26: EVOLUTIE
§26.1 OP ZOEK NAAR HET BEGIN
Aarde → 4,5 miljard jaar oud.
Eerste leven → 3,8 miljard jaar oud.
Eerste fossielen → 3,5 miljard jaar oud.
Omstandigheden op aarde in het begin NIET rustig en aangenaam. Atmosfeer bevatte geen
vrije zuurstof en ongeschikt voor leven: bevatte giftige ammoniak en bestond hoofdzakelijk
uit N2 en CO2. Voortduren bliksem en intensieve Uv-straling, omdat geen ozonlaag. Ook
vaak meteorietinslagen.
Onderzoekers: of hierdoor kwam er leven, of in de diepzee of uit de ruimte.
Door experiment Miller en Urey in 1953 werd duidelijk dat er chemische evolutie
plaatsgevonden moet hebben.
Oerzee → is veranderd in een oplossing van organische stoffen (aminozuren),
een oersoep (prebiontische soep) waarin het leven is ontwikkeld.
Arrhenius → eind 19e eeuw theorie dat leven niet op aarde is begonnen, maar
met meteorieten uit de ruimte op aarde was 'gezaaid'. Sommigen geloofden dit.
Ruimteonderzoek → in de ruimte enorme massa’s organisch materiaal aanwezig,
zoals meteorieten. Donkere nevels in de ruimte hebben veel organische
moleculen.
Onderzoekers van NASA → apparaat van Miller en Urey nagemaakt. Hier ook
chemische evolutie, zoals ketonen, ethers en alcoholen. Ook vetzuurachtige
verbindingen, die in water soort blaasjes met organische moleculen erin
vormden.
Bouwstenen van leven komen uit de ruimte. Aannemelijk idee, door organische
moleculen linksdraaiend, net zoals bij levende wezens.
Leven kan ook komen uit hete bronnen uit diepzee. Daar komt namelijk heet
water dat rijk is aan calcium- en andere basische ionen. Om die bronnen staan
heel hoge kalkzuilen met wanten van katalyserende materialen. Hier komen
organische verbindingen, waaronder nucleotiden. De zuilen noemt men Lost City,
in Atlantische Oceaan van soms 60 meter. Hier komt kalkrijk water en de
temperatuur is 170°C. Wanden van LC → vol mineralen.
Black smokers → temperatuur honderden graden, heel zuur en vulkanische
materialen komen omhoog.
Eerste cel → eigenlijk geen cel, maar holte in warme bron, waar waterstof
omhoogkomt en dan reageert met CO2, waardoor organische verbindingen ontstaan.
Chemiosmose → protonen worden door een membraan gepompt, waardoor een
gradiënt in protonenconcentratie ontstaat en steeds meer energie wordt
opgebouwd, totdat genoeg protonen voor ATP-molecuul.
Als basische oplossingen in zuur zeewater stroomt, ontstaat een gradiënt. In de holte
ontstaat dus niet alleen organische moleculen en ATP, maar ook een chemiosmotisch
systeem.
RNA → kan ontstaan uit een bepaald soort vulkanisch gesteente. Draagt een stuk
genetische code, maar kan ook als enzym werkzaam zijn. Sinds die ontdekking
, denkt men dat RNA genetische code droeg en een rol had in chemische reacties
en niet DNA.
Vloeibaar water → essentiële voorwaarde voor ontstaan en voortbestaan van het
leven. In ons zonnestel heeft alleen aarde de goede temp. Op Mars was ooit
water, maar omdat de zwaartekracht minder groot was, is alles verdampt.
§26.2 VAN EENCELLIG NAAR MEERCELLIG
We zullen nooit precies weten hoe het leven echt is ontstaan.
Bij het ontstaan van echte cellen kregen oermembranen de rol van het begrenzen van een
systeem, waarbinnen organische moleculen een geheel vormen. Hieruit kwamen de eerste
bacteriën. Fossielen van 1,5 miljard jaar geleden lijken op de extremofiele archaeabacteriën.
De cyanobacteriën veranderden onze samenstelling van de atmosfeer van N2, CO2 en H2S
en H2 veranderde in N2, O2 en CO2, zoals nu.
Bacteriën → prokaryoten, omdat geen kern en eerder ontstaan dan cellen mét
kern. Hun DNA en RNA ligt in het cytoplasma. Ook geen organellen, heel klein,
altijd eencellig en voortplanting door deling. Leven anaeroob.
Andere organismen → eukaryoten, omdat kern met DNA, afgesloten van
cytoplasma, met organellen en aeroob.
Hebben ook DNA in mitochondriën en in chloroplasten. Zijn ontstaan door endosymbiose
van prokaryoten? Bladgroenkorrels ooit cyanobacteriën? Mitochondriën aerobe bacteriën? -
Lynn Margulis. Eukaryoten dus afstammelingen van prokaryoten.
Eencellige organismen → voortplanting door mitose. Hierdoor kinderen altijd
klonen en vrij weinig mogelijkheid voor genetische verandering. Totdat meiose
ontstond, waardoor steeds nieuwe combinaties en snellere evolutie.
Cambrische explosie verklaringen:
1. In oudere gesteenten fossielen van eencellige dieren. In Precambrium leefden
niet veel meercelligen.
2. Oudere dieren hadden geen harde delen, waardoor geen fossielen. Soms was
er een afdruk van zacht dier, maar zeer zeldzaam.
3. Snelle toename soorten → organismen gingen anderen eten. Dat zorgt voor
een evenwicht tussen producenten en consumenten.
4. Kort voor Cambrium was het grote continent uiteengevallen en de
brokstukken vormden onze huidige continenten. Ondiepe zeeën zorgden voor
meer kansen voor nog meer soorten.
5. Ook kort voor Cambrium was er grote klimaatverandering (zeer koud naar
warm), zodat nieuwe niches voor soorten.
Na Cambrium nog meer dan 100 miljoen jaar voordat mogelijk leven op land. Pas 400
miljoen jaar geleden was de ozonlaag dik genoeg om leven buiten zee veilig te maken.
Voordat leven op land → maan was vlakbij en zorgde voor heftige eb en vloed en
meer vulkanische uitbarstingen en aardbevingen.
Bijzondere perioden in geschiedenis aarde:
2,7 miljard jaar geleden was er geen vrije zuurstof in oceaan of atmosfeer, maar opeens
ontstond er zuurstof. Dit noem je Great Oxygenation Event. Cyanobacteriën hadden zoveel
O2 geproduceerd, dat ijzer niet alles kon opnemen, maar het water en de lucht de rest. Dit
was fataal voor de anaerobe bacteriën en zorgde voor vroege massa-extinctie. 550 miljoen
jaar geleden ging het zuurstofgehalte nog meer omhoog. Toen ontstonden er grote
§26.1 OP ZOEK NAAR HET BEGIN
Aarde → 4,5 miljard jaar oud.
Eerste leven → 3,8 miljard jaar oud.
Eerste fossielen → 3,5 miljard jaar oud.
Omstandigheden op aarde in het begin NIET rustig en aangenaam. Atmosfeer bevatte geen
vrije zuurstof en ongeschikt voor leven: bevatte giftige ammoniak en bestond hoofdzakelijk
uit N2 en CO2. Voortduren bliksem en intensieve Uv-straling, omdat geen ozonlaag. Ook
vaak meteorietinslagen.
Onderzoekers: of hierdoor kwam er leven, of in de diepzee of uit de ruimte.
Door experiment Miller en Urey in 1953 werd duidelijk dat er chemische evolutie
plaatsgevonden moet hebben.
Oerzee → is veranderd in een oplossing van organische stoffen (aminozuren),
een oersoep (prebiontische soep) waarin het leven is ontwikkeld.
Arrhenius → eind 19e eeuw theorie dat leven niet op aarde is begonnen, maar
met meteorieten uit de ruimte op aarde was 'gezaaid'. Sommigen geloofden dit.
Ruimteonderzoek → in de ruimte enorme massa’s organisch materiaal aanwezig,
zoals meteorieten. Donkere nevels in de ruimte hebben veel organische
moleculen.
Onderzoekers van NASA → apparaat van Miller en Urey nagemaakt. Hier ook
chemische evolutie, zoals ketonen, ethers en alcoholen. Ook vetzuurachtige
verbindingen, die in water soort blaasjes met organische moleculen erin
vormden.
Bouwstenen van leven komen uit de ruimte. Aannemelijk idee, door organische
moleculen linksdraaiend, net zoals bij levende wezens.
Leven kan ook komen uit hete bronnen uit diepzee. Daar komt namelijk heet
water dat rijk is aan calcium- en andere basische ionen. Om die bronnen staan
heel hoge kalkzuilen met wanten van katalyserende materialen. Hier komen
organische verbindingen, waaronder nucleotiden. De zuilen noemt men Lost City,
in Atlantische Oceaan van soms 60 meter. Hier komt kalkrijk water en de
temperatuur is 170°C. Wanden van LC → vol mineralen.
Black smokers → temperatuur honderden graden, heel zuur en vulkanische
materialen komen omhoog.
Eerste cel → eigenlijk geen cel, maar holte in warme bron, waar waterstof
omhoogkomt en dan reageert met CO2, waardoor organische verbindingen ontstaan.
Chemiosmose → protonen worden door een membraan gepompt, waardoor een
gradiënt in protonenconcentratie ontstaat en steeds meer energie wordt
opgebouwd, totdat genoeg protonen voor ATP-molecuul.
Als basische oplossingen in zuur zeewater stroomt, ontstaat een gradiënt. In de holte
ontstaat dus niet alleen organische moleculen en ATP, maar ook een chemiosmotisch
systeem.
RNA → kan ontstaan uit een bepaald soort vulkanisch gesteente. Draagt een stuk
genetische code, maar kan ook als enzym werkzaam zijn. Sinds die ontdekking
, denkt men dat RNA genetische code droeg en een rol had in chemische reacties
en niet DNA.
Vloeibaar water → essentiële voorwaarde voor ontstaan en voortbestaan van het
leven. In ons zonnestel heeft alleen aarde de goede temp. Op Mars was ooit
water, maar omdat de zwaartekracht minder groot was, is alles verdampt.
§26.2 VAN EENCELLIG NAAR MEERCELLIG
We zullen nooit precies weten hoe het leven echt is ontstaan.
Bij het ontstaan van echte cellen kregen oermembranen de rol van het begrenzen van een
systeem, waarbinnen organische moleculen een geheel vormen. Hieruit kwamen de eerste
bacteriën. Fossielen van 1,5 miljard jaar geleden lijken op de extremofiele archaeabacteriën.
De cyanobacteriën veranderden onze samenstelling van de atmosfeer van N2, CO2 en H2S
en H2 veranderde in N2, O2 en CO2, zoals nu.
Bacteriën → prokaryoten, omdat geen kern en eerder ontstaan dan cellen mét
kern. Hun DNA en RNA ligt in het cytoplasma. Ook geen organellen, heel klein,
altijd eencellig en voortplanting door deling. Leven anaeroob.
Andere organismen → eukaryoten, omdat kern met DNA, afgesloten van
cytoplasma, met organellen en aeroob.
Hebben ook DNA in mitochondriën en in chloroplasten. Zijn ontstaan door endosymbiose
van prokaryoten? Bladgroenkorrels ooit cyanobacteriën? Mitochondriën aerobe bacteriën? -
Lynn Margulis. Eukaryoten dus afstammelingen van prokaryoten.
Eencellige organismen → voortplanting door mitose. Hierdoor kinderen altijd
klonen en vrij weinig mogelijkheid voor genetische verandering. Totdat meiose
ontstond, waardoor steeds nieuwe combinaties en snellere evolutie.
Cambrische explosie verklaringen:
1. In oudere gesteenten fossielen van eencellige dieren. In Precambrium leefden
niet veel meercelligen.
2. Oudere dieren hadden geen harde delen, waardoor geen fossielen. Soms was
er een afdruk van zacht dier, maar zeer zeldzaam.
3. Snelle toename soorten → organismen gingen anderen eten. Dat zorgt voor
een evenwicht tussen producenten en consumenten.
4. Kort voor Cambrium was het grote continent uiteengevallen en de
brokstukken vormden onze huidige continenten. Ondiepe zeeën zorgden voor
meer kansen voor nog meer soorten.
5. Ook kort voor Cambrium was er grote klimaatverandering (zeer koud naar
warm), zodat nieuwe niches voor soorten.
Na Cambrium nog meer dan 100 miljoen jaar voordat mogelijk leven op land. Pas 400
miljoen jaar geleden was de ozonlaag dik genoeg om leven buiten zee veilig te maken.
Voordat leven op land → maan was vlakbij en zorgde voor heftige eb en vloed en
meer vulkanische uitbarstingen en aardbevingen.
Bijzondere perioden in geschiedenis aarde:
2,7 miljard jaar geleden was er geen vrije zuurstof in oceaan of atmosfeer, maar opeens
ontstond er zuurstof. Dit noem je Great Oxygenation Event. Cyanobacteriën hadden zoveel
O2 geproduceerd, dat ijzer niet alles kon opnemen, maar het water en de lucht de rest. Dit
was fataal voor de anaerobe bacteriën en zorgde voor vroege massa-extinctie. 550 miljoen
jaar geleden ging het zuurstofgehalte nog meer omhoog. Toen ontstonden er grote
