Transcript 3-1 Þróun bls.48-55

3-1 Þróun bls.48-55
• Þróun er breyting á lífverutegund í tímans
rás
– þessi skilgreining nær yfir breytingar á tegund
og líka myndun nýrra tegunda
• Allar lífverur eru komnar af einhverri eldri
lífveru og hafa breyst mismikið í tímans
rás
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
1
3-1 Þróun bls.48-55
Mynd 3-1
• Kvaggi var spendýr,
líkur sebrahesti, sem
lifði í Afríku fyrir 1 öld
• Við rannsókn kom í
ljós að 95% DNA
þeirra var eins
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
Mynd 3-1
2
3-1 Þróun bls.48-55
• Erfðaefni lífvera er líkara eftir því sem þær
eru skyldari
• Stökkbreytingar leiða til myndunar nýrra
eða breyttra lífvera
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
3
3-1 Þróun bls.48-55
• Fræðimenn hafa sett fram þróunarkenningar til að endurgera mynd af lífi á
jörðinni forðum og spá fyrir um þróun í
framtíðinni
• Flestir vísindamenn eru á því að tala eigi
um lögmálið um þróun í stað kenninga
• Sannanir um þróun finnast í samanburði á
DNA, lífefnafræði, líffærafræði og
steingervingafræði
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
4
3-1 Þróun bls.48-55
Líffærafræði
• Fjallar um líkamsbyggingu lífvera
• Mynd 3-2
– Hvað er líkt í líffærabyggingu útlimana?
– T.d. Fjöldi og
niðurröðun beina
Mynd 3-2
©Árbæjarskóli SH/KJ
• Líkir líkamshlutar
skyldra tegunda eru
kallaðir eðlislíkir
Erfðir og þróun
5
3-1 Þróun bls.48-55
Þróunarkenning Lamarcks
Jean-Baptiste de
Lamarck (1744-1829)
• Franskur líffræðingur
• Setti fram fyrstu
heillegu þróunarkenninguna
• Kenningin byggðist á
líffærafræði
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
6
3-1 Þróun bls.48-55
Þróunarkenning Lamarcks
•
Tvær grundvallarhugmyndir:
1. Notkun og vannotkun:
– líkamshluti lífveru verður stærri og þroskaðri eftir
því sem hún notar hann meira, því minna sem
rétt
líkamshluti er notaður því veikari og vanþroskaðri
verður hann.
2. Erfðir áunninna eiginleika:
– Gerir ráð fyrir að líkamseinkenni sem lífvera
þroskar með notkun eða vannotkun geti erfst til
rangt
afkvæma hennar.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
7
Kenning Lamarks
• Forfeður núlifandi
gíraffa höfðu
sennilega stuttan háls
og þurftu því oft að
teygja sig upp í
laufkrónur trjánna.
• Við þetta lengdist háls
þeirra örlítið.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
8
Kenning Lamarks
• Afkvæmin erfðu
rangt
lengdan háls foreldranna en þurftu samt
að teygja sig til að ná
upp til laufsins.
• Þetta endurtók sig
kynslóð eftir kynslóð
þar til að lokum urðu
til gíraffar sem höfðu
jafnlangan háls og
núllifandi gíraffar.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
9
3-1 Þróun bls.48-55
Fósturfræði
• Fósturvísar margra
dýrategunda eru líkir
Mynd 3-3
• Fósturvísarnir eru
næstum eins á fyrstu
stigum þroskans,
– bendir til þess að þessar
lífverur eigi sér
sameiginlegan forföður
• Seinna fara önnur gen
sem ekki eru sameiginleg
að stjórna þroskanum
Mynd
©Árbæjarskóli SH/KJ
3-3
Erfðir og þróun
10
3-1 Þróun bls.48-55
Steingervingafræði
• Steingervingar eru för eða
leifar lífveru sem var uppi fyrr
á öldum.
• Finnast í setbergi sem
myndast við hæga storknun
laga af leðju, sandi eða leir.
• Ef lífvera rotnar á endanum
eftir að setlögin hafa breyst í
berg skilur hún eftir sig far í
berginu, þetta mót getur fyllst
af steinefnum
– kallað afsteypa.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
11
3-1 Þróun bls.48-55
Steingervingafræði
• Ef steinefni koma smám
saman í stað mjúkra vefja
lífverunnar er hún sögð
vera steinrunnin.
• Heilu lífverurnar geta líka
varðveist í rafi, tjöru eða
ís.
• Algengustu
steingervingarnir eru
bein, skeljar, frjókorn,
laufblöð og fræ.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
12
3-1 Þróun bls.48-55
Árhestur (Eohippos)
• Var jafn stór ketti,
með stuttar tennur og
fjórar tær
• Var uppi fyrir 50
milljónum ára
• Vel aðlagaður lífi á
fenjasvæði
• Dó út vegna loftslagsbreytinga
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
Mynd 3-6
13
3-2 Náttúruval bls.56-60
Þróunarkenning Darwins
Charles Darwin (1809-1882 )
• Breskur náttúrufræðingur
(ætlaði að verða læknir eða prestur en
hætti við hvort tveggja)
• Fór í ferð 1831 með Beagle
til Suður- Ameríku og
Kyrrahafsins
• Safnaði sýnum og skrifaði
nákvæmar lýsingar á
svæðunum sem hann
ferðaðist um
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
14
3-2 Náttúruval bls.56-60
Þróunarkenning Darwins
Darwin varð fyrir sterkum
áhrifum af breytileika innan
tegunda á Skjaldbökueyjum
(Galapagos)
©Árbæjarskóli SH/KJ
• Hann tók eftir
breytileika innan
tegunda á svæðunum
• Eftir gagnasöfnun á
ferð sinni komst hann
að því að lífverur eru
aðlagaðar til að lifa í
umhverfi sínu
• Safnaði gögnum til
stuðnings kenningu
sinni næstu 20 árin
Erfðir og þróun
15
Finkur á Galapagos
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
16
3-2 Náttúruval bls.56-60
Þróunarkenning Darwins
• Alfred Russel Wallace
hafði komist að svipuðum niðurstöðum
eftir rannsóknir sínar í
Malasíu
• 1858 gáfu þeir Darwin
og Wallace saman út
greinar um þróunarkenningu
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
17
3-2 Náttúruval bls.56-60
Þróunarkenning Darwins
• 1859 gaf Darwin út
bókina ,,Uppruni
tegundanna” þar
sem hann útfærði
kenninguna og kynnti
hugtakið náttúruval
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
18
3-2 Náttúruval bls.56-60
Þróunarkenning Darwins
• Náttúruval er ferli
sem einkennist af því
að þeir einstaklingar
sem eru best
aðlagaðir umhverfi
sínu og eiga flest
afkvæmi veljast úr og
móta stofninn meira
en aðrir
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
19
3-2 Náttúruval bls.56-60
Offjölgun og náttúruval
• Lífverur eignast fleiri afkvæmi en auðlindir
umhverfisins geta borið
• Slík offjölgun leiðir til samkeppni milli
Survival
of
the
fittest
lífvera
• Þeir sem eru best aðlagaðir umhverfinu
lifa af og geta fjölgað sér
,,hinir hæfustu komast af”
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
20
Kenning Darwins
• Forfeður núlifandi
gíraffa höfðu
mislangan háls frá
fæðingu.
• Þessi mismunur var
arfgengur.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
21
Kenning Darwins
• Samkeppni og
náttúruval hafði í för
með sér meiri lífslíkur
fyrir afkvæmi
hálslangra gíraffa á
kostnað þeirra sem
hálsstyttri voru.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
22
Kenning Darwins
• Að lokum urðu
hálslangir gíraffar
allsráðandi en þeir
hálsstuttu dóu út.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
23
3-2 Náttúruval bls.56-60
Breytileiki og náttúruval
• Engir tveir einstaklingar sömu tegundar eru
nákvæmlega eins
– Dæmi um breytileika: misþykkur feldur, lengd
plönturóta, stærð
• Minni háttar breytileiki innan tegundar er
algengur
• Stökkbreytingar valda meiri háttar breytileika
– Gagnlegar stökkbreytingar gera lífveru hæfari til að
lifa af
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
24
3-2 Náttúruval bls.56-60
Dæmi um áhrif
náttúruvals
• 1850 voru flestir
piparfetarar nálægt
Manchester ljósir, en
breytileikinn var til
staðar í stofninum
• Ljósu fiðrildin sáust illa á
ljósum trjástofni, en
svörtu vel og þau voru
því étin
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
25
3-2 Náttúruval bls.56-60
• Með fleiri verksmiðjum og auknu sóti
dökknuðu trjástofnarnir og þá fjölgaði
þeim svörtu því að
ljósu fiðrildin sáust
betur og voru því
frekar étin
• Í dag hefur ljósu
fiðrildunum fjölgað
• Af hverju?
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
26
3-3 Far og einangrun bls.60-61
• Far er flutningur einstaklinga innan
tegundar langt frá upprunalegum
heimkynnum sínum svo sem milli
heimsálfa
• Einangrun er viðskilnaður sumra
einstaklinga tegundar frá öðrum , sem
tilheyra sömu tegund, í langan tíma.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
27
3-4 Þróun – hæg eða hröð bls.63-64
•
Vísindamenn hafa greint á um það hvort þróun
gerist hratt eða hægt.
Slitrótt jafnvægi:
• tegund breytist mjög lítið eða stendur í stað í
langan tíma og tekur svo skyndilega miklum
eða hröðum breytingum sem leiða til myndunar
nýrrar tegundar.
• Hröð breyting tekur þúsundir ára í stað
hundruð þúsunda eða milljónir ára.
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
28
3-4 Þróun – hæg eða hröð bls.63-64
•
Í dag telja flestir vísindamenn að þróun
sé sambland af hægfara breytingum
(gradualisma) og skyndilegum, hröðum
breytingum (slitróttu jafnvægi).
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
29
3-5 Jarðsagan bls.64-65
•
Jarðsögunni er skipt í 5 jarðsögualdir:
Upphafsöld
Frumlífsöld
Fornlífsöld
Miðlífsöld
Nýlífsöld
©Árbæjarskóli SH/KJ
4600 millj.ár – 2500 millj.ár
2500 millj.ár – 570 millj.ár
570 millj.ár – 245 millj.ár
245 millj.ár – 65 millj.ár
65 millj.ár – til dagsins í dag
Erfðir og þróun
30
©Árbæjarskóli SH/KJ
Erfðir og þróun
31