KPL 8. Elämä syntyy ja kehittyy merissä

Elämän kehityshistoria on mutkainen tie. Sitä yritetään selvittää nykyäänkin. On olemassa joitain todisteita, että kaikilla eliöillä on sama alkuperä. Maapallon iäksi arvioidaan 4,6 miljardia vuotta.

Elämällä arvellaan olevan kolme syntymisen vaihetta. Ensin kaasukehässä syntyi yksinkertaisia orgaanisia yhdisteitä, sitten ne yhdistyivät muodostaen jättimolekyylejä. Ensin muodostuivat nukleiinihapot, jotka ohjaavat solujen toimintaa ja pystyivät lisääntymään kopioimalla itseään. Kolmannessa vaiheessa jättimolekyylit kerääntyivät eristävän kalvon sisälle.

Ensimmäiset esitumalliset olivat arkit ja bakteerit.

Fotosynteesi = yhteyttäminen

Omaa pohdintaa

Evoluutio on hyvin tärkeä osa meitä. Se, että omaamme näin suuren älykkyyden määrän on huikaisevaa.  Tulevaisuudessa osaamme luultavasti luoda keinotekoista elämää ja ohjata evoluutiota. Ihmiset ovat kuin jumalia muiden eläinten keskellä.

Tehtävä

2. a) Ilma hapettui ja eläimet pystyivät nousemaan maalle.

      b) Näin kehittyi uusia ja monimutkaisempia eliöitä, lopputuloksena ihminen.

      c) helpompi liikkuminen ja näin selviytyminen pedoilta

      d) tehokkaampi perinnöllinen lisääntyminen

KPL 7. Populaatiosta voi syntyä vähitellen uusia lajeja

Mikroevoluutiossa laji muuttuu ja makroevoluutiossa syntyy uusia lajeja. Mutaatiot muuttavat populaation geenivarastoa. Luonnonvalinta suosii populaatioissa erilaisia ominaisuuksia ja sitä kautta niihin vaikuttavia geenejä. Tätä ilmiötä, jossa saman lajin populaatiot muutuvat perimältään vähitellen erilaisikisi sanotaan mikroevoluutioksi.
Kun kaksi tai useampi samaan lajiin kuuluvaa populaatiota on kehittynyt niin erilaisiksi, että niiden jäsenet eivät voi saada keskenään lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä, on syntynyt uusia lajeja. Uusien lajien syntyyn johtavaa evoluutiota kutsutaan makroevoluutioksi.
Sattuma voi vaikuttaa lajiutumiseen pienissä populaatioissa.

Isolaatio estää geenivirran ja edistää lajiutumista. Populaatiot erilaistuvat yleensä isolaation eli lisääntymisesteen seurauksena.
Lisääntymisesteitä:

1. Populaatiot elävät eri alueilla (maantieteellinen isolaatio
2. Populaatiot elävät erilaisissa elinympärisstöissä (esim. metsässä ja suolla)
3. Lisääntymisajat osuvat eri vuoden- ja vuorakaudenaikoihin
4. Soidinkäyttäytymiset ovat erilaisia
5. Sukuelinten tai kukkien rakenne-erot estävät parittelun tai siitepölyn kulkeutumisen
6. Sukusolut hylkivät toisiaan tai eivät yhdisty
7. Hedelmöitys tapahtuu, mutta alkio ei kehity normaalisti
8. Risteytymä on steriili
9. Risteymien mahdollinen jälkeläisten lisääntymiskyky on alentunut

Charles Darwinia voidaan pitää aikansa suurimpana maailmankuvan mullistajana. Darwinin evoluutiokäsitystä kutsutaan usein luonnonvalinta teoriaksi. Nykyinen evoluutiokäsitys (uusdarwinismi, synteettinen evoluutioteoria) perustuu Darwinin päätelmiin ja nykyisiin biologian ja muiden luonnontieteiden tutkimustuloksiin.

Charles Darwinin päätelmät:

1. Eliölajit lisääntyvät niin tehokkaasti, että yksilöiden määrä ylittää helposti ympäristön kantokyvyn (ravinnon,tilan ja muuun elinehdot)
2. Eläin- ja kasviyksilöt eivät ole ominaisuuksiltaan samanlaisia, vaan samaankin lajiin kuuluvat yksilöt muuntelevat luontaisesti.
3. Liian suuret yksilömäärät aiheuttavat massaolon taistelua, jossa heikoimmat kuolevat tai niiden jälkeläismäärä jää pieneksi.
4. Tämä on luonnonvalintaa, joka karsii ominaisuuksiltaan heikoimmat yksilöt, ja vahvimmat jäävät jatkamaan sukua. Näin laji "kehittyy vähitellen paremmaksi".

Evoluutio= Populaation geneettisen koostumuksen muuttumista, suurissa populaatioissa muuttumista ohjaa             pääasiassa luonnonvalinta
Luonnonvalinta= Yksilöt, jotka sopeutuvat ympäristöön paremmin pystyvät saamaan enemmän jälkeläisiä.

Tehtävä 1. Väittämät

a) Virheellinen, koska monet eläimet ja virukset sopeutuvat ympäristöihinsä esim. ihmisen aiheuttamat saasteet ja antibiootit.

b) Virheellinen, evoluutiolla ei ole tiettyä päämäärää se auttaa lajeja sopeutumaan jatkuviinkin muutoksiin.

c) Virheellinen, jotkin lajit voivat kehittyä hyvin nopeasti kun taas joillakin lajeilla ei ole tarvetta kehittyä enempää.

d)Virheellinen, koska kastemato on vain sopeutunut ja kasvanut eri ympäristöön ja elintapoihin se ei ole yhtään sen alkeellisempi kuin koirakaan.

e) Virheellinen, evoluutio johtaa parhaiten sopeutuvaan eliöön vaikka se eliö olisikin alkeellisempi kuin aikaisempi.

f)Virheellinen, joidenkin lajien esi-isät ovat kuolleet pois miljoonia vuosia sitten, mutta eläimillä voi olla yhteisiä kantaisiä.

g)Väite on tosi, koska ne luovat uusia geenejä ja suvuttomassa lisääntymisessä se on ainoa evoluution aiheuttaja.

h. Totta, koska jälkeläinen saa geeniparit molemmilta vanhemmiltaan.

Omaa pohdintaa

Jos eri lajit sopeutuvat ympäristöihin niin minkalaiseksi lajiksi kehittyy ihminen? Haarautuuko ihmisten geenit jossain vaiheessa ja kehittyisi kaksi ihn eri lajia? Prosessissa menisi hyvin kauan, koska kaikki ihmiset ovat aika hyvin yhteydessä toisiinsa eri puolilla maapalloa.

KPL 6. Luonnonvalinta ohjaa evoluutiota

Kaavioesitys siitä miten bakteerien 
vastustuskykyamtibiootteja
 kohtaan lisääntyy luonnonvalinnan seurauksena.

Muuntelun ansiosta populaatioissa esiintyy toisistaan poikkeavia yksilöitä, jotka selviytyvät muita paremmin tai huonommin. Paremmin selviytyvät yksilöt tuottavat luultavammin jälkeläisiä, ja näin poikkeava ominaisuus lisääntyy. Tätä kutsutaan luonnonvalinnaksi. Luonnonvalinta toimii erilailla vakaassa ja muuttuvassa ympäristössä. Tasapainottava valinta on sitä, kun olosuhteet pysyvät pitkään vakaina, ja valinta karsii keskimääräisestä poikkeavia äärityyppejä. Suuntaava valinta taas on sitä, että toisen ääripään yksilöt selviytyvät paremmin ja toisen ääripään yksilöt karsiutuvat muuttuvissa olosuhteissa. Hajottava valinta on sitä, kun olosuhteet muuttuvat kahteen tai useampaan eri suuntaan. Pitkän ajan kuluessa jakautuneista eliöistä voi muodostua eri lajeja.

Teollisuusmelanismi on ominaista teollistuneille alueilla, joissa esimerkiksi  ilman saasteet vaikuttavat ympäristöön ja siten luonnonvalintaan ja eliöiden ominaisuuksiin.

Olisimmeko me olemassa ilman muuntelua?

Pohdintaa

Jos luonnossa olisi enemmän muuntelua, me saattaisimme olla erilaisia, ja ympäristömme voisi olla monimuotoisempi.

Tehtävä

2. Rotat ovat vastustuskykyisiä varfariinille, koska muuntelun avulla yksilöt jotka olivat immuuneja sille lisääntyivät ja lopulta ominaisuus laajeni.

Kpl 5 Muuntelu on evoluution edellytys

Muuntelu auttaa populaation yksilöitä sopeutumaan ympäristöönsä. Muuntelu on tärkeää evoluutiossa juuri sen takia. Ympäristön aiheuttama muuntelu ei periydy (esim. puun ohjattu kasvaminen tiettyyn suuntaan). Ympäristön aiheuttama jälkeläisten erilaisuus on muovautumismuuntelua. Perinnöllinen muuntelu tuottaan populaatioon erilaisia yksilöitä.

(Suurenna klikkaamalla)

Tärkein oppimani asia oli se että muuntelu mahdollistaa yksilöiden ja populaatioiden sopeutumisen erilaisiin ympäristöihin.


Alleeli: Mutaation aiheuttama geenin erilainen muoto. Saman geenin eri alleelit vaikuttavat ominaisuuteen siten että siinä on eri piirteitä.

Partenogeneesi: Alkionkehityksen käynnistyminen naaraan sukusolusta ilman koiraan sukusolun vaikutusta.

2. Mutaatiot

a) Mutaatiossa joko geenit, kromosomin osat tai kromosomien lukumäärät muuttuvat pysyvästi toisenlaiseksi.

b)Kun eliön johonkin ominaisuuteen vaikuttava geeni muuttuu, voi ominaisuuden ilmeneminen muuttua. Nämä alleelit voivat vaikuttaa yksilön rakenteeseen, elintoimintoihin tai käyttäytymiseen. Mutaatiot siis tuottavat uusia ominaisuuksia populaatioon ja vaikuttavat lajinkehitykseen. Nämä piirteet voivat periytyä jälkeläisille ja jos ne ovat hyödyllisiä auttaa niitä selviämään luonnossa.

c)Suvuttomassa lisääntymisessä.

Omaa pohdintaa

Koska joidenkin eläimien geenirakenne on niin hyvä että se ei ole muuttunut hyvin pitkään aikaan (esim. krokotiili ja siili) niin evoluutiota ei saata tapahtua jos geenit ovat jo tarpeeksi hyviä ympäristöön. Kehittyvätkö ihmiset vielä Homo Sapiens Sapiensista pidemmälle ja missä vaiheessa se raja tulisi?

KPL 4 Elämän monimuotoisuus ilmenee monella tasolla

Biodiversiteetti – elollisen luonnon monimuotoisuus

Monimuotoisuudella on kolme tasoa; geneettinen monimuotoisuus, lajien monimuotoisuus ja ekosysteemien monimuotoisuus.

Geneettisessä eli lajien sisäisessä monimuotoisuudessa saman lajin eläimillä on eroja eli muuntelua. Tämän aiheuttaa perintötekijät ja ympäristö. Geneettinen monimuotoisuus lisää lajin mahdollisuuksia sopeutua muuttuviin ympäristöihin.

Suurenna klikkaamalla

Lajien monimuotoisuus on jossakin tietyssä ekosysteemissä elävien lajien määrä. Lajien monimuotoisuus on suurempaa jos elinolot ovat hyvät, kuten sademetsissä.

Ekosysteemien monimuotoisuudessa maapallolla on monia eri ekosysteemejä, kuten sademetsät ja savannit. Näiden paikkojen ympäristöolot muuttuvat ajan kuluessa.

Omaa pohdintaa

Asioiden monimuotoisuus on hyvä asia, sillä se lisää erilaisuutta maailmaan.

Tehtävä

1.   a) Geneettinen monimuotoisuus.

b) Lajien monimuotoisuus.

c) Geneettinen monimuotoisuus.

d) Ekosysteemien monimuotoisuus.

KPL 3 Eliömaailman luokittelu jäsentää elämän monimuotoisuutta

Eliöiden lajimäärä maapallolla on moninkertaisesti suurempi, kuin tähän mennessä on arvioitu. Tarkinta tietoa eliöiden välisistä sukulaissuhteista antavat DNA-vertailu ja proteiinien aminohappojärjestyksen vertaaminen.

Laji on luokittelun perusyksikkö. Eliöiden tieteellisessä luokituksessa on seitsemän tasoa:

1. Laji
2. Suku
3. Heimo
4. Lahko
5. Luokka
6. Pääjakso/kaari
7. Kunta

Eliömaailman lajien tuntemiseen ja luokittelun hyötyjä:

Tieteellinen tutkimus

Luonnonvarojen hyödyntäminen

Luonnon monimuotoisuuden suojelu

Eliömaailma voidaan jakaa kuuteen kuntaan: Arkit,bakteerit, alkueliöt eli protoktistit, kasvit, sienet ja eläimet, jotka voidaan vielä jakaa esitumallisiin (arkit ja bakteerit) ja tumallisiin (loput).Virukset ovat jätetty eliökunnan sukupuun ulkopuolelle, koska niillä ei ole selvää solurakennetta eivätkä ne pysty lisääntymään itsenäisesti.

Tärkein oppimani asia on eliömaailman kuusi kuntaa.

Laji: Samaan lajiin kuuluvat yksilöt pystyvät lisääntymään keskenään ja niiden jälkeläiset ovat lisääntymiskykyisiä.

2. Kuntien välinen vertailu.
a) Kasvit ja sienet erovat toisistaan monella eri tavalla. Sienet elävät joko symbioosissa tai loisina toisten eliöiden kanssa saadakseen ravintoa tai käyttävät rihmastoa, kun taas kasvit yhteyttävät ja tekevät oman ravintonsa. Kasveilla mon juuret sienellä rihmasto.

b)Bakteerit ja alkueliöt eroavat toisistaan mm. sillä tavalla että alkueliöt ovat tumallisia ja bakteerit esitumallisia. Alkueliöissä on monia toisistaan hyvinkin erilaisia eliöitä, koska sinne heitetään periaatteessa kaikki ne,jotka eivät ole esitumallisia, kasveja, varsinaisia sieniä tai eläimiä.

c)Eläimet ja kasvit ovat hyvin erilaisia ominaisuuksiltaan. Eläimillä on elimiä ja tarvitsevat ruokaa selvitäkseen, kasvit taas käyttävät maasta saatavaa vettä ja yhteyttämistä ravinnon saantiin. Eläimet käyttävät prosessia, joka on yhteyttämisen vastakohta soluhengitys, joka muuttaa sokeria ja happea: hiilidioksidiksi, energiaksi ja vedeksi.

d)Arkit ja eläimet ovat mm. kooltaan ihan erilaisia. Arkit ovat esitumallisia ja eläimet tumallisia eliöitä. Arkit pystyvät selviytymään äärioloissa toisin kuin eläimet, jotka kuolisivat sellaisissa oloissa.

Omaa pohdintaa

Kuinka monta lajia on vielä määrittelemättä ja löytämättä? Loytääkö ihmiset ikinä kaikkia lajeja? Näihin kysymyksiin emme varmaan saa ainakaan lähiaikoina vastausta, mutta se on ainakin varmaa että on vielä monia erilaisia lajeja löytämättä.

Kuinkahan erilaisia lajeja on avaruudessa muilla planeetoilla? Onko niiden solurakenne ihan eri tai onko niillä edes solurakennetta tai geenejä? Toivottavasti saisimme tähän vastauksen elämämme aikana.

Kpl 2 2000-luku- biologian aikakausi

Biologiaan kuuluu monia eri aloja mm;

-Mikrobiologia

-Sienitiede

-Kasvitiede

-Elaintiede

-Biokemia

-Molekyylibiologia

-Genetiikka

-Anatomia

(Klikkaa suurentaaksesi)

Biologiaa esiintyy monissa eri paikoissa. Harrastukset kuten eläimien hoito ja luonnossa retkeily on osa biologiaa. Omasta terveydestä huolehtiminen ja elinympäristön hoitaminen kuuluvat myös biologiaan. Biologiaan liittyy paljon tutkimuksia mm. eläimistä, ympäristöstä ja ihmisestä.

Termi taksonomia tarkoittaa eläinten luokittelua ja anatomia eliöiden rakenteiden tutkimista.

Kuinka hankalaa on eriaisten tutkimusten tekeminen?

Tehtävä 6.

A) Joidenkin kuivina pidettävien esineiden vedenkestävyyttä voisi parantaa tällä menetelmällä.

B) Töihin joissa pitää kiipeillä.

C) Vedenalaisiin sukellusveneisiin ja muihin laitteisiin jotka toimivat veden alla.

Omaa pohdintaa

Kuinka tehokkaiksi meidän tutkimuksemme tulevat? Kehitämme yhä paremmin toimivia lääkkeitä, bakteerit ja virukset kehittyvät myös. Vaikka tietomme universumista kasvaisi erittäin suureksi, emme siltikään tule tietämään vastauksia kaikkiin kysymyksiimme.

Kpl 1 Mitä elämä on?

Kaikki eliöt koostuvat samoista alkuaineista. Alkuräjähdyksen jälkeen tähdet syntyivät alkuaineista, jolloin tähdet levitttivät niitä räjähtämällä elämänkaarensa lopussa. Niistä alkuaineista syntyi lisää tähtiä ja planeettoja. Hiili on alkuaineista tärkein elämän kannalta. Elämällä on monia tunnusomaisia piirteitä:
- Solurakenne
- Aineenvaihdunta
- Perinnöllisyys
- Lisääntyminen
- Kasvu
- Sopeutuvuus
- Ärtyvyys
- Itsesäätelykyky
- Kuolema
- (yksilöllisyys, elinkaari)


Tärkein oppimani asia oli elämän piirteiden tunnistaminen.

Elinkaari= Syntymä, kasvu, kuolema

Tehtävä 6
A. Aavikolla on vähän kasvillisuutta ja lämpötilat vaihteloevat hyvin nopeasti päivän kuumuuden ja yön kylmyyden/viileyden välillä

B. Etälämantereella ei ole kasvillisuutta ravinnoksi tai suojaksi. Siellä on hyvin kylmä, joten useimmat lajit eivät selviäisi siellä.

C.Korkealla vuoristossa on hyvin vaarallista liikkua ja ilma on hyvin ohutta. Ilma on myös kylmempää mitä korkeammalla on.

D. 3 000 metrin syvyydessä on hyvin kova veden paine, jota esim. ihmiset eivät kestäisi, joten siellä voi olla vain sinne sopeutuneita lajeja. Sinne ei myöskään pääse plajoa Auringon valoa.

Omaa pohdintaa

Pystyvätkö ihmiset koskaan löytämään kaikkia erilaisia lajeja vai onko aina joitan lajeja löytämättä? On aika varmaa, että ihmiset eivät löydä kaikkia lajeja varsinkaan kaikkia syvän meren lajeja, koska sitä on hyvin vaikea tutkia, mutta kukaan ei ovi tietää mitä tulevaisuus tuo.

Onko avaruudessa muuta älyllistä elämää? On hyvin todennäköistä että avaruudessa on muuta elämää, mutta onko se älyllistä? Sitä ei voi tietää, mutta on hyvin epätodennäköistä että niitä olisi tullut maapallolle.

On ihmeellistä miten hyvin eliöt voivat sopeutua eri oloihin. On se sitten korkealla vuoristoissa, syvällä meressä tai sitten kuumassa lähteessä on eliöitä jotka ovat pystyneet sopiutumaan äärioloihin.