Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
BIOS 1 Elämä syntyi ja kehittyi meressä - Coggle Diagram
BIOS 1 Elämä syntyi ja kehittyi meressä
Alkumaapallon olosuhteet mahdollistivat elämän synnyn
Elämän synnyn selvittäminen on biologian haastavimpia tehtäviä.
Elämän alkuajoista ei ole konkreettisia todisteita, kuten fossiileja.
Kaikiien eliöiden solut ovat rakenteeltaan ja toiminnaltaan pääpiirteissään samanlaisia, yhteinen alkuperä.
Maapallo
4,6 miljardia vuotta vanha
Kuuma planeetta, joka jäähtyi
Syntyi kivikuori ja sen ympärille kaasukenttä, joka koostui epäorgaanisista kaasuista.
Hiilimonoksidi, typpi, metaani, ammoniakki, vety ja vesihöyry
Vesihöyry tiivistyi vedeksi maapaloon jäähtyessä.
Sateet irrotti maankuoresta erilaisia mineraaleja, ja vesi täytti maankuoren suuret altaat.
Elämän syntyä edelsi pitkä kemiallinen evoluutio
Elämän arvellaan syntyneen kolmessa vaiheessa:
Ensimmäinen vaihe eli kemiallinen evoluutio
Epäorgaanisista aineista muodostui hiilestä rakentuvia yksinkertaisia orgaanisia yhdisteitä, elämän rakennusaineita.
Toinen vaihe
Elämän rakennusaineet liittyivät yhteen
-> jättimolekyylit, DNA, proteiinit
Kolmas vaihe
Jättimolekyylit kerääntyivät kalvon sisälle, joka erotti ne ympäristöstä.
Pisaran pinta vastasi solukalvoa (aineiden kulku solukalvon läpi)
Pisaran sisälle kertyi nukleiinihappoja ja proteiineja.
Biologinen evoluutio alkoi ensimmäisestä solusta
Nykyisin ollaan sitä mieltä, että elämä on syntynyt maapallolla vain kerran.
Kaikilla maapallolla tavattavilla elämämuodoilla on yhteinen alkuperä.
Vanhimmat merkit elämästä ovat 3,8 miljardia vuotta vanhoja.
Eliöt olivat alttiina UV-säteilylle
-> mutaatiot
Uusia ominaisuuksia
-> Luonnonvalinta
Biologinen evoluutio
Tumattomat eliöt olivat maapallon ensimmäisiä valtiaita
Vanhimmat merkit tumattomista eliöistä ovat 3,5 miljardia vuotta vanhoja
Haarautui yhteisestä kantamuodosta, alkusolusta
Arkeoneiksi ja bakteereiksi
Suurin osa tumattomista olivat kuluttajia (ottivat ravintonsa erilaisista valmiista yhdisteistä).
Joillekkin kehittyi kyky kemosynteesiin (valmistaa itse energiapitoiset yhdisteet).
Tuottajat
Tumattomat eliöt olivat alttiina mutaatioille
Voimakas UV-säteily aiheutti runsaasti mutaatioita arkeonien ja bakteerien geeneissä.
Tumattomat eliöt pystyivät vaihtamaan perintötekijöitä.
-> paljon muuntelua
Luonnonvalinta ohjasi niiden evoluutiota tehokkaasti
Parhaat geenien omaavat tumattomat eliöt sopeutui paremmin elinympäristöjen muutoksiin ja levittäytyi paremmin.
Fotosynteesin kehittyminen merkitsi valtavaa kehitysaskelta.
Merkittävä harppaus elämän kehityksessä tapahtui 3 mijardia vuotta sitten, fotosynteesi kehittyi.
Bakteerien sisälle muodostui lehtivihreää eli klorofylliä.
Auringonvaloa hyödyntävät bakteerit olivat syanobakteereja
Hapen ilmaantuminen
Happi reagoi kaasukentässä olleiden myrkyllisten kaasujen kanssa.
Myrkylliset kaasut hävisivät ja kaasukehän koostumus alkoi kehittyä nykyisenlaiseksi ilmakehäksi.
Happimolekyyleistä alkoi muodostua ylempään ilmakehään UV-säteilyltä suojaava otsonikerros.
Hapen lisääntyminen johti soluhengityksen kehityymiseen
Ennen hapen lisääntymistä tumattomat eliöt olivat saaneet elintoimintoihinsa vaadittavan energian käymisreaktiosta.
Anaerobisia eli hapettomissa olosuhteissa eläviä, ja happi oli niille myrkkyä.
Hapelliseen ympäristöön sopeutuville eliöille kehittyi soluhengitys, energia vapautuu enemmän solun ja eliön käyttöön.
Kaikki tumattomat eliöt eivät sopeutuneet hapekkaaseen ympäristöön.
Ne etsiytyivät hapettomiin olosuhteisiin tai kuolivat sukupuuttoon.
Ensimmäinen sukupuuttoaalto.
Tumallinen solu syntyi tumattomien solujen sulautuessa yhteen
Jotkin pehmytseinäiset arkeonit tai bakteerit sulautuivat yhteen.
DNA:n määrä kasvoi suureksi ja sen ympärille muodostui suojaava rakenne eli tumakotelo
Kookas isäntäsolu nielaisi pieniä kovaseinäisiä bakteerisoluja, jotka eivät hajonneet vaan kehittyivät solueimiksi, endosymbioosi.
Perustellaan, sillä että mitokondriot ja viherhiukkaset muistutttavat bakteereita.
Tumalliset solut alkoivat liittyä yhteen
Tumalliset yksisoluiset eliöt runsastuivat ja sopeutuivat erilaisiinoloihin n. 1,5 miljrdia vuotta sitten.
Otsonin määrä ilmakehässä lisääntyi edelleen, ja sen seuraksena maapallolle pääsevän UV-säteilyn määrä väheni.
Eliöt pystyivät elämään veden pintakerroksissa.
Solut erikoistuivat erilaisiin ravinnonhankintatapoihin.
Nopeutti eliöiden evoluutiota.
Solut saattoivat liittyä yhteen solurykelmiksi
Tumalliset solut
-> endosymbioosi, viherhiukkaset
Omavarainen eli tuottaja
Kehittyi rusko,- puna- ja viherleviä
Viherlevistä alkoi kehityslinja kasvikunnasi.
Tumalliset solut
-> endosymbioosi, ei viherhiukkasia
Kuluttaja, sienet ja eläimet
Monisoluisuuden ansiosta eliöistä kehityi suurempia
Kun solurykelmässä elävien solujen välinen työnjako kehittyi niin pitkälle, että solut eivät enää selviytyneet ilman toisiaan, oli kehittynyt alkeellinen monisoluinen eliö.
Ensimmäiset todisteet 700 miljoonan vuoden takaa.
Monisoluisten eliöiden solut kykenivät erikoistumaan ja toimimaan eri tavoin, niiden elintoiminnot olivat tehokkaampia
Eliöt saattoivat kasvaa suuremmiksi.
Osa eliöiden soluista erikoistui sukusoluiksi, minkä seurauksena syntyi uudenlainen tapa lisääntyä.
Suvullinen lisääntyminen tuloksena syntyi enemmän perinnöllistä muuntelua, siten materiaalia luonnonvalinnalle.
UV-säteily vaarallista, mutta vesi suojasi eliöitä, joten niiden evoluutio jatkui edelleen.
Yksisoluiset levät kehittyivät monisoluisia leviä.
Eläinten erilaisten ruumiinrakenteiden evoluutio alkoi.
Valtava hyppäys eläinten kehityksessä
Elämän esihistoriallisen kauden lopulla, n. 550 miljoonaaa vuotta itten tapahtui evoluutiossa nopeaa lajiiutumista.
Eläinten monimuotoisuus lisääntyi merissä niin valtavasti, että puhutaan kambrikauden räjähdyksestä.
Fossiilien mukaan tuolloin oli lähes kaikki nykyiset eläinkunnan pääjaksot.
Tärkeimät pääjaksot:
Sienieläimet
Polttiaiseläimet
Laakamdot
Nilviäiset
Nivelmadot
Niveljalkaiset
Piikkinahkaiset
Selkäjänteiset
Aluksi paikallaan pysyviä, sitten vapaasti liikkuvia selkärangattomia.
Varhaisia monisoluisia eläimiä olivat sienieläimet.
Yksittäiset solut muodostavat runkokuntia
Elävät merenpohjaan kiinnittyneinä
Ei erikoistuneita soluja eikä kudoksia
Lisääntyvät suvuttomasti ja suvullisesti
mm. järvisienet, pesusienet
Hyvä uusiutumiskyky
Polttiaiseläimet, pitemmälle kehittynyt
Ruumiinmuodoltaan säteittäissymmetrisiä
Eri tehtäviin erikoistuneita soluja, alkeellisia kudoksia ja elimiä
Polttiaissolut, joiden avulla saalistavat pieniä eliöitä
Lisääntyvät suvuttomasti ja suvullisesti
mm. meduusat, korallieläimet ja polyypit
Nivelmadot
Kaksikylkisiä
Ruumis jaokkeellinen
Tikapuuhermosto ja alkeelliset aivot
Hengitys ihon avulla
Lisääntyminen suvullista
mm. kastemadot ja juotikkaat
Ulkoinen tukiranka suojasi pedoilta
Nilviäiset kehittyivät hyvin monimuotoisiksi
Ruumiinmuodoltaan kaksikylkisiä
Useimmilla tukirankana ulkoinen kalkkikuori
Erikoistuneita kudoksia ja elimiä
Osalla hyvin keskittyneet aistit ja hermosto
Lisääntyminen suvullista
mm. kotilot, simpukat, mustekalat
Niveljalkaiset
Kaksikylkisiä
Tukirankana ulkoinen kitiinikuori
Ruumis ja raajat jaokkeisia
Tikapuuhermosto ja monipuoliset aistit
Lisääntyminen suvullista
mm. hyönteiset, äyriäiset, hämäkkieläimet
Piikkinahkaiset
Kalkkilevyistä koostuva ulkoinen tukiranka
Aikuiset ruumiinmuodoltaan säteittäissymmetrisiä, toukat kaksikylkisiä
Liikkuvat imujalkojensa avulla
Lisääntyminen suvuonta ja suvullista
mm. meritähdet, merisiilit
Sisäinen tukiranka helpotti liikkumista
Selkärangattomien eläinten ulkoinen tukiranka rajoitti eläimen kokoa ja liikkumista.
Sisäinen tukiranka mahdollisti eläimen koon kasvun ja elintoimintojen kehittymisen monipuolisemmaksi.
Liikkuminen tehostui.
Selkäjänteiset
Ruumiinmuodoltaan kaksikylkisiä
Rustoinen tai luinen sisäinen tukiranka
Pitkälle erikoistuneita kudoksia ja elimiä
Lisääntyminen suvullista
Hyvin kehittynyt hermosto ja aistit
mm. ympyräsuiset, luukalat, rustokalat, sammakkoeläimet, matelijat, linnut, nisäkkäät