Hoofdstuk 1: De oorsprong van het leven
A. Inleiding tot het ontstaan van leven
Ongeveer 4 miljard jaar geleden zou het leven ontstaan zijn.
➔ Dit is een zuivere hypothese/veronderstellingen.
We vinden fossielen en door analyse en bepaalde technieken
(koolstoftechnieken) kunnen we vinden hoe oud en bepaalde
gesteente/fossiel zou kunnen zijn.
De eerste gele band start en loopt door tot de tijd waar we nu zijn.
Het start bij het ontstaan van de prokaryoten, de voorloper van de
kern.
Prokaryoten zijn organismen die een voorkern hebben en geen
echte kernen hebben, het DNA is bijgevolg helemaal los, liggend in
dit eencellige organisme.
Op een moment kwam er zuurstof in de atmosfeer door allerlei
chemische ontbindingen, wat zorgt voor fotosynthese.
De evolutie van fotosynthetische organismen die zuurstof afgeven in de lucht heeft een enorme impact gehad
op de atmosfeer van de Aarde.
➔ Dit heeft gezorgd voor het ontstaan van andere organismen.
Vanuit prokaryoten en captatie van zuurstof krijg je het ontstaan van eencellige eukaryoten. Eukaryoten zijn
organismen met een echte kern, waarbij het DNA ingesloten is in een afgesloten deel namelijk de kern.
Eencellige eukaryoten gaan zich associëren met andere eencellige eukaryoten en zo komt je tot multi-cellulaire
eukaryoten. Multi-cellulaire eukaryoten gaan zich groeperen tot een weefsel. Zo krijg je het ontstaan van
dieren en planten. Binnen de bepaalde tijdsafbakeningen krijg je het ontstaan van de mens. Recenter heeft de
opkomst van Homo sapiens het land, het water en de lucht veranderd op een niveau en aan een snelheid nooit
eerder gezien voor een soort.
Leven op aarde ontstond 3,5 – 4 miljard jaar geleden
Land is ontstaan door vulkanische uitbarstingen. Gesteente van het centrale deel van de aarde
worden naar boven gestoten en deze gesteente nemen een bergvorm aan onder het water. De
verschillende metalen en niet-metalen komen met elkaar in verbinding, waardoor er elektrische
ontladingen ontstaan, en zo krijg je een eerste vorm van vulkanische activiteit, waardoor je
bijvoorbeeld het ontstaan van het eiland Surtsey krijgt.
Dit klokdiagram kunnen we ook op een tijdslijn voorstellen. We zien dat vanaf een bepaald
moment zuurstof aanwezig is en je dus een snelle evolutie krijgt naar de eerste organismen en
bijgevolg naar meer gediversifieerde organismen
Belangrijke episoden in de evolutie van de levende organismen →
• Prokaryoten
o Bacteriën
o Archaea (Oercellen, maar zijn niet meer te vinden vandaag)
• Eukaryoten
o Protisten (Eencellige organismen met een echte kern)
o Planten
o Fungi
o Dieren
,Prokaryoten domineerden de evolutionaire geschiedenis van 3,5 – 2,0 miljard jaar geleden
De prokaryoten worden gevonden in de vorm waar ze ooit zijn ontstaan, bijvoorbeeld bacteriën in water, op
het land of in voedsel. Men vind dus nog steeds prokaryoten in de vorm dat ze in het verleden hadden.
De fossiele overblijfselen ondersteunen de hypothese dat de vroegste organismen prokaryoten waren. Het is
een verzameling van primaire deeltjes die zich gecombineerd hebben tot een groter geheel.
Zuurstof begon te accumuleren in de atmosfeer ongeveer 2,7 miljard jaar geleden
Dit is gezien door bacteriële matten. Bacteriën (prokaryoten) zijn beginnen groeien onder de vorm van koloniën.
Één bacterie wordt een volwassen bacterie en zal delen en op die manier krijg je veel bacteriën naast elkaar die
leiden tot grote koloniën/groep slierten. Deze worden samengeperst naarmate de aardlagen samengeperst
worden, en zo krijg je slierten en structuren van bacteriën en bacteriële matten. Dit zijn bacteriële fossielen.
➔ Men kan de verschillende lagen zien
Er is dan zuurstof ontstaan in de atmosfeer en zo krijg je de eerste vormen van fotosynthese. We hadden alleen maar
prokaryoten. Er zijn dus prokaryoten die aan fotosynthese gedaan hebben, namelijk de cyanobacteriën.
Eukaryotisch leven begon ongeveer 2,1 miljard jaar geleden
Eukaryoten zijn cellen met een echte kern. We vinden deze als eencellige, zoals het pantoffeldiertje
en de amoebe, die een kern hebben. Zo worden steeds op dezelfde manier gevonden als eerder.
We kunnen een prokaryoot cel met een eukaryoot cel vergelijken →
Een prokaryoot cel heeft haar DNA centraal en ligt los in een vloeibare massa, waarrond kleine
organellen (= ribosomen) met verder een bacteriële wand en ook een flagel (staartje dat dient
ervoor dat bacteriën kunnen bewegen in een vloeibare omgeving). De wand van een eukaryoot
cel is daarentegen groter. De eukaryoot cel heeft een kern/nucleus (met kernporiën) met
daarrond het cytoplasma en een aantal organellen.
,Meercellige eukaryoten evolueerden ongeveer 1,2 miljard jaar geleden
Eens je een volwassen eukaryotische cel hebt, dan zal deze zich opnieuw delen. De cellen kleven aan elkaar en vormen
een weefsel en zo krijg je meer complexe groepjes eukaryoot cellen. Je komt dus tot multi-cellulaire eukaryotische cellen.
Dit zijn algencellen die zich hebben gegroepeerd. Je merkt op dat dit de evolutionaire
overgang is tussen een eencellige en meercellige. De cellen blijven aan elkaar en gaan
uiteindelijk later in de evolutie diversifiëren. De cellen gaan hun eigen functie krijgen. Verder
heb je overgangsorganismen tussen land en water. Ze zijn voortdurend in het water
aanwezig, maar gaan zich al vasthechten op het land. Er is een overgang van water naar land.
Tijdens het vroege Cambrium tijdperk was er een explosieve evolutie van dieren (vanaf eenvoudige tot meer
complexe dieren)
Men heeft gevonden in gefossiliseerde embryo’s dat meerdere cellen of twee cellen ingekapseld
werden door een wand of schaal, wat de evolutionaire of verdere stappen in de evolutie zijn. Bij de
dieren heb je sponsen (die je langs de zee vindt, in Mediterrane gebieden) en kwallen die meer
primaire dieren zijn dan insecten. Zo heeft men volgens bepaalde kenmerken/functies, namelijk
voedsel, een indeling gemaakt. Men heeft een radiatie gemaakt van dieren tijdens het Cambrium.
• Sponges (= sponsen)
• Cnidarians (= kwallen)
• Echinoderms (= stekelhuidigen)
• Chordates (= Gewervelden, hebben een versteviging in de rug en krijgen al een wervel;
t.o.v. sponsen meer geëvolueerd in de tijd)
• Brachiopods (= Tweekleppige, organismen die leven in twee schelphelften die opengaan
en waartussen het organisme woont en dat organisme zal het water zuiveren via fijne
monddelen en tentakels)
• Annelids (= Ringwormen)
• Mollusks (= Slakken)
• Arthropods (= Geleedpotigen)
Planten, fungi en dieren koloniseerden het land ongeveer 500 miljoen jaar geleden
Planten kunnen helemaal niet bewegen en doen aan fotosynthese. Dieren zijn een andere groep van
organismen. Fungi hangen tussen planten en dieren. We hebben landplanten, wat alle planten zijn die we tot
vandaag nog terugzien.
, B. De oorsprong van het leven
De eerste cellen konden ontstaan door chemische evolutie op de jonge planeet
Dit is te weerleggen in een experiment. We dachten dat als het leven zomaar zou ontstaan zijn van wat er op
dat moment was, namelijk aarde en water, dan zou dat in een laboratorium wel kunnen nagebootst worden.
Zo is Pasteur, leven proberen te maken door te kijken hoe het zou
kunnen zijn dat er leven is ontstaan gaande uit deze twee zaken. Hij
neemt een kookkolf, brengt daarin modder en aarde en daarbij zeewater.
Hij steriliseert dit. Hij laat dit koken en zorgt ervoor dat alle organismen
die in het water en in de bodem aanwezig zijn gedood worden. Hij zet de
steriele oplossing vrij in zijn werkruimte en hij ziet dat na een tijd dat die
oplossing gecontamineerd is. Hij ziet dat er micro-organismen in groeien
en ontwikkelen en zijn vloeistof en moddersubstantie is dus
gecontamineerd. Daar zit dus iets van leven in.
Wanneer hij deze steriele oplossing in een kolf zou afsluiten dan ziet hij
dat er geen organismen ontstaan. Met andere woorden, eens een
steriele oplossing, dan blijft die steriel zolang die afgesloten blijft en
kunnen daar geen organismen in groeien.
Hij doet het experiment met de zwanenhals en concludeert daaruit dat
alleen maar organismen ontwikkeld worden wanneer de zwanenhals op
een bepaalde hoogte is afgesneden. Organismen kunnen daar nog in
vallen en verder ontwikkelen, maar de organismen kunnen niet via de
zwanenhals naar boven en kunnen niet migreren of noch bewegen.
De abiotische synthese van organische monomeren is een hypothese die kan getest worden
We gaan kijken of er in de Aarde leven is. Om dit te bekijken, is men gestart met zeewater. Men heeft
zeewater laten koken en men zag dat de stoom boven het water zich kan een weg banen via de
chemische installatie, waardoor je verschillende elementen krijgt.
Vanuit de atmosfeer krijg je de waterdamp, waar ook NH3 (ammoniak), CH4 zit en bij elektrische
ontlading krijg je een groepering van die stoffen waaruit blijkt dat dit het allereerst teken kan zijn van
leven als men uit de stoffen van de atmosfeer zichzelf hergroeperen. Op die manier krijg je
condensatie in de maatkolf en zo krijg je de eerste opnieuw ontstane verbinding startende van
monomeren.
Laboratorium simulaties van de condities op de jonge Aarde produceerden organische polymeren
Organische polymeren werden geproduceerd
RNA in plaats van DNA was hoogstwaarschijnlijk het eerste genetische materiaal
Wanneer je deze monomeren laat hergroeperen, dan kom je tot bepaald ketens en deze ketens gaan zich
assembleren en zo krijg je verbindingen die een betekenis hebben (zoals genen). RNA- monomeren die los zijn
kunnen bepaalde assemblages maken waardoor je de eerste genen bekomt.
A. Inleiding tot het ontstaan van leven
Ongeveer 4 miljard jaar geleden zou het leven ontstaan zijn.
➔ Dit is een zuivere hypothese/veronderstellingen.
We vinden fossielen en door analyse en bepaalde technieken
(koolstoftechnieken) kunnen we vinden hoe oud en bepaalde
gesteente/fossiel zou kunnen zijn.
De eerste gele band start en loopt door tot de tijd waar we nu zijn.
Het start bij het ontstaan van de prokaryoten, de voorloper van de
kern.
Prokaryoten zijn organismen die een voorkern hebben en geen
echte kernen hebben, het DNA is bijgevolg helemaal los, liggend in
dit eencellige organisme.
Op een moment kwam er zuurstof in de atmosfeer door allerlei
chemische ontbindingen, wat zorgt voor fotosynthese.
De evolutie van fotosynthetische organismen die zuurstof afgeven in de lucht heeft een enorme impact gehad
op de atmosfeer van de Aarde.
➔ Dit heeft gezorgd voor het ontstaan van andere organismen.
Vanuit prokaryoten en captatie van zuurstof krijg je het ontstaan van eencellige eukaryoten. Eukaryoten zijn
organismen met een echte kern, waarbij het DNA ingesloten is in een afgesloten deel namelijk de kern.
Eencellige eukaryoten gaan zich associëren met andere eencellige eukaryoten en zo komt je tot multi-cellulaire
eukaryoten. Multi-cellulaire eukaryoten gaan zich groeperen tot een weefsel. Zo krijg je het ontstaan van
dieren en planten. Binnen de bepaalde tijdsafbakeningen krijg je het ontstaan van de mens. Recenter heeft de
opkomst van Homo sapiens het land, het water en de lucht veranderd op een niveau en aan een snelheid nooit
eerder gezien voor een soort.
Leven op aarde ontstond 3,5 – 4 miljard jaar geleden
Land is ontstaan door vulkanische uitbarstingen. Gesteente van het centrale deel van de aarde
worden naar boven gestoten en deze gesteente nemen een bergvorm aan onder het water. De
verschillende metalen en niet-metalen komen met elkaar in verbinding, waardoor er elektrische
ontladingen ontstaan, en zo krijg je een eerste vorm van vulkanische activiteit, waardoor je
bijvoorbeeld het ontstaan van het eiland Surtsey krijgt.
Dit klokdiagram kunnen we ook op een tijdslijn voorstellen. We zien dat vanaf een bepaald
moment zuurstof aanwezig is en je dus een snelle evolutie krijgt naar de eerste organismen en
bijgevolg naar meer gediversifieerde organismen
Belangrijke episoden in de evolutie van de levende organismen →
• Prokaryoten
o Bacteriën
o Archaea (Oercellen, maar zijn niet meer te vinden vandaag)
• Eukaryoten
o Protisten (Eencellige organismen met een echte kern)
o Planten
o Fungi
o Dieren
,Prokaryoten domineerden de evolutionaire geschiedenis van 3,5 – 2,0 miljard jaar geleden
De prokaryoten worden gevonden in de vorm waar ze ooit zijn ontstaan, bijvoorbeeld bacteriën in water, op
het land of in voedsel. Men vind dus nog steeds prokaryoten in de vorm dat ze in het verleden hadden.
De fossiele overblijfselen ondersteunen de hypothese dat de vroegste organismen prokaryoten waren. Het is
een verzameling van primaire deeltjes die zich gecombineerd hebben tot een groter geheel.
Zuurstof begon te accumuleren in de atmosfeer ongeveer 2,7 miljard jaar geleden
Dit is gezien door bacteriële matten. Bacteriën (prokaryoten) zijn beginnen groeien onder de vorm van koloniën.
Één bacterie wordt een volwassen bacterie en zal delen en op die manier krijg je veel bacteriën naast elkaar die
leiden tot grote koloniën/groep slierten. Deze worden samengeperst naarmate de aardlagen samengeperst
worden, en zo krijg je slierten en structuren van bacteriën en bacteriële matten. Dit zijn bacteriële fossielen.
➔ Men kan de verschillende lagen zien
Er is dan zuurstof ontstaan in de atmosfeer en zo krijg je de eerste vormen van fotosynthese. We hadden alleen maar
prokaryoten. Er zijn dus prokaryoten die aan fotosynthese gedaan hebben, namelijk de cyanobacteriën.
Eukaryotisch leven begon ongeveer 2,1 miljard jaar geleden
Eukaryoten zijn cellen met een echte kern. We vinden deze als eencellige, zoals het pantoffeldiertje
en de amoebe, die een kern hebben. Zo worden steeds op dezelfde manier gevonden als eerder.
We kunnen een prokaryoot cel met een eukaryoot cel vergelijken →
Een prokaryoot cel heeft haar DNA centraal en ligt los in een vloeibare massa, waarrond kleine
organellen (= ribosomen) met verder een bacteriële wand en ook een flagel (staartje dat dient
ervoor dat bacteriën kunnen bewegen in een vloeibare omgeving). De wand van een eukaryoot
cel is daarentegen groter. De eukaryoot cel heeft een kern/nucleus (met kernporiën) met
daarrond het cytoplasma en een aantal organellen.
,Meercellige eukaryoten evolueerden ongeveer 1,2 miljard jaar geleden
Eens je een volwassen eukaryotische cel hebt, dan zal deze zich opnieuw delen. De cellen kleven aan elkaar en vormen
een weefsel en zo krijg je meer complexe groepjes eukaryoot cellen. Je komt dus tot multi-cellulaire eukaryotische cellen.
Dit zijn algencellen die zich hebben gegroepeerd. Je merkt op dat dit de evolutionaire
overgang is tussen een eencellige en meercellige. De cellen blijven aan elkaar en gaan
uiteindelijk later in de evolutie diversifiëren. De cellen gaan hun eigen functie krijgen. Verder
heb je overgangsorganismen tussen land en water. Ze zijn voortdurend in het water
aanwezig, maar gaan zich al vasthechten op het land. Er is een overgang van water naar land.
Tijdens het vroege Cambrium tijdperk was er een explosieve evolutie van dieren (vanaf eenvoudige tot meer
complexe dieren)
Men heeft gevonden in gefossiliseerde embryo’s dat meerdere cellen of twee cellen ingekapseld
werden door een wand of schaal, wat de evolutionaire of verdere stappen in de evolutie zijn. Bij de
dieren heb je sponsen (die je langs de zee vindt, in Mediterrane gebieden) en kwallen die meer
primaire dieren zijn dan insecten. Zo heeft men volgens bepaalde kenmerken/functies, namelijk
voedsel, een indeling gemaakt. Men heeft een radiatie gemaakt van dieren tijdens het Cambrium.
• Sponges (= sponsen)
• Cnidarians (= kwallen)
• Echinoderms (= stekelhuidigen)
• Chordates (= Gewervelden, hebben een versteviging in de rug en krijgen al een wervel;
t.o.v. sponsen meer geëvolueerd in de tijd)
• Brachiopods (= Tweekleppige, organismen die leven in twee schelphelften die opengaan
en waartussen het organisme woont en dat organisme zal het water zuiveren via fijne
monddelen en tentakels)
• Annelids (= Ringwormen)
• Mollusks (= Slakken)
• Arthropods (= Geleedpotigen)
Planten, fungi en dieren koloniseerden het land ongeveer 500 miljoen jaar geleden
Planten kunnen helemaal niet bewegen en doen aan fotosynthese. Dieren zijn een andere groep van
organismen. Fungi hangen tussen planten en dieren. We hebben landplanten, wat alle planten zijn die we tot
vandaag nog terugzien.
, B. De oorsprong van het leven
De eerste cellen konden ontstaan door chemische evolutie op de jonge planeet
Dit is te weerleggen in een experiment. We dachten dat als het leven zomaar zou ontstaan zijn van wat er op
dat moment was, namelijk aarde en water, dan zou dat in een laboratorium wel kunnen nagebootst worden.
Zo is Pasteur, leven proberen te maken door te kijken hoe het zou
kunnen zijn dat er leven is ontstaan gaande uit deze twee zaken. Hij
neemt een kookkolf, brengt daarin modder en aarde en daarbij zeewater.
Hij steriliseert dit. Hij laat dit koken en zorgt ervoor dat alle organismen
die in het water en in de bodem aanwezig zijn gedood worden. Hij zet de
steriele oplossing vrij in zijn werkruimte en hij ziet dat na een tijd dat die
oplossing gecontamineerd is. Hij ziet dat er micro-organismen in groeien
en ontwikkelen en zijn vloeistof en moddersubstantie is dus
gecontamineerd. Daar zit dus iets van leven in.
Wanneer hij deze steriele oplossing in een kolf zou afsluiten dan ziet hij
dat er geen organismen ontstaan. Met andere woorden, eens een
steriele oplossing, dan blijft die steriel zolang die afgesloten blijft en
kunnen daar geen organismen in groeien.
Hij doet het experiment met de zwanenhals en concludeert daaruit dat
alleen maar organismen ontwikkeld worden wanneer de zwanenhals op
een bepaalde hoogte is afgesneden. Organismen kunnen daar nog in
vallen en verder ontwikkelen, maar de organismen kunnen niet via de
zwanenhals naar boven en kunnen niet migreren of noch bewegen.
De abiotische synthese van organische monomeren is een hypothese die kan getest worden
We gaan kijken of er in de Aarde leven is. Om dit te bekijken, is men gestart met zeewater. Men heeft
zeewater laten koken en men zag dat de stoom boven het water zich kan een weg banen via de
chemische installatie, waardoor je verschillende elementen krijgt.
Vanuit de atmosfeer krijg je de waterdamp, waar ook NH3 (ammoniak), CH4 zit en bij elektrische
ontlading krijg je een groepering van die stoffen waaruit blijkt dat dit het allereerst teken kan zijn van
leven als men uit de stoffen van de atmosfeer zichzelf hergroeperen. Op die manier krijg je
condensatie in de maatkolf en zo krijg je de eerste opnieuw ontstane verbinding startende van
monomeren.
Laboratorium simulaties van de condities op de jonge Aarde produceerden organische polymeren
Organische polymeren werden geproduceerd
RNA in plaats van DNA was hoogstwaarschijnlijk het eerste genetische materiaal
Wanneer je deze monomeren laat hergroeperen, dan kom je tot bepaald ketens en deze ketens gaan zich
assembleren en zo krijg je verbindingen die een betekenis hebben (zoals genen). RNA- monomeren die los zijn
kunnen bepaalde assemblages maken waardoor je de eerste genen bekomt.
