Etapy vývoje Země a života – maturitní otázka

 

   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

 

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






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: