Onderzoek naar evolutie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

B 5 Onderzoek naar evolutie

Leerdoelen

- Je kent enkele onderzoeksmethoden naar verwantschap.

- Je kunt verschillen en overeenkomsten herkennen tussen organen en orgaanstelsels van de mens en van verschillende diersoorten.

- Je kunt een stamboom en een cladogram aflezen.

Leg in eigen woorden uit wat Darwin bedoelde
met survival of the fittest.

Wat is een voorwaarde voor
natuurlijke selectie?

1. Variatie in eigenschappen
2. Mannelijke en vrouwelijke organismen
3. Recombinatie
4. Mutatie

Anatomie en verwantschap

Verwante lichaamsbouw

Linneaus (1707-1788) onderscheidt twee typen overeenkomsten in lichaamsbouw:

• Homoloog
• Analoog

Elementen worden ingedeeld naar het aantal protonen in de atoomkern. En van alle elementen bestaan varianten met een verschillend aantal neutronen in de kern. Zo'n variant heet een isotoop.

Missing links

"Fossiele overgangsvormen"

Aanwijzingen voor gemeenschappelijke voorouders.

Elementen worden ingedeeld naar het aantal protonen in de atoomkern. En van alle elementen bestaan varianten met een verschillend aantal neutronen in de kern. Zo'n variant heet een isotoop.

Homologe structuren

Gelijk bouwplan maar verschillende functie. 

Elementen worden ingedeeld naar het aantal protonen in de atoomkern. En van alle elementen bestaan varianten met een verschillend aantal neutronen in de kern. Zo'n variant heet een isotoop.

Convergente-evolutie

Wat zijn homologe organen

1. Organen die dezelfde bouw hebben maar een andere functie
2. Organen die dezelfde functie hebben, maar apart van elkaar zijn ontstaan
3. Organen die dezelfde functie hebben, maar niet dezelfde bouw
4. Organen die we door aanpassingen aan het milieu niet meer nodig hebben

Wat zijn rudimentaire organen

1. Organen die dezelfde bouw hebben maar een andere functie
2. Organen die dezelfde functie hebben, maar apart van elkaar zijn ontstaan
3. Organen die dezelfde functie hebben, maar niet dezelfde bouw
4. Organen die we door aanpassingen aan het milieu niet meer nodig hebben

Analoge structuren

Verschillend bouwplan maar gelijke functie.

Elementen worden ingedeeld naar het aantal protonen in de atoomkern. En van alle elementen bestaan varianten met een verschillend aantal neutronen in de kern. Zo'n variant heet een isotoop.

Rudimentaire organen

"Organen die over tijd hun functie verloren hebben."

Elementen worden ingedeeld naar het aantal protonen in de atoomkern. En van alle elementen bestaan varianten met een verschillend aantal neutronen in de kern. Zo'n variant heet een isotoop.

Rudimentaire organen

Cladistiek

• cladistiek/cladisme= methode om organismen in te delen in groepen genaamd clades (grieks 'klados'=tak).
• 1 clade= een gedeelde voorouder en alle evolutionaire nakomelingen
• Binnen een clade zie je gedeelde eigenschappen met dank aan de gedeelde voorouder. 

Cladogram

• Boomdiagram/dendrogram waarin de meest waarschijnlijke splitsing van clades wordt weergegeven.
• Elke splitsing= soortvorming met divergente evolutie
• Minder knoppen tussen soorten =  meer verwant, 

Opdracht 8 - Bron 16

• Welk uniek homoloog kenmerk delen de schildpadden, slangen, hagedissen, krokodillen en vogels volgens dit cladogram?een gat in de schedel onder de oogkas
• Hoe heet deze groep in dit cladogram? reptilia
• Hoeveel clades zie je in het cladogram?12, elk blauw puntje vertegenwoordigt de voorouder met het unieke kenmerk dat de voorouder en de andere dieren in die clade gemeenschappelijk bezitten. Er zijn 12 van die puntjes.
• Mag je uit dit cladogram de conclusie trekken dat vogels meer verwant zijn aan krokodillen dan aan hagedissen? Licht toe.Ja, want vogels en krokodillen hebben meer gemeenschappelijke unieke homologe kenmerken dan vogels en hagedissen. Of: ja. Want de vogels en krokodillen delen een gemeenschappelijke voorouder die ze niet delen met de hagedissen.
• 
  

biochemie en verwantschap

 Hoe in clades indelen?

Tot ver in de 20e eeuw:

• op basis van uiterlijke kenmerken

Vrij recentelijk: op basis van moleculaire homologie

• overeenkomsten in DNA sequenties
• overeenkomsten in eiwitbouw (homologie in aminozuurvolgorde (primaire structuur))

Hierdoor kunnen cladogrammen er totaal verschillend uitzien!

Een recente ontdekking op basis van indeling in moleculaire homologie laat zien dat walvissen zeer nauw verwant zijn aan hoefdieren.

Een blauwe vinvis is nauwer verwant aan een giraffe dan aan een haai.

De wetenschap die fossielen bestudeert noemen we:

1. Histoliogie
2. Paleontologie
3. Sedimentologie
4. Endocrionologie

Fossilisatie

"Het proces waarbij fossielen ontstaan."

Fossilisatie

5 mogelijke manieren:

1. Verstening
2. Verdroging
3. Lage temperaturen
4. Lage pH + zuurstofgebrek
5. Opsluiten in barnsteen.

• Verstening: micro-organismen breken zachte delen af. Vertraagd door laag zand of slik (bodem van rivier/zee). Skelet en tanden blijven intact. Hoge druk versteent sediment. In water opgeloste mineralen dringen resten binnen en vervangen origineel materiaal. 
• Verdroging: Snel uitdrogen van een dood organisme in een droge omgeving heeft een conserverende werking, want micro-organismen kunnen niet leven zonder water. 
• Lage temperatuur Ook kou conserveert. 
• Lage pH en zuurstofgebrek De zure en zuurstofarme omstandigheden in veenmoerassen zijn ongunstig voor bacteriën. Dat remt de afbraak van dode lichamen. 
• Opsluiten in barnsteen:  Barnsteen is afkomstig van de gestolde hars van naaldbomen. I.

Verstening

Verdroging

Lage temp.

Lage pH en O2

Barnsteen

Mineralen

Hoge druk

Veenmoeras

Naaldbomen

Zee

Woestijn

Tirol

Rudimentaire organen

Opdracht 3:

De mens kent rudimentaire lichaamsdelen, zoals de verstandskiezen en staartwervels. Noem twee andere voorbeelden van rudimentaire lichaamsdelen bij de mens. 

Testvragen §1

Er zijn veel theorieën over het ontstaan van het leven. Zet de volgende theorieën op chronologische volgorde. Begin met de theorie die het langst geleden is ontstaan.

Neodarwinistische theorie

Creationisme

Evolutietheorie van Darwin

Evolutietheorie van De Lamarck

Catastrofetheorie

De neodarwinistische theorie gaat uit van een aantal stappen. Zet deze stappen in de juiste volgorde.Wat is de juiste volgorde van deze stappen?

De nakomeling heeft grotere overlevingskansen

Een geslachtscel bevat een gemuteerd gen

Steeds meer nakomelingen hebben de gunstige eigenschap

Een langer leven leidt tot meer nakomelingen

De nakomeling heeft een veranderde eigenschap

Met DNA-onderzoek bij verschillende bevolkingsgroepen kan onderzocht worden waar de moderne mens is ontstaan.

Welk DNA is minder geschikt omdat beide ouders dit DNA doorgeven aan hun nakomelingen?

1. X-chromosomaal DNA
2. Y-chromosomaal DNA
3. Gemuteerd DNA
4. Mitochondriaal DNA

Testvragen §2

Wat zijn belangrijke voorwaardes voor evolutie?
(Meerdere antwoorden mogelijk)

1. Geslachtelijke voortplanting
2. Ongelijk aantal nakomelingen
3. Selectiedruk
4. Variatie

Darwin worstelde met het gebrek aan kennis over de oorzaak van variatie tussen individuen.
Wat is een andere oorzaak van variatie tussen individuen dan recombinatie?