Eliökunnan kehitys. BI1 Eliömaailma Leena Kangas-Järviluoma

Transkriptio

1 Eliökunnan kehitys BI1 Eliömaailma Leena Kangas-Järviluoma

2 elämän historia on jaoteltu kausiin: elämän esiaika elämän vanha aika elämän keskiaika elämän uusi aika maailmankausien rajoilla on selkeitä muutoksia fossiililajistossa elämän historiasta tunnetaan viisi suurta sukupuuttoaaltoa, jotka myös rajaavat maailmankausia

3

4 Maapallon synty maapallo syntyi 4,6 mrd. vuotta sitten. ensimmäiset 0,5 miljardin vuoden ajan oli aktiivista tulivuoritoimintaa ja paljon meteoriitteja osui maahan. vähitellen lämpötila aleni, jolloin ilmassa oleva vesihöyry tiivistyi sateeksi ensimmäiset meret muodostuivat. alkukaasukehä: hiilidioksidi hiilimonoksidi typpi vesihöyry ei vapaata happea eikä otsonikerrosta

5 aluksi tapahtui kemiallista evoluutiota: epäorgaanisista aineista syntyi orgaanisia yhdisteitä aminohappojen ja nukleiinihappojen synty alkusolu syntyi, kun jättimolekyylit kerääntyivät ympäristöstä erottavan kalvon sisälle. 1. solu syntyi ~ 4 mrd. vuotta sitten elämä on voinut syntyä matalissa merenlahdissa / merenpohjan vulkaanisilla alueilla / molekyylit maahan meteoriittien mukana orgaanisten aineiden synty ja esisolujen synty on todistettu. toistaiseksi ei ole pystytty tekemään uutta solua epäorgaanisista aineista.

6 vanhimmat merkit elämästä ovat 3,8 miljardia vuotta vanhoja. alttiita UV-säteilylle (otsonikerrosta ei ollut) > mutaatioita mutaatioista materiaalia valinnalle > biologinen evoluutio voi alkaa

7 biologinen evoluutio alkoi, kun ensimmäiset esitumalliset kehittyivät ensimmäiset solut ottivat ravintonsa ympäristöstään suoraan solukalvon läpi. vanhimmat esitumallisista 3,5 miljardia vuotta vanhoja. arkeoneja ja bakteereita ensimmäiset omavaraiset eliöt saivat energiansa kemosynteesin avulla. nykyeliöistä arkkibakteerit kemosyntetisoivat

8 fotosynteesiin kykenevät eliöt kehittyivät 3 miljardia vuotta sitten syanobakteerit olivat ensimmäisiä fotosynteesiin kykeneviä eliöitä. fotosynteesi vapautti kaasukehään runsaasti happea otsonikerros syntyi. suoja auringon UV-säteilylle hapen määrä ilmakehässä kasvoi ja aiheutti anaerobisille eliöille tukalat oltavat (osa kuoli, osa siirtyi elämään hapettomiin oloihin hapen määrän kasvaessa kaasukehä alkoi muuttua nykyisenkaltaiseksi ilmakehäksi soluhengitys syrjäytti käymisen tehokkaampana energianvapauttamistapana

9 tumalliset eliöt syrjäyttivät esitumalliset 1,5 miljardia vuotta sitten. soluelimet ovat syntyneet endosymbioosien tuloksena: yhteyttämiskykyinen bakteeri viherhiukkanen soluhengitykseen kykenevä bakteeri mitokondrio

10

11

12

13 monisoluisia eliöitä edelsivät yksisoluisten eliöiden muodostamat solurykelmät kun solut eivät enää selvinneet ilman toisiaan, oli syntynyt monisoluinen eliö vanhimmat monisoluiset 700 miljoonan vuoden ikäisiä monisoluisuuden etuja: eliöiden rakenne ja elintoiminnot monipuolistuivat osa soluista erikoistui sukusoluiksi ja suvullinen lisääntyminen alkoi suvullinen lisääntyminen kiihdytti evoluutiota > enemmän perinnöllistä muuntelua ja materiaalia valinnalle

14 ensimmäiset monisoluiset eläimet olivat sienieläimiä vain kaksi solukerrosta ei erikoistuneita kudoksia säteittäissymmetrisiä vähitellen kehittyi kaksikylkisiä eläimiä, joiden solut olivat erilaistuneita eri tehtäviin ja lopulta muodostui kudoksia

15 selkärangattomien evoluutiossa tapahtui muutoksia eläinten rakenteessa eri elimistöjen toiminnassa lisääntymisessä: ulkoisen siitoksen lisäksi kehittyi sisäinen siitos, lajityypillinen parittelukäyttäytyminen kehittyi kambrikauden räjähdys 550 miljoonaa vuotta sitten: eläinlajien lukumäärä lisääntyi valtavasti kaikki nykyiset selkärangattomien pääjaksot kehittyivät (+ monet pääjaksot joita ei enää ole)

16 seuraava askel eläinten kehityksessä oli sisäinen tukiranka selkärangattomilla on yleensä ulkoinen tukiranka (tai ei tukirankaa lainkaan) > rajoittaa eläimen kokoa ja liikkumista tukirangan muodostuminen mahdollisti eläinten koon kasvun ja liikkumisen tehostumisen 450 miljoonaa vuotta sitten selkäjänteiset kehittyivät merissä ympyräsuiset rusto- ja luukalat (lopulta luukalat syrjäyttivät rustokalat ja levittäytyivät monenlaisiin elinympäristöihin)

17 kambrikaudella tapahtui megaevoluutio kilpailu merissä oli ankaraa, joten elämä levisi maalle sammalet olivat ensimmäiset kasvikunnan edustajat maalla, selkärangattomat niveljalkaiset puolestaan olivat ensimmäisiä maaeläimiä maalle siirtyminen toi eliöille monia vaatimuksia, kuten: miten estää kuivuminen miten sukusolut tavoittavat toisensa miten pysyä pystyssä ilman veden antamaa tukea

18 edut maalle siirtymisessä: kasveille riitti valoa ja hiilidioksidia kilpailu oli aluksi vähäistä sammaleiden heikkoutena oli kykenemättömyys elää muualla kuin kosteilla alueilla lisääntyminen vedestä riippuvaista ei juuria eikä johtosolukkoa ensimmäiset varsinaiset maakasvit olivat sanikkaisia juuret johtosolukko sanikkaisista kehittyi monimuotoinen ryhmä

19 ensimmäiset maalla elävät selkärankaiset olivat sammakkoeläimiä kehittyivät varsieväkaloista sammakoilla maaelämään tarvittavia avainsopeumia maalla liikkumiseen sopivat raajat tehokkaat keuhkot ja verenkierto sammakkoeläimillä ongelmana oli kuitenkin lisääntyminen > tapahtui vedessä > vettä oli siis aina oltava läsnä kuivuutta kestämätön iho ei mahdollisuutta maan valloitukseen

20 elämän vanha aika päättyi sukupuuttoaaltoon, jolloin yli 90 % eliölajeista kuoli 250 miljoonaa vuotta sitten maapallon ilmasto kuivui sammakot ja saniaiset eivät enää pärjänneet kilpailussa > uudet eliöryhmät nousivat valtaan elinympäristöjä vapautui, jolloin matelijoiden sopeutumislevittäytyminen kiihtyi alkoi dinosaurusten valta-aika ja ensimmäiset linnut ja nisäkkäät kehittyivät siemenkasvit kehittyivät tärkein avainsopeuma oli kuivumista kestävä siemen.

21 matelijat syrjäyttivät sammakkoeläimet raajat ja tukiranka soveltuneet paremmin maalla liikkumiseen iho kesti kuivuutta paremmin verenkierto- ja hengityselimistö entistä tehokkaampia sisäinen siitos ja munan kehittyminen matelijoista syntyi monimuotoinen eliöryhmä paljassiemeniset siemenkasvit syrjäyttivät itiökasvit kilpailuetuna oli se, että lisääntyminen ei ollut enää vedestä riippuvaista

22 matelijoiden ja paljassiemenisten valtakaudella alkoi kehittymään todellisen maan valtiaat matelijoiden valtakausi päättyi 65 miljoonaa vuotta sitten massasukupuuttoon meteoriitti? matelijoiden jättämät tyhjä ekolokerot täyttyvät uusilla eliöryhmillä (kehittyneet jo aiemmin, mutta eivät kyenneet kilpailemaan matelijoiden kanssa) nisäkkäät Linnut koppisiemeniset syrjäyttivät pikkuhiljaa paljassiemeniset koppisiemeniset, nisäkkäät ja linnut valtasivat maapallon

23 Massasukupuutot maapallon historian aikana ollut viisi erityisen suurta massasukupuuttoa massasukupuuttojen syyt: 1. merenpinnan korkeuden muutokset 2. ilmastonmuutokset 3. suuret tulivuorenpurkaukset 4. suuret meteoriittipommitukset nyt on menossa kuudes, ihmisen aiheuttama massasukupuutto, joka etenee nopeammin kuin mikään aikaisemmista sukupuutoista on vaikutuksiltaan edellisiä laajempi