Hoofdstuk 5

Biologie HST 5;

BASISSTOF 1
De zichtbare eigenschappen van een organisme noemen we het fenotype van dat organisme.
Het fenotype bestaat uit duizenden eigenschappen, veel daarvan heb je van je ouders geërfd. De informatie voor deze eigenschappen ligt in de celkernen. Elke cel bevat alle informatie van al je erfelijke eigenschappen.

In elke celkern liggen chromosomen; dat zijn lang gerekte dunne draden. In een celkern liggen ze door elkaar heen. Chromosomen bestaan voor een groot deel uit DNA. Die stof bevat de informatie van de erfelijke eigenschappen. De informatie in het DNA noemen we het genotype.

Een cel van een mens bevat 46 chromosomen. De chromosomen zijn telkens 2 aan 2 gelijk. De paren bevatte ook beide de informatie voor dezelfde erfelijke eigenschappen.


Een mens heeft 23 paren chromosomen in een celkern. Dit geldt voor alle cellen waaruit een mens is opgebouwd. Die cellen noemen we lichaamscellen. Voorbeelden ervan zijn; levercellen, spiercellen en huidcellen.

Het fenotype kan door allerlei oorzaken veranderingen onder gaan, zonder dat het genotype verandert. De oorzaken van deze veranderingen vatten we samen als ‘invloeden uit het milieu’ (bij het haren verven).
Het fenotype van een organisme komt tot stand door het genotype en door invloeden uit het milieu.

BASISSTOF 2
Ieder mens heeft honderden erfelijke eigenschappen.
Een gen is een deel van een chromosom dat de informatie bevat van een erfelijke eigenschap. Elke chromosom bevat vele genen. De genen kunnen als banden of als strepen op een chromosoom tot uiting komen. Het genotype is het geheel van genen dat in een celkern aanwezig is.

Ook in de kernen van geslachtscellen (eicellen en zaadcellen) komen chromosomen voor. Maar wel niet in paren, maar in enkelvoud. Geen geslachtscel van een mens bevat dan ook geen 46 chromosomen, maar 23. Daardoor bevat een geslachtscel ook geen genenparen maar enkelvoudige genen. Bij bevruchting versmelten de kern van een zaadcel en de kern van een eicel met elkaar. De chromosomen van de eicel en de zaadcel komen dan bij elkaar, in de kern van een bevruchte eicel.
De kern van een zaadcel bevat 23 chromosomen. , die afkomstig zijn van de vader en 23 chromosomen van de moeder.

De bevruchte eicel groeit uit tot een embryo, en daarna tot een kind. Tijdens die groei worden miljoenen nieuwe cellen gevormd, door celdeling. Een moedercel zich en tweeën en vormt zo twee dochtercellen. Bij celdeling veranderen de eigenschappen niet. Als de chromosomen van de zaadcel en eicel bij elkaar zijn gekomen, bevatten deze samen de informatie voor alle erfelijke eigenschappen.
Het genotype van een organisme komt tot stand op het moment van bevruchting.


Een geslachtscel bevat van elk genenpaar slechts een gen. Dit geldt ook voor de genenparen die bestaan uit twee ongelijke genen. Welke van beide genen in een geslachtscel terechtkomt, is afhankelijk van het toeval.
Als een nieuw organisme ontstaat door het versmelten van twee geslachtscellen, dan spreken we van geslachtelijke voortplanting. Welk genotype de geslachtscellen hebben is afhankelijk van het toeval. Er zijn veel verschillende mogelijkheden. Hierdoor zal de nakomeling een andere combinatie van genen hebben dan de ouders. De nakomeling zal dan ook een ander genotype hebben dan de ouders.
Bij geslachtelijke voortplanting ontstaat nieuwe genotypen in de nakomelingschap.

BASSISTOF 3
Tot de 19e eeuw dacht men dat alle soorten organismen altijd onveranderd hadden bestaan. Vanaf de 18e eeuw is de evolutietheorie ontwikkeld. Men gaat er daarbij vanuit, dat de huidige soorten organismen niet altijd hebben bestaan. Soorten kunnen in de loop van miljoenen jaren ontstaan, veranderen en verdwijnen. Evolutie is een geleidelijke ontwikkeling, waarbij uit eenvoudig gebouwde organismen ingewikkelder gebouwde organismen ontstaan. De evolutietheorie is vooral ontwikkeld door de Engelse onderzoeker Charles Darwin (1809-1882). De evolutietheorie gaat uit van veranderingen in genotype, natuurlijke selectie en het ontstaan van nieuwe soorten.

In de natuur planten de meeste planten en dieren zich geslachtelijk voor. Daardoor zijn er in de natuur veel verschillende genotypen. Als je bij geslachtelijke voortplanting nieuwe genotypen ontstaan, kunnen hierdoor ook nieuwe fenotypen worden veroorzaakt.

Niet ieder organismen heeft een even grote overlevingskans. Een snel en sterk dier heeft een grotere kans op overleven dan een zwak en traag dier. Het zwakke dier zal snel de prooi worden van hun rivaal. De sterke dieren krijgen nakomelingen en zo treed natuurlijke selectie op. De voorouder van b.v. de giraf was ongeveer even groot als de zebra. Sommige giraffen hadden de (goede) genotype voor een langere nek. Die bleven bestaan en kregen nakomelingen. Hun waren sterk er hadden een grote overlevingskans.
Het is belangrijk dat bij organismen van een soort veel verschillende genotypen en fenotypen voorkomen. Dat soort heeft daarvan veel voordelen. Als het milieu veranderd dan is er een grote kans dat sommige organismen zich aanpassen aan de nieuwe omstandig heden. Het kan dan zo zijn dat de soort uitsterft en er een nieuwe groep organismen ontstaat. Dat soort is dan geëvolueerd.
Organismen met de oorspronkelijke vorm en organismen met de nieuwe, afwijkende vorm planten zich dan onderling voort. Meestal ontstaan er dan tussenvromen. Als verschillende vormen zich steeds onderling blijven voortplanten, blijven ze tot hetzelfde soort behoren. Er zal dan geen nieuwe soort ontstaan.

Pas als verschillende vormen van een soort van elkaar geïsoleerd raken, kunnen op den duur verschillende soorten ontstaan. Dit komt doordat twee vormen steeds meer van elkaar gaan verschillen. Na verloop van tijd zijn organismen van de twee vormen niet meer in staat zich onderling voort te planten en daarbij vruchtbare nakomelingen te krijgen. De twee vormen zijn de twee soorten geworden.

Het kan ook gebeuren als een groep organismen van een soort geïsoleerd raakt van de rest. Voorbeeld; en rivier splits een diersoort in 2 delen. De dieren kunnen niet meer bij elkaar komen. Het milieu verandert aan de ene kant. De diersoort past zich aan. Er zijn dan twee vormen ontstaan. Na verloop van miljoenen jaren zij is de diersoorten zo verschillend dat ze niet meer onderling kunnen voortplanten. Er zijn dan 2 soorten ontstaan.
Het komt ook vaak voor met de darwinvinken. Darwin ontdekte dat de vinken veel op elkaar lijken, maar ze zich aan hun omgeving hebben toegepast. Het enige verschil tussen de vinken is de snavel. Dat komt door het verschillende voedsel in verschillende gebieden. Daardoor zijn verschillende soorten ontstaan.

BASSISTOF 4
Dat de evolutietheorie aannemelijk is, wordt aangetoond door fossielen. Fossielen zijn er versteende overblijfselen van organismen, of afdrukken van organismen in gesteente. Fossielen kunnen alleen ontstaan als de resten van organismen niet wegrotten en vergaan. De resten kunnen worden bedekt door sedimenten (afzettingslagen van bijvoorbeeld zand en klei deeltjes). Als dit snel gebeurt krijgen bacteriën en schimmels niet de tijd om de resten geheel af te breken. Wanneer sedimenten ongestoord blijven liggen, kunnen ze op de lange duur door de druk van de bovenliggende lagen verstenen tot sedimentgesteente. Er wordt nooit heel geheel organismen gevonden, maar delen ervan. Zachte delen vergaan meestal te snel om te fossiliseren. Van schelp dieren wordt dan ook het meeste gevonden. Via fossielen tracht men een voorstelling te maken, hoe een organismen heeft uitgezien. We noemen dat reconstructie.

Nieuwe sedimenten worden op oude gesteentelagen afgezet. In het algemeen liggen de jongste gesteentelagen dan ook aan de oppervlakte. Oudere liggen dieper in de aardkost. Van sommige organismen komen fossielen voor in gesteentelagen van verschillende ouderdom. Maar er zijn ook soorten, waarvan de fossielen slechts in een gesteentelaag voorkomen. In oudere en jongere gesteentelagen komen deze komen deze fossielen niet voor. Blijkbaar hebben sommige organismen in een bepaalde periode geleefd, en daarna uitgestorven. Hieruit blijkt dat op de aarde organismen zijn ontstaan en weer zijn verdwenen.
Fossielen van ingewikkelder gebouwde organismen komen alleen in de jongere gesteentelagen voor. Hieruit blijkt dat ingewikkelder gebouwde organismen later ontstonden dan de eenvoudige organismen.

BASISSTOF 5
De geschiedenis van het leven op aarde wordt verdeeld in tijdperken. De tijdperken worden verder onderverdeeld in perioden.
De aarde bestaat ongeveer 4,6 miljard jaar. Eerst was er op de aarde geen leven mogelijk wegens o.a. te hogen temperatuur. Ongeveer 3,8 miljard jaar geleden ontstonden waarschijnlijk de eerste eenvoudige vormen van leven. Deze eerste levensvormen leefden in het water. Er zijn in die tijd geen fossielen gevonden van leven op het land, want op het land was toen nog geen zuurstof. Zo’n 2,3 miljard jaar geleden ontstonden de eerste bacteriën. Hieruit ontwikkelde zich eencellige planten (wieren) en eencellige dieren. Langzaam kwam er zuurstof op het land en in het water o.a. door de wieren die zuurstof produceerde. Uit die eencellige ontwikkelde zich meercellige organismen. Zoals;

Zeewieren Sponsen

Holtedieren Platwormen
Weekdieren Geleedpotigen
Stekelhuidige

Alles gebeurde in de zee.

De eerste landplanten (mossen) verschenen ongeveer 400 miljoen jaar geleden. Deze planten veroverde in korte tijd het land en veranderden de kale vlakten. In dezelfde periode ontstonden de eerste gewervelde dieren, de vissen.
Vrij snel na de landplanten ontstonden de landdieren. Er was toen voldoende zuurstof in de lucht gekomen door o.a. de landplanten. De eerste landdieren waren de geleedpotigen (vooral duizendpoten). Zij werden al snel gevolgd door de gewervelde, de amfibieën. Ongeveer 300 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste reptielen en maakte insecten een bloeiperiode door. Zo waren er reuzenlibellen met een vleugelwijdte van wel 75 cm. Ongeveer 225 miljoen jaar geleden begon de enorme bloeitijd van de reptielen. Er verschenen allerlei soorten sauriërs (sauros = hagedis). Op het land leefde enorme dinosauriërs. Sommige daarvan bereikte een lengte van meer dan 25 meter. Ook in het water en in de lucht leefde allerlei soorten sauriërs. Tijdens de bloeitijd van de sauriërs ontstonden de eerste bedektzadig planten en de eerst zoogdieren en vogels.

Enkele soorten;

Tyrannosaurus Ichtyosarurus
Triceratops Stegosaurus
Pteranodon Brachiosaurus

Vele miljoenen jaren lang leefden de zoogdieren en vogels onopvallend naast de sauriërs. Maar 65 miljoen jaar geleden stierven de sauriërs in korte tijd uit. De oorzaak hiervan was een rotblok van ongeveer 10 km doorsnede, die vanuit de ruimte insloeg op de aarde. Hierdoor was er een enorme explosie en veel bosbranden. Hierna hebben enkele jaren lang zwarte wolken van stof en roet boven het aardoppervlak gehangen. Vermoedelijk hebben deze wolken zoveel zonlicht tegengehouden dat het op de gehele aarde donker was en de temperatuur hevig daalde. De sauriërs overleefde dit niet, maar de zoogdieren en de vogels wel. Toen de zwarte wolken verdwenen konden de vogels en zoogdieren goed toto ontwikkeling komen. De eerste primitieve mensen verschenen ongeveer 1,5 tot 1 miljoen jaar geleden. De huidige mensenrassen zijn ongeveer 30000 jaar geleden ontstaan.

Tijdens de ontwikkeling van het leven op de aarde zijn allerlei soorten organismen ontstaan. Soorten die een gemeenschappelijke voorouder bezitten, vertonen verwantschap.


In een geologische tijdschaal is de tijd sinds het ontstaan van de aarde weergegeven. Het is verdeeld in tijdperken (een tijdperk is weer verdeeld in periodes).