Otázka: Vznik a vývoj života
Předmět: Biologie
Přidal(a): Adéla
VZNIK ŽIVOTA
- – planeta vznikla před 4,6 mld lety → zjištěno ze stáří hornin
- v Hadeánu – žhavá koule roztaveného horninového materiálu
- – slepenec, narážely do něj planetky
- – vrstvy se rozdělily dle hustoty a začala chladnout – cca 4 mld let
- – z tuhého magmatu se dostávaly plyny → atmosféra
- – z hornin do atmosféry i vodní páry – 100 mil let deště
- → vypařovaly se → cyklus → ochlazoval planetu
- → později praoceány
ZÁKLADNÍ TEORIE VZNIKU ŽIVOTA
Vitalismus – Avicenna
- → životní síla je podstata všeho živého a příčina všech změn
Hylozoismus – Milétská škola
- → existence pralátky, která je v neustálém pohybu
Kreační teorie
→ život vznikl zásahem nadpřirozené síly
- C. Linné, → taxonomický systém, věřil v neměnný systém – rostliny se nemění
- R. Hook → předpovídal existenci buněk
- J. B. Lamark → věřil i v evoluci, ale až po stvoření
- Pierre T. De Chardin – křesťanský evolucionalismus
– inteligentní design – lidé věří, že byl velký třesk a všechno, ale že vesmír byl stvořen právě tak, aby na něm mohl vzniknout život
Teorie samoplození
- – vznik organismů přímo z neživé hmoty
- – vyvrácena L. Pasterem
Teorie panspermická
- – život přenesen z vesmíru z kosmozoí (částeček) = zárodků
- → vyvinou se do vyšších a složitějších forem
- H. C. Crick – pro vznik jednotného genetického kódu nebylo při evoluci dost času
Autochtoní abiogeneze
- autochtoní = něco v místě svého původu
- abiogeneze = vznik živého z neživého
- → život vznikl na naší planetě z neživé hmoty
- – musel vzniknout během 500 mil let před 4 a 3,5 mld let
- – některé fáze lze namodelovat
- – evoluční proces má 2 stránky
- 1) Materiálová/chemická evoluce
- → živé z neživého – anorganické látky na organické
- 2) Informační/biologická evoluce
- → vznik organických látek k buňkám
- 1) Materiálová/chemická evoluce
Chemická evoluce
- – nejprve praatmosféra – redukční ráz, neměla tloušťku jako dnes
- → obsahovala řadu jednoduchých sloučenin → H2, H2o, CO2, NH3, N2…
- → na planetu dopadalo více UV záření → oxidovaly se železnaté ionty na železité + uvolňoval se vodík
- – kondenzační činidla/katalyzátory
- → reakce probíhaly na jílových podkladech nebo fosfátech
Stanley Miller
- – prováděl pokusy
- CH4 + NH3 → HCN + 3 H2
- – za účasti energie – blesky
- 5HCN + E → adenin
- – plyny z atmosféry se rozpouštěly ve vodě
- – adenin a guanin vznikají za nižších teplot
Sidney Walter Fox
- – zahříval proteinogenní AMK na fosfátových horninách při teplotách nad 100°C → vznikají protenoidy – hydrofobní a hydrofilní konec
- → vytváří protenoidní mikrosféry – kulovité útvary
John Desmond Bernal
- – organické látky na dně jílovitých nádrží po odpaření vody polymerují
Syntéza polypeptidů v prebiotickém prostředí
- syntéza neřízenou matricí
- → viz vědci předtím
- – vhodné podmínky pro syntézu, ale primární struktura polypeptidu je náhodná
Syntéza řízenou matricí
- syntéza polypeptidu dle informace obsazené v jiné molekule
- matrice – DNA – ale jak vznikla?
Říše RNP
- – vznik polyribonukleoproteinových komplexů
- → mezi RNA a proteinem – spojeno peptidovými vazbami
- → mohly fungovat jako enzymy a zároveň se mohly autoreplikovat → vytvářet kopie
- ribozym = nukleové kyseliny s enzymatickou funkcí, autoreplikující se RNA, mohou fungovat i jako enzymy
- – dají se nalézt i dnes – pozůstatky
- – podporuje hypotézu o vzniku života podle pravidel ústředního dogmatu biologie
- – nejjednodušší živá soustava – translační systém, kde RNA má funkci m-RNA, nositele genů a funkci replikační
- stabilozace ribonukleoproteinového translačního systému
- – ohraničený od okolí
- – bimolekulární vrstvy fosfolipidů → hydrofil a fob konce → tvoří kapénky
- – volný pohyb translačního systému – složky blízko u sebe, translace může probíhat
- – uzavřené v kouli – fosfolipidové mikrosféry
- → složky translačního systému se nemohly rozptýlit
- – umožnění přesného překladu sekvencí RNA do RNA replikázy a ribozomových proteinů
- – velká mutabilita genoforu → nositel genu – RNA nositel genu – hodně mutací
- když vyschne voda – fosfolipidové mikrosféry se rozbalí a vytvoří dvojvrstvu a RNA se k ní může dostat → napršelo a smotalo se do koule, ale nabalilo to složky translačního systému
Biologická evoluce
Oparinova teorie
- koloidní roztoky = koacerváty → metabolony a probionty
metabolony
- – ty, co prokazovaly metabolickou aktivitu
- – termodynamický otevřený systém
- → pohyb, růst, dráždivost
- ne autoreplikace
probionty
- – předchůdci buněk bez ustáleného genetického kódu
- – replikační aparát nebyl ustálený, velké množství různých RNA kódujících různé AMK
- – i RNA kódovaly RNA-polymerázy
- → z nich vznikly protobionty (eobionty)
- – oddělením replikace od translace
Říše DNA
- – nejspíš pomocí UV záření nebo vysoké teplotě došlo ke změně uracilu na thymin
- – mezistupeň mezi RNP a DNA je RNA – dvouvláknové → spousta virů
- – nějakou omezenou dobu → chemické změny při uracilu na thymin nebo ribózy na deoxoribózu
- → začala se vytvářet DNA – možná jen kousky
- – RNA byla stále nositelem informace, ale mohla nastat reversní transkripce
- → RNA na DNA → katalyzovala reverzní transkriptáza
- DNA pomaleji mutuje, ochotně se spojuje do dvouvláken
- → genoforem je DNA, má schopnost replikace
- podle DNA → RNA = transkripce
- – translace m-RNA do struktury proteinu
Praorganismy
- – prokaryotické buňky
- – 1 molekula DNA v podobě nukleoidu
- – u archea a bacteria
- – všechny byly anaerobní – volný kyslík se nevyskytoval
- → heterotrofní
- trochu později – fotoautotrofní – zdroj energie – světlo, zdroj C třeba CO2
- – spousta mezistupňů – bakterie i H2SO4..
- – co bylo po ruce uměly využít
- – fotosyntetizující bakterie + sinice → využívají H2O jako zdroj elektronů → začal se uvolňovat kyslík, pro většinu jedovatý – likvidovaly konkurenty
- – když se voda nasytila O2 → začal utíkat do atmosféry → atmosféra se mění z redukující na oxidující → ochrana před UV zářením
- prototrofie – metabolická soběstačnost
- → praorganismy dokázaly přežít a měnit se za jakýchkoliv podmínek
- – z určité větve archeí vznikly eukaryotické buňky
- → ale v taxonomii jim byla vytvořena zvláštní doména
- eukaryotická buňka – větší, lepší genetický materiál – až 100x, ale nese jen 10x více genů → jsou tam vmezeřené exony, introny → nekódují, schopny se přesouvat, možná virové částice..
- → díky tomu rozmanitost nukleových kyselin
- eukaryotická buňka vznikla endosymbiózou
- – nějaká archea možná pozřela další, nevíme jak vzniklo jádro – z archey nebo vchlípením cytoplazmatické membrány
- předchůdce – mitochondrie -membránová organela???
- – sinice – z nich primární plastidy??
- ???
- – eukaryotické buňky vznikly, když se primordiální bujón zředil – eukaryotické b vytvořily schopnost fagocytózy
- – eukaryotické byly obrovské a požíraly prokaryoty → nemusely shánět vlastní bílkoviny, heterotrofní
- – rychlý vývoj
Vznikem eukaryot vznikl základ pro samostatný život → začátek biologické evoluce
3 úrovně
1) Mikroevoluce
– zabývá se změnami pouze jedné populace
mechanismy:
- mutace → náhodné, většinou nevýhodné změny genetické informace na buněčné úrovni, když vznikne výhodná nemá moc šanci na prosazení
- genetický posun → náhodné změny frekvence alel v populaci, věc náhody, kdo má štěstí se rozmnožit
- migrace genů → z jedné populace do jiné, mohou vytvořit úplně novou vlastnost, souvisí s pohlavním rozmnožováním
- pohlavní výběr → „sexy geny“ , fyzická záležitost
- přírodní výběr
- tvrdý – méně častý, podle dosažené hodnoty daného genu
- měkký – relativní, ti kteří mají lepší znaky přežijí, sobecký gen
- → my jsme pracovní nářadí pro replikaci genů
- základní druhy přírodního výběru
- stabilizující → v neměnném prostředí, upřednostňuje průměr
- usměrňující → podporuje odlišnost v určitém směru
- disruptivní → v nestejnorodém prostředí upřednostňuje extrémní vlastnosti a podporuje vysokou proměnlivost (alternativní genotypy)
2) Speciace
- = tvorba nových druhů
- → fyzická bariéra mezi existujícím druhem
- př.hraboši – odděleni dálnicí – na každé straně rychle běží, každý jinak
- → když se bariéra oddělí, mohou být natolik odlišní, že nejsou schopni se množit
- → náhodná mutace – v pohlavních buňkách – probíhá rychleji než u ostatních buněk, není fyzická bariéra
- -teorie přerušovaných rovnováh ..?
- – vznikne nový druh – má potenciál se měnit, probíhá evoluce, dokud se podmínky mění – je schopen se přizpůsobit, podmínky se nemění – druh stagnuje, ztrácí schopnost se přizpůsobovat
3) Makroevoluce
- – vznik a vývoj vyšších taxonů než je druh
- – rody, třídy..
Evoluční teorie
a) Diluvianisté
- → opakované potopy, vždy při pohromě vyhynula většina organismů, po ní se ze zbytku utváří nové + opakovaný vývoj
- – nevěřili v postupný vývoj
b) Lamarkismus
- – živočich se přizpůsobuje podmínkám
- → získá vlastnost → ta se dědí
- – chybné tvrzení – vlastnosti jsou podmíněny geny
c) Darwinismus
- – přírodní a pohlavní výběr
- – v malých skupinách k přizpůsobení mutací
d) Neodarwinismus
- – základní mechanismy
- → četnost vzniku mutací, migrace genů, genetický posun – náhodná změna frekvence alel
e) teorie sobeckého genu
- – organismy jsou pouze nástroje genů
- – R. Dawkins
f) teorie živé planety
- – působení organismu ovlivňuje prostředí a naopak
- planeta = superorganimus – jsme stavební součásti živé planety
- – Lovelock
g) teorie planetizace lidstva
- – když propojíme svoje mysli → konec evoluce
- → vývoj k tomu směřuje
- – Chardin
h) neutrální teorie evoluce
- – většina genů je postradatelná, ale všechny formy genu jsou stejně dobré
- – přírodní výběr neodstraňuje jen špatné mutace
- – většina mutací je neviditelná – neprojeví se ve změně vlastností
Vývoj země
1) Hadeán
- – 1. období
- – ďábelské
- – žhavá koule. Slepenec, tvoří se zemské vrstvy
2) Prahory
- – litosféra není rozlámaná na desky, pevná
- – hydrosféra + oceány
- – atmosféra redukční → bez O2
- – první buňky
3) Starohory
- – litosferické desky v pohybu
- → tvorba kontinentů
- – jednobuněčné organismy, na konci i mnohobuněčné
- stromatolity – hornina + vrstva sinic – zvápenatělé
- na konci zalednění
4) Prvohory
- – před 500mil lety
- a) starší – kambrium, ordovik, silur a devon
- b) mladší – karbon, perm
- – probíhalo vrásnění
- – vytváří se Pangea
- život v prvohorách
- – rozvoj vr vodním prostředí → trilobiti, měkkýši -hlavonožci, ostnokožci
- – koncem i ryby a paryby
- – první rostliny ve starších – silur – měly nedokonalý kořenový systém → bahýnko
- karbon: černé uhlí
- pralesy
- → rostliny s větším vzrůstem; vázány na bažiny: přesličky, plavuně → vzniká černé uhlí → málo O2 – ne oxidace, obalilo se to bahnem → karbonizace
- – štíři, pavouci, stonožky, obojživelníci, plazi a hmyz
- perm: Pangea, nahosemenné rostliny
- – zvýšená sopečná činnost
- → oteplená dna oceánů → uvolnění methanu → vymírání druhů
5) Druhohory
- – trias (savci), jura (ptáci), křída
- – poměrně teplo, život všude
- – Pangea se rozpadá
- – Alpinské vrásnění
- – rozvoj nahosemenných rostlin, hlavně cykasy, tráva nebyla
- – z plazů se vyvíjejí dinosauři
- – plazi dlouhý život
- – ryby ze sladkých migrují do slaných vod
- – řasy produkují O2
- konec druhohor → vymření – na zem dopadl meteorit
6) Třetihory
- – neogén, paleogén
- – ochlazení
- – vývoj krytosemenných rostlin
- – velké množství savců
- – vrchol alpinského vrásnění
- – dravci, ptáci
- – stepi
- – první předchůdce člověka
7) Čtvrtohory
- – postupné oteplování, ale i doby ledové
ANTROPOGENEZE
Hominizace
- → vývojové změny prokazatelné na kostře člověka – odlišení od opic
- páteř → dvojesovité zakřivení → hmotnost všech vnitřních orgánů → pánev se rozšířila, průřez hrudníku oválný, posunutí lebky → týlní otvor zezadu dolů, menší nadočnicové oblouky, výraznější nosní kosti, změna hybnosti kloubů, dolní končetiny delší než horní, motorika svalů → špetka; klenba na noze péruje → snižují se otřesy mozku, trup jemnější → vaříme a jíme snazší potravu → zmenšilo se střevo, vznik brady
Sapientace
- – vyznačuje se vývojem mozku → zvětšování mozkové části lebky
- → vývoj řeči
Sahelanthropus Tchadensis
- – 6,8 – 7,2 mil let
- – střední Afrika
- – 6 jedinců, 9 vzorků se našlo
- – možná bipední
- Orrorin tugenesis
- – 5,1 -6,8 mil let
- – Afrika
Ardipithecus – na nohou protichůdný palec
a) rhamidus → 4,4 – 5 mil let, Afrika, 45% samice, 115 nálezů, 36 jedinců
b) kadabba → víc nálezů, podobá se australophytekům, 5-6 mil
Australophytecus afarensis
- a) robustní – hl. Rostliny, nevede k nám
- b) gracielní – spíš k nám, masožravý
- – východní a jižní Afrika, typická bipedie, Lucy – velká část kostry – ??? pro oba? Nebo jen gracielní??? doplnit
Homo Habilis
- – 3 – 1,5 mil let
- – východní Afrika, pobýval tam spolu s Australophitecem, byli i stejně vysocí
- – měl mohutné nadočnicové oblouky, člověk zručný – používal kamenné nástroje (nebyl ale první) a koexistoval s Homo Erectus
Homo erectus
- – migroval až do Asie a Indonésie, byl schopen stavět plavidla, měl masivnější trup, delší střeva (rostlinná potrava),
- – vysocí 180 cm, byli tam dlouho → křížili se s Homo sapiens, zmnožení potních žláz a redukce ochlupení
Homo floresiens
- – hobit, pobývali na ostrově Flores
Neandrtálec
- – v Evropě, koexistoval s homo sapiens
- – velký nos, kratší končetiny (adaptace na chlad), řeč, pohřbívali své mrtvé, umění, lépe snášel bolest, sošky
Homo sapiens
Další podobné materiály na webu:
