niveau
- Meest stabiele en zich het snelst vermeerderend RNA gaat overheersen
- Wordt grote familie op elkaar lijkende moleculen
- Mutatie met beter aangepast RNA gaat overheersen
- In Protobiont: kan informatie over protobiont opslaan en doorgeven.
Op weg naar leven
-RNA bindt aminozuren en koppelt ze (net als rRNA)
- Enzym gevormd dat RNA replicatie versnelt
- Enzym gevormd dat in membraan nestelt en energie haalt uit transport
- Protobiont deelt zich, dochter’cel’ heeft zelfde gunstige eigenschappen.
- Succesvolste deelt zich het snelst
- Erfelijkheid heeft enorme voordelen
- RNA wereld wordt DNA wereld: stabieler, makkelijker te repliceren, efficient/naukeuriger.
- RNA houdt hulptaken (rRNA, nRNA, tRNA, ATP, NADH)
Omgeving bepaalt wie in voordeel is: basis van variatie
- Mutaties in enzymen gunstiger in sommige omgevingen
- Natuurlijke selectie zorgt voor variatie
1
, - Prokaryoten eukaryoten meercelligen leven zoals nu
*Fossielen: versteend overblijfsel/afdruk bedekt met sediment die verhardt. Afgesloten van O2 en
versteend/fossiliseert.
Radiometrisch dateren: fossielen bevatten isotopen die vervallen in bekende vaste halfwaardetijden.
Koolstofatomen 12C bevat een klein percentage radioactieve 14C atomen die vervalt tot N-14.
14CN-14 : T1/2= 5730 jaar dit kan tot een ouderdom van 70.000 jaar bepalen.
K-40Ar-40, T1/2 = 1,28 miljard jaar.
Andere methoden: houtjaarringen/ gidsfossielen die slechts korte tijd voorkwamen maar wel
wijdverspreid waren. Deze gidsfossiel verteld wanneer het sediment van deze aardlaag gevormd
werd.
Rekenen: Vergelijk radioactiviteit fossiel met die van levende organismen
Stel: 1/8 over, dan 3x ½ verstreken
Noem aantal keer T1/2 verstreken x
X= aantal keer keer halfwaarde tijd
(1/2)x = RA(fossiel)/RA(levende organisme) (1/2 X= a/ b)
(1/2)x=1/8
Xlog1/2 = log 1/8 (X . a= B x= b/a)
X= Log ½ / Log 1/8
Massaal uitsterven
Eind Perm (250 miljoen jaar geleden): vulkanische uitbarstingen, temperatuur en
zuurstofconcentratie verandert, 95% van de zeedieren sterft uit
Eind Krijt (50 miljoen jaar geleden): Meteorietinslag in mexico, einde dinosauriers
Effect: Niches voor allerlei nieuw soorten.
*Stromatolieten: kloten bacterie kolonies oudste fossielen (vanaf ca. 3.5 miljard jaar gelden)
Grote sprongen
-Autotrofie: Zelf stoffen maken die je nodig hebt, energie uit chemische reacties of licht
- Heterotrofen eten autotrofen of hun producten
-Electronen transportketens
-Fotosynthese
De Zuurstof revolutie
Zuurstof gevormd: lost op in oceanen, reageert met Fe (ertsvorming) als gas in de atmosfeer, giftige
en reactieve stof (sterke oxidator)
Reactie van aanwezige soorten: uitsterven, schuilen in anaerobe omgeving, aanpassen en profiteren
Ontstaan Eukaryoten
Cellen met organellen: Membraansystemen, kern, golgi apparaat, endoplasmatisch reticulum
Cytoskelet: predatoren, mitose en meiose
Mitochondriën en plastiden
Endosymbiose theorie
Eukaryoten ontstaan uit prokaryoten, mitochondriën en chloroplasten gingen binnen grotere cellen
leven. Prooi of parasiet? Membraamsysteem en cytoskelet nodig, voordeel gastheer: profiteren van
O2 (mitochondrien) en fotoautotrofie (chloroplasten)
2
* Abiogenese: het ontstaan van leven uit niet-levende materie (anorganisch naar organisch,
ingewikkelde samenstellingen altijd met stikstof)
Ontstaan van simpele cellen in 4 grote stappen:
Stap 1: De abiotische synthese van kleine organische moleculen. (aminozuren, nucleotiden, vetzuren
etc)
> Oersoep: Haldane 1920, in een mengsel van stoffen (Metaan CH4, ammoniak NH3, waterstof H2 en
waterdamp H2O) dat via hitte en blikseminslag wordt omgezet tot bouwstenen van de levende
natuur (organische verbindingen en zelf een aantal aminozuren). Was geen zuurstof, nu CO2 ipv CH4.
Gesteun door Experiment van Miller van Urey 1953, door blikseminslag waardoor moleculen uit de
atmosfeer met elkaar gingen reageren.
> Nieuwe inzichten: Later werd ontdekt dat de oeratmosfeer een andere samenstelling had. N2 en
CO2 aanwezig en dus niet reducerend was. /Black smokers, onderzeese vulkanische openingen
ontstaan organische moleculen omdat er veel ijzer en zwavel aanwezig was. (belangrijk bij de
synthese van ATP /Meteorieten bevatte aminozuren (probleem verplaatsen)
Stap 2: De monomeren worden gekoppeld tot polymeren
Door aminozuren of RNA Nucleotiden op heet zand/klei/ rots te druppelen (zonder aanwezigheid
enzymen of ribosomen) ontstonden polymeren (macromoleculen) polipeptiden/eiwitten en
nucleïnezuren.
- Stap 3: Verpakking in membranen
Protobionten: binnen een membraan verpakt en met chemische samenstelling anders dan buiten.
Afgesloten ruimte nodig voor replicatie en metabolisme.
Fosfolipiden in water: Liposomen, spontane membraanpotentiaal: energie opslag, Polypeptiden in
membraan: selectief stoffen opnemen, simpele vorm van metabolisme.
-Stap 4: Het ontstaan van zelf-replicerende moleculen die uiteindelijk overerving mogelijk maakten.
Eerst genetische materiaal RNA moleculen, opgebouwd Nucleotiden AUCG
Kan zichzelf repliceren, heeft katalytische eigenschappen (deze RNA moleculen heten ribozymen),
kan stukjes uit zichzelf knippen, gaat heel langzaam/eiwit enzymen werken zo’n 1000x sneller.
Natuurlijke selectie op moleculair niveau
- Meest stabiele en zich het snelst vermeerderend RNA gaat overheersen
- Wordt grote familie op elkaar lijkende moleculen
- Mutatie met beter aangepast RNA gaat overheersen
- In Protobiont: kan informatie over protobiont opslaan en doorgeven.
Op weg naar leven
-RNA bindt aminozuren en koppelt ze (net als rRNA)
- Enzym gevormd dat RNA replicatie versnelt
- Enzym gevormd dat in membraan nestelt en energie haalt uit transport
- Protobiont deelt zich, dochter’cel’ heeft zelfde gunstige eigenschappen.
- Succesvolste deelt zich het snelst
- Erfelijkheid heeft enorme voordelen
- RNA wereld wordt DNA wereld: stabieler, makkelijker te repliceren, efficient/naukeuriger.
- RNA houdt hulptaken (rRNA, nRNA, tRNA, ATP, NADH)
Omgeving bepaalt wie in voordeel is: basis van variatie
- Mutaties in enzymen gunstiger in sommige omgevingen
- Natuurlijke selectie zorgt voor variatie
1
, - Prokaryoten eukaryoten meercelligen leven zoals nu
*Fossielen: versteend overblijfsel/afdruk bedekt met sediment die verhardt. Afgesloten van O2 en
versteend/fossiliseert.
Radiometrisch dateren: fossielen bevatten isotopen die vervallen in bekende vaste halfwaardetijden.
Koolstofatomen 12C bevat een klein percentage radioactieve 14C atomen die vervalt tot N-14.
14CN-14 : T1/2= 5730 jaar dit kan tot een ouderdom van 70.000 jaar bepalen.
K-40Ar-40, T1/2 = 1,28 miljard jaar.
Andere methoden: houtjaarringen/ gidsfossielen die slechts korte tijd voorkwamen maar wel
wijdverspreid waren. Deze gidsfossiel verteld wanneer het sediment van deze aardlaag gevormd
werd.
Rekenen: Vergelijk radioactiviteit fossiel met die van levende organismen
Stel: 1/8 over, dan 3x ½ verstreken
Noem aantal keer T1/2 verstreken x
X= aantal keer keer halfwaarde tijd
(1/2)x = RA(fossiel)/RA(levende organisme) (1/2 X= a/ b)
(1/2)x=1/8
Xlog1/2 = log 1/8 (X . a= B x= b/a)
X= Log ½ / Log 1/8
Massaal uitsterven
Eind Perm (250 miljoen jaar geleden): vulkanische uitbarstingen, temperatuur en
zuurstofconcentratie verandert, 95% van de zeedieren sterft uit
Eind Krijt (50 miljoen jaar geleden): Meteorietinslag in mexico, einde dinosauriers
Effect: Niches voor allerlei nieuw soorten.
*Stromatolieten: kloten bacterie kolonies oudste fossielen (vanaf ca. 3.5 miljard jaar gelden)
Grote sprongen
-Autotrofie: Zelf stoffen maken die je nodig hebt, energie uit chemische reacties of licht
- Heterotrofen eten autotrofen of hun producten
-Electronen transportketens
-Fotosynthese
De Zuurstof revolutie
Zuurstof gevormd: lost op in oceanen, reageert met Fe (ertsvorming) als gas in de atmosfeer, giftige
en reactieve stof (sterke oxidator)
Reactie van aanwezige soorten: uitsterven, schuilen in anaerobe omgeving, aanpassen en profiteren
Ontstaan Eukaryoten
Cellen met organellen: Membraansystemen, kern, golgi apparaat, endoplasmatisch reticulum
Cytoskelet: predatoren, mitose en meiose
Mitochondriën en plastiden
Endosymbiose theorie
Eukaryoten ontstaan uit prokaryoten, mitochondriën en chloroplasten gingen binnen grotere cellen
leven. Prooi of parasiet? Membraamsysteem en cytoskelet nodig, voordeel gastheer: profiteren van
O2 (mitochondrien) en fotoautotrofie (chloroplasten)
2
