Evoluční biologie – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka:  Evoluční biologie

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Cloud

 

 

 

 

Evoluční biologie – vznik a vývoj života na Zemi, mechanismy evoluce, průbeh fylogenetického vývoje organismů včetně evoluce člověka, vznik lidských plemen

– vznik života a vývoj organismů je považován za součást celkového vývoje Země
– Země vznikla přibližně před 4,6 miliardami let z oblaku mezihvězdné hmoty nabalováním (uplatnění gravitační síly)
– nejstarší paleontologcké doklady o životě na Zemi jsou staré 3,5 miliard let – ve vodě, která chránila před UV (nebyla ozonosféra)
/- vznik vesmíru – teorie velkého třesku (Big Bang), zhruba před 15 (20) mil let/
– praatmosféra – N (80%), CO2 (10%), CH4, NH3, volný H2, HCN, H20 /g/

 

– otázka vzniku žibota na Zemi patří mezi nejspornější problémy soudobé biologie; je několik teorií o vzniku života na Zemi:

1) kreační hypotéza – zastánci – Carl Linné, J.B.Lamark, je součástí nejrůznějších náboženských učení, vychází z předpokladu, že dnes žijící organismy byly stvořeny nadpřirozenou silou – bohem, božstvem nebo nehmotným principem

 

2) teorie samoplození = teorie naivní abiogeneze – primitivní představa o původu života, která předpokládá, možnost vzniku živé hmoty z neživé za vhodných podmínek, zastánce – Aristoteles, který učil, že tráva vzniká z půdy, myši z prachu, žáby z bláta, červy z hnijícího masa apod.; v 19. století ji vyvrátil L.Pasteur

 

3) panspermická teorie – představa o možnosti přenosu zárodků života na Zemi z vesmíru, tzv panspermie, vysvětluje otázku původu života na Zemi, nikoliv jeho vzniku; jednodušeji → život vznikl ve vesmíru a po dopadu na Zem se to vyvinuli další organismy, hl. zastánce – fyzik S.A.Arrhenius

 

4) Oparinova teorie (=teorie evoluční abiogeneze) – sovětský bichemik A.I.Oparin – připouští vznik života na Zemi postupným vývojem z neživé hmoty v určitém období jejího geologického vývoje, přepokládá, že: – v praoceánu (prvotní oceán) mohly vzniknout za působení elektrických výbojů z anorganických látek jednoduché organické látky (AMK, dusíkaté heterocykly), z nich následně organické látky (bílkoviny, Nk, polysacharidy, tuky), směs těchto rozpuštěných látek je nazývána jako ”prebiotický bujón”
– ze složek ”bujónu” se mohly vytvořit tzv. koacerváty – kapénky bílkovin, které se postupně diferenciovaly v enzymy, urychlující děje uvnitř koacervátů a zintenzivňující jejich metabolismus
– koacerváty se dělily, vznikaly koacerváty dceřinné, postupně se vytvořily systémy se základními vlastnostmi života – eobionti (asi předchůdci prokaryotických buněk), diferenciace eobiontů se prohlubuje a vede ke vzniku vnitřních struktur

 

(2 etapy: 1. chemická evoluce – zahrnuje vznik organických látek a primitivních organických sloučenin, postupně docházelo k polymeračním reakcím -> vznik makromolekul -> bílkoviny, nukleové kyseliny, na základě fyzikálně-chemických změn – shlukování – vznik kapének (koacerváty) – schopny výměny látek se svým prostředím (absorbce), postupné zdokonalování, oblanění

 

2. biologická evoluce – před 3,5 miliardami let – primitivní prabuňky – eobionta, obsahovaly RNA, pak se vyvinula prokaryotická buňka (první byli anaerobní a heterotrofní) získávaůli energii z organických látek z mořské vody, postupně úbytek organických látek → přechod k autotrofii -> fotosyntéza -> O2 do ovzduší -> ozonová vrstva, z prokaryot -> eukaryota, teorie endosymbiózy – pohlcením bakterií se vytvořily mitochondrie a pohlcením fotosyntetizujících prokaryot (sinic) vznik chloroplastů)

– velká transgese – rozlévání moře na pevninu
– silur – nejstarší známé vyšší rostliny – Rhyniophyta
– vývojová radiace – plazi osídlili všechna prostředí -> rozštěpili se na více linií

 

Biologická evoluce
– evoluce = vývoj živých soustav
– uskutečňována na základě nevratných změn genetické informace
– nestálý a samovolně probíhající proces diverzifikace forem života
– zahrnuje vznik a zánik všech vývojových linií organismů od doby vzniku života po současnost
– celé období evoluce živých soustav se nazývá fylogeneze
– podstatou evoluce jsou změny týkající se genetické informace

 

– evoluční teorie a historické názory:
– počátek 18. století – diluvianisti – zkameněliny = pozůstatky z potopy světa
– Robert Hook – opakované potopy v historii Země spojené se zánikem druhu
– Carl Linné – zakladatel paleontologie, teorie katastrof (kataklyzmat), neuznával evoluci, vše stvořeno Bohem
– J.B.Lamark (1744 – 1829) = Lamarkismus; – poprvé užil pojem biologie, popíral vymírání druhů; lamarkismus → druhy nejsou stálé, mění se, přizpůsobení prostředí -> dokonalejší, složitější formy, přenos nových vlastností na potomky
– Charles Darwin (1809 – 1882) = Darwinismus; O vzniku druhů přírodním výběrem ( poznatky z cest – plavba na lodi Beagle), základní jednotka evoluce = druh, hlavní myšlenka – rozšíření rostlin a živočichů není náhodné, ale zákonité, evoluci ovlivňuje „boj o život“ (konkurence) a přírodní výběr (selekce), předpokladem je nadprodukce potomstva, variabilita uvnitř druhu, (potomci se liší př. Barvou)
– zákonitosti ve vývoji: divergence – rozbíhání znaků, ze společného předka vznikají adaptací na prostředí jiné druhy = vývojová nebo adaptivní radiace, př. plazi v druhohorách, pěnkavy na Galapágách
konvergence – stejné prostředí, podobné tvary a znaky, př. tvar těla žraloků, ryb, kytovců
– neodarwinismus (syntetická teorie evoluce)

 

úrovně biologické evoluce: a) mikroevoluce – krátkodobé změny na úrovni populace, nevede ke vzniku nových druhů – změny uvnitř druhů, probíhá díky mutacím, genetickému posunu, migraci, imbreedingu
b) speciace – vznik nových druhů -> pokud dojde k izolaci druhu – jiné podmínky prostředí
c) makroevoluce – vznik a vývoj vyšších taxonů než je druh, Haecklův biogenetický zákon – ontogeneze je zkrácená fylogeneze

přehled evoluce na Zemi – viz. Odmaturuj str. 23

 

Evoluční mechanismy
– Principy utvářející nejen lidské vědomí, ale i psychické a fyzické procesy, jsou velmi snadno uchopitelné na základě evolučního vývoje chování člověka (jiné organismy nevyjímaje). Není až tak důležité poznání jednotlivých fází a přechodů, ale uvědomění si mechanismu, kterým se evoluční vývoj řídí. Tedy, k čemu tyto změny slouží a jaké procesy v prostředí či uvnitř organismu vyvolávají
– 1. Zajištění potřeb růstu, reprodukce, sebezáchovy
2. Co největší úspora energie při zajištění potřeb
3. Neustálá interakce s prostředím, z toho vyplývající schopnost organismu dostatečně rychle reagovat na změny prostředí, adaptabilita (variace)
4. Snaha o dosažení čím dál většího informačního či pohybového prostoru
5. Evoluční mehanismus vede k tmu, že organismy neustále soutěží, jak uvnitř sebe tak navenek, aby si mohly ověřit, že “rostou”, lépe zabraňují vniku svého rizika
6. Vždy existuje někdo, kdo má z jakýchkoliv dějů prospěch (1), neděje se tak lineárně v čase, ale na základě časoprostorových interakcí.

 

Fylogenetický vývoj organismů
– vývoj druhů organismů
– hostorický proces, který většinou nelze přímo pozorovat, ale musí se rekonstruovat na základě evoluční teorie
– fylogenetika
– fylogenetické stromy – grafické znázornění vzájemných vztahů mezi skupinami organismů
– fylogeneze většinouo vede od jednodušších organsmů ke složitějším a na prostředí nezávislejším
– fylogenezi je nutno chápat v jednotě s ontogenezí, tj. individuálním vývojem organismů

 

Fylogenetický vývoj člověka
– zařazení čloověka do systému:

vědecká klasifikace zařazení charakteristika
nadříše eukaryota (jaderní) membránový prostor, pravé jádro (ohraničené)
říše animalia (živočichové) živočišná buňka bez buněčné stěny, vakuoly a plastidů
podříše metazoa (mnohobuněční)
oddělení deuterostomie (druhoústí) na místě 1. otvoru je řitní otvor a na opačném konci se prolamuje ústní otvor
pododdělení bilaterália (dvoustranní) dvoustaně (bilaterálně) souměrní
kmen chordata (strunatci) chorda dorsalis- chrupavčitá opora tělaèzatlačena obratli
podkmen vertebrata (obratlovci) vertebre- obratle
třída mammalia (savci)
podtřída theria (živorodí)
nadřád eutheria (placentálové)
řád primates (primáti, nehetnatci)
podřád simie (opice)
nadčeleď pongidea a hominoidea (lidoopi a lidé)
čeleď hominidae (lidé) neandrtálský, kromaňonský
rod homo (člověk)
druh hoo sapiens (člověk moudrý)
poddruh homo sapiens sapiens recens (člověk moudrý moudrý současný (žijící)) asi před 40 000 lety

 

– hominizace – zahrnuje změny tvaru kostry vedoucí ke vzniku rodu Homo, týká se hl. změny tvaru hrudníku /rozšíření a oploštění/ a pletence horní končetiny /schopnost rotace/, bipedie /vzpřímení postavy a chůze po dvou/, změny stavby lebky /zvětšení mozkovny, zmenšování obličejové části/ a ruky /zvýšená pohyblivost prstů, manuální zručnost/
– sapientace – navazuje na hominizaci, představuje rozvoj rozumových schopností, abstraktního myšlení
a vývoje řeči

 

– fylogeneze člověka: – vývoj člověka (antropogeneze) se odehrával během dlouhého období kenozoika;
k nejstarším předchůdcům současného člověka patřícím již k vývojové linii lidí (tedy do čeledi lidé) řadíme především:
– rod Australophitecus – cca před 5 – 0,6 miliony lety, byl všežravec, používal jednoduše opracované nástroje (z kostí, zubů apod.), pohyboval se po dvou, téměř vzpřímeně, nálezy hlavně z Afriky
– rod Homo – homo habilis = člověk zručný – cac před 2 – 1,4 miliony lety, všežravec, vyráběl primitivní nástroje, nálezy pocházejí hl. z Afriky
– homo erectus = člověk vzpřímený – žil přibližně před 1 milionem až 350 000 lety, znal již využití ohně, nálezy např. z Číny (Homo erectus pekinensis), Afriky i Evropy
– homo sapiens neandertalensis = člověk neandertálský
– homo sapiens steinheimensis – před 300k – 200k lety, nejstarší, nesoucí znaky pozdních druhů Homo erektus i Homo sapiens – lovci, vyráběli kostěné a kamenné nástroje
– protoneandertálec – před 150k – 120k lety, spojovací článek mezi neandertálci
a nejvyspělejšími formami člověka
– klasický neandertálec – před 100k – 32k lety, pravděpodobně slepá vývojová linie, přizpůsoben drsným podmínkám doby ledové /robustní kostra, mohutné svalstvo, mohutné nadočnicové valy/
– homo sapiens sapiens = člověk současný – objevil se cca před 40k – 10k lety, tělesnou stavbou se moc nelišil od člověka dnešního, byl to lovec, sběrač, vyráběl keramiku, stavěl primitivní obydlí, pohřbíval mrtvé, umělecká činnost /malby, sošky aj./, naleziště u nás – Dolní Věstonice, Brno, Pavlov, Koněprusy

 

– další druhy: – Homo ergaster = člověk dělný – před 1,9 – 1,4 miliony lety, vyráběl složitější nástroje
– Homo antecessor = člověk předchůdce – před 1,2 mil – 700k lety v Evropě, nejvíce nálezů ve Španělsku
– Homo rhodesiensis = člověk rhodénský
– Homo heidelbergensis = člověk heidelberský – je považován za předka pozdějších neandertálců
Lidská plemena/lidské rasy
– liší se od sebe množstvím pigmentu v kůži, což má vliv na barvu pleti, vlasů a očí
– odlišují se proporcemi těla, tvarem lebky a dalšími drobnými znaky, např. tvarem očí
– rasy vznikaly následkem dlouhodobé izolace a přizpůsobování se rozdílným přírodním podmínkám
– základní lidská plemena: – bílé = europoidní
– žlutohnědé = mongoloidní /nejpočetnější/
– černé = negroidní /nejméně zastoupené/

 

– Bílé plemeno – mírně vlnité až kadeřavé vlasy různých barev, vlas má oválný průřez, barva pleti je světlá až tmavohnědá, užší hlava, střední obličej, výrazný nos a brada, muži hodně ochlupení těla, rostou jim vousy, vznikala v oblastech mírného až chladného pásu → původně v Evropě a na Blízkém východě, postupně do všech světadílů
– Žlutohnědé plemeno – rovné, husté a silné vlasy černé až černomodré, · vlas má kruhový průměr, · barva pleti – nažloutlá, světlá až snědá, oční štěrbiny úzké a šikmé, obličej široký, s výraznými lícními kostmi a středně širokým nosem, muži mají řídké ochlupení, tropické pralesy, bujná vegetace, původní je v Asii, během vývoje z něho vznikli indiáni a Eskymáci
– Černé plemeno – tmavě hnědé až černé kadeřavé i kudrnaté vlasy, průřez vlasem je zploštělý ovál, v tropických oblastech, otevřená krajina

 

– všechny rasy jsou si rovny, žádná není nadřazená
– dnešní člověk vznikl ze společných předků
– rasismus = různá teorie popírající rovnocennost ras; nevědecká teorie založená na duševní a fyzické nerovnosti a nerovnoprávnosti lidských plemen
– podoby rasismu – xenofobie = nepřátelství vůči přistěhovalcům
– nacionalismus = vyvyšování určitého národa nad jiné
– náboženská nesnášenlivost
– Aleš Hrdlička – antropolog českého původu – studoval život amerických indiánů, proti rasismu






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: