4.1 Ontwikkeling van het leven
Levenscyclus en Voortplanting van Dieren
Amfibieën leven gedeeltelijk op het land maar keren altijd terug naar het water voor
voortplanting. Reptielen en vogels leggen eieren met een harde schaal waarin de
embryo’s in een waterige omgeving ontwikkelen totdat ze uitkomen. Zoogdieren
daarentegen laten hun embryo's zich ontwikkelen in een beschermde, waterige
omgeving binnen het lichaam van de moeder, zoals het vruchtwater in de
baarmoeder.
Oorsprong van Organische Stoffen
Het Miller-Urey-experiment toonde aan dat organische stoffen kunnen ontstaan uit
anorganische stoffen onder invloed van elektrische ontladingen, een mogelijke
verklaring voor het ontstaan van leven op aarde.
Evolutionaire Tijdlijn van Leven
Het leven begon met eencellige organismen ongeveer 3,8 miljard jaar geleden.
Vervolgens verschenen meercelligen, gepantserde dieren, landplanten, amfibieën,
reptielen, zaadplanten, en tenslotte mensachtigen ongeveer 5 miljoen jaar geleden.
Mensachtigen zijn relatief nieuw in de evolutionaire geschiedenis vergeleken met
andere levensvormen.
Biodiversiteit en Evolutie
De aarde kent nu een lagere biodiversiteit dan ooit door het uitsterven van veel
soorten. Bacteriën en archaea hebben een gemeenschappelijke voorouder, maar
evolueerden afzonderlijk. Het aantal soorten is groter dan het aantal geslachten,
omdat een geslacht meerdere soorten kan omvatten.
Genetische Verwantschap
Dieren binnen hetzelfde geslacht vertonen meer genetische overeenkomsten dan
dieren binnen dezelfde klasse. Naarmate de evolutie vordert, nemen de genetische
verschillen toe. Bijvoorbeeld, Lepiota brunneolilacea en Lepiota josserandii zijn
nauwer verwant aan elkaar dan aan Russula emetica, omdat ze tot hetzelfde
geslacht behoren.
Organismen en Kenmerken
Een prokaryoot eencellig heterotroof organisme met celwand kan zowel een bacterie
als een archaea zijn. Een eukaryoot meercellig autotroof organisme is altijd een
plant.
,Celorganellen: Mitochondriën en Chloroplasten
Mitochondriën en chloroplasten zetten energie om in een bruikbare vorm voor de cel.
Mitochondriën doen dit via verbranding met zuurstof, terwijl chloroplasten energie
produceren door fotosynthese en daarbij zuurstof afgeven. Volgens de
endosymbiosetheorie hebben deze organellen een buitenmembraan dat
overeenkomt met het celmembraan.
Anorganische en Organische Stoffen
Water is een anorganische stof die kan bestaan zonder organismen. CHNOPS
(koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor, zwavel) zijn de belangrijkste elementen
in organische moleculen. Hun gezamenlijke aanwezigheid kan wijzen op leven.
Voordeel van Fotosynthetiserende Cellen
Een cel met mitochondriën die een fotosynthetiserende cel opneemt, kan zelf
voedsel produceren door lichtenergie om te zetten, wat voordelig is bij voldoende
licht.
Atmosferische Evolutie
De oeratmosfeer van de aarde bevatte bijna geen zuurstof, in tegenstelling tot de
huidige atmosfeer. Zuurstof is essentieel voor de meeste organismen.
Universele Verwantschap en DNA
Alle levensvormen delen DNA dat bestaat uit dezelfde stikstofbasen (adenine,
thymine, cytosine, guanine), wat suggereert dat ze een gemeenschappelijke
voorouder hebben. RNA bevat in plaats van thymine de base uracil. Er zijn meer dan
een miljoen unieke DNA-reeksen van tien stikstofbasen mogelijk.
DNA en Stikstofbasen in Meteorieten
De hoeveelheid thymine en cytosine in meteorieten is minimaal, wat erop wijst dat
aanvullende bronnen nodig waren voor het vormen van DNA-moleculen. Japanse
onderzoekers vonden vijf stikstofbasen in ruimtestenen, waaronder uracil, wat alleen
in RNA voorkomt.
, 4.2 Bacteriën, Virussen en Schimmels
Voedselbederf en Temperatuur
Voedsel bederft minder snel in de koelkast omdat bacteriën bij kamertemperatuur
sneller delen en daardoor sneller voedselbederf veroorzaken dan bij lage
temperaturen.
Bacteriën en Spiercellen
Bacteriën hebben een celwand en geen celkern, terwijl spiercellen een celkern
hebben maar geen celwand. Bacteriën die zich voeden met organische stoffen uit
vlees zijn heterotroof. Een tyrannosaurus rex kon zijn prooidieren doden door de
overdracht van ziekteverwekkende bacteriën via beten.
Bacteriële Besmetting
Menselijke infecties met schadelijke bacteriën kunnen bestreden worden met
bacteriofagen, virussen die specifiek bacteriën aanvallen.
Schimmels en Afbraak
Schimmels breken organische stoffen in takken af, wat de takken broos maakt. Dit
proces zorgt ervoor dat voedingszouten en andere anorganische stoffen vrijkomen in
de bodem, die door planten kunnen worden opgenomen en gebruikt voor groei.
Gisten en Schimmels
Gisten zijn eencellig, terwijl schimmels die broodbederf veroorzaken meercellig zijn
en netwerken van schimmeldraden (mycelia) vormen. Onder de microscoop zijn
gisten en schimmels moeilijk te onderscheiden omdat ze beide tot het rijk van de
schimmels behoren en vergelijkbare cellulaire eigenschappen hebben.
Bacteriële Groeisnelheid
Bacteriën kunnen zich zeer snel vermenigvuldigen door celdeling. Uitgaande van een
startpopulatie van 100 bacteriën die zich elke 20 minuten verdubbelen, zijn er na 4
uur en 40 minuten meer dan een miljoen bacteriën. Mutaties binnen de populatie
blijven procentueel constant na meerdere delingen.
Schimmels en Penicilline
De celwanden van schimmels bevatten chitine, wat hen ongevoelig maakt voor
penicilline, een antibioticum dat bacteriën aanvalt door hun celwanden te
beschadigen.
Levenscyclus en Voortplanting van Dieren
Amfibieën leven gedeeltelijk op het land maar keren altijd terug naar het water voor
voortplanting. Reptielen en vogels leggen eieren met een harde schaal waarin de
embryo’s in een waterige omgeving ontwikkelen totdat ze uitkomen. Zoogdieren
daarentegen laten hun embryo's zich ontwikkelen in een beschermde, waterige
omgeving binnen het lichaam van de moeder, zoals het vruchtwater in de
baarmoeder.
Oorsprong van Organische Stoffen
Het Miller-Urey-experiment toonde aan dat organische stoffen kunnen ontstaan uit
anorganische stoffen onder invloed van elektrische ontladingen, een mogelijke
verklaring voor het ontstaan van leven op aarde.
Evolutionaire Tijdlijn van Leven
Het leven begon met eencellige organismen ongeveer 3,8 miljard jaar geleden.
Vervolgens verschenen meercelligen, gepantserde dieren, landplanten, amfibieën,
reptielen, zaadplanten, en tenslotte mensachtigen ongeveer 5 miljoen jaar geleden.
Mensachtigen zijn relatief nieuw in de evolutionaire geschiedenis vergeleken met
andere levensvormen.
Biodiversiteit en Evolutie
De aarde kent nu een lagere biodiversiteit dan ooit door het uitsterven van veel
soorten. Bacteriën en archaea hebben een gemeenschappelijke voorouder, maar
evolueerden afzonderlijk. Het aantal soorten is groter dan het aantal geslachten,
omdat een geslacht meerdere soorten kan omvatten.
Genetische Verwantschap
Dieren binnen hetzelfde geslacht vertonen meer genetische overeenkomsten dan
dieren binnen dezelfde klasse. Naarmate de evolutie vordert, nemen de genetische
verschillen toe. Bijvoorbeeld, Lepiota brunneolilacea en Lepiota josserandii zijn
nauwer verwant aan elkaar dan aan Russula emetica, omdat ze tot hetzelfde
geslacht behoren.
Organismen en Kenmerken
Een prokaryoot eencellig heterotroof organisme met celwand kan zowel een bacterie
als een archaea zijn. Een eukaryoot meercellig autotroof organisme is altijd een
plant.
,Celorganellen: Mitochondriën en Chloroplasten
Mitochondriën en chloroplasten zetten energie om in een bruikbare vorm voor de cel.
Mitochondriën doen dit via verbranding met zuurstof, terwijl chloroplasten energie
produceren door fotosynthese en daarbij zuurstof afgeven. Volgens de
endosymbiosetheorie hebben deze organellen een buitenmembraan dat
overeenkomt met het celmembraan.
Anorganische en Organische Stoffen
Water is een anorganische stof die kan bestaan zonder organismen. CHNOPS
(koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor, zwavel) zijn de belangrijkste elementen
in organische moleculen. Hun gezamenlijke aanwezigheid kan wijzen op leven.
Voordeel van Fotosynthetiserende Cellen
Een cel met mitochondriën die een fotosynthetiserende cel opneemt, kan zelf
voedsel produceren door lichtenergie om te zetten, wat voordelig is bij voldoende
licht.
Atmosferische Evolutie
De oeratmosfeer van de aarde bevatte bijna geen zuurstof, in tegenstelling tot de
huidige atmosfeer. Zuurstof is essentieel voor de meeste organismen.
Universele Verwantschap en DNA
Alle levensvormen delen DNA dat bestaat uit dezelfde stikstofbasen (adenine,
thymine, cytosine, guanine), wat suggereert dat ze een gemeenschappelijke
voorouder hebben. RNA bevat in plaats van thymine de base uracil. Er zijn meer dan
een miljoen unieke DNA-reeksen van tien stikstofbasen mogelijk.
DNA en Stikstofbasen in Meteorieten
De hoeveelheid thymine en cytosine in meteorieten is minimaal, wat erop wijst dat
aanvullende bronnen nodig waren voor het vormen van DNA-moleculen. Japanse
onderzoekers vonden vijf stikstofbasen in ruimtestenen, waaronder uracil, wat alleen
in RNA voorkomt.
, 4.2 Bacteriën, Virussen en Schimmels
Voedselbederf en Temperatuur
Voedsel bederft minder snel in de koelkast omdat bacteriën bij kamertemperatuur
sneller delen en daardoor sneller voedselbederf veroorzaken dan bij lage
temperaturen.
Bacteriën en Spiercellen
Bacteriën hebben een celwand en geen celkern, terwijl spiercellen een celkern
hebben maar geen celwand. Bacteriën die zich voeden met organische stoffen uit
vlees zijn heterotroof. Een tyrannosaurus rex kon zijn prooidieren doden door de
overdracht van ziekteverwekkende bacteriën via beten.
Bacteriële Besmetting
Menselijke infecties met schadelijke bacteriën kunnen bestreden worden met
bacteriofagen, virussen die specifiek bacteriën aanvallen.
Schimmels en Afbraak
Schimmels breken organische stoffen in takken af, wat de takken broos maakt. Dit
proces zorgt ervoor dat voedingszouten en andere anorganische stoffen vrijkomen in
de bodem, die door planten kunnen worden opgenomen en gebruikt voor groei.
Gisten en Schimmels
Gisten zijn eencellig, terwijl schimmels die broodbederf veroorzaken meercellig zijn
en netwerken van schimmeldraden (mycelia) vormen. Onder de microscoop zijn
gisten en schimmels moeilijk te onderscheiden omdat ze beide tot het rijk van de
schimmels behoren en vergelijkbare cellulaire eigenschappen hebben.
Bacteriële Groeisnelheid
Bacteriën kunnen zich zeer snel vermenigvuldigen door celdeling. Uitgaande van een
startpopulatie van 100 bacteriën die zich elke 20 minuten verdubbelen, zijn er na 4
uur en 40 minuten meer dan een miljoen bacteriën. Mutaties binnen de populatie
blijven procentueel constant na meerdere delingen.
Schimmels en Penicilline
De celwanden van schimmels bevatten chitine, wat hen ongevoelig maakt voor
penicilline, een antibioticum dat bacteriën aanvalt door hun celwanden te
beschadigen.
