6. Eliömaailman luokittelu perustuu evoluutiotutkimukseen Flashcards
Miksi maailman eliölajien lukumäärä on epätarkka? Mitä muuta sama asia sai aikaan?
Maailman eliölajien lukumäärä vaihtelee 1 ja 6 miljardin välillä ja on siten epäselvä, sillä DNA-tutkimus osoitti, että useissa eliöryhmissä samana lajina pidetyt yksilöt olivatkin eri lajeja. DNA-tutkimus muutti eliölajien lukumäärän lisäksi myös niiden luokittelua ja käsitystä niiden evoluutiosta.
Mikä on evoluutioteoria? Milloin ja minkä pohjalta se luotiin? Mitkä ovat sen keskeisimpiä kohtia?
Käsitys eliömaailman kehityksestä perustuu tieteelliseen tietoon, joka on saatu selville kokeellisin tutkimuksin ja havainnoin.
Tiedehistorian yksi tärkeimmistä teorioista on evoluutioteoria, jonka loi Charles Darwin. Hänen evoluutioteoria perustuu luonnonvalintaan ja sen pohjana toimii Darwinin 1800-luvulla tekemät tutkimusmatkat, sekä niiden aikana tehdyt fossiililöydöt, havainnot ja johtopäätökset.
Darwinin evoluutioteorian keskeisiä kohtia ovat jälkeläisten perinnöllinen muuntelu ja yksilön kyky tuottaa enemmän jälkeläisiä kuin mitä ympäristö pystyy elättämään. Nämä rajalliset resurssit johtavat kilpailuun, jonka jälkeen luonnonvalinta karsii ominaisuuksiltaan heikoimpia pois.
Mikä on nykyinen evoluutiokäsitys ja miten se on muuttunut Charles Darwinin ajoista?
Evoluutiokäsitys on tarkentunut Darwinin ajasta luonnontieteiden tutkimusten tuottaman tiedon vaikutuksesta.
Nykyisen tiedon mukaan evoluutio perustuu lisääntymiseen, ominaisuuksien periytymiseen, muunteluun, luonnonvalintaan, isolaatioihin, sattumaan ja kilpailuun.
Mitä fossiilit ovat? Millaisia ja mistä eläimistä niitä on? Mikä tieteenala liittyy niihin?
Fossiilit ovat vähintään 10 000 vuotta sitten eläneiden eliöiden jäänteitä. Ne jaetaan syntytapansa perusteella kivettymiin, painaumiin ja valelmiin. Osa fossiloituneista eliöistä on säilynyt jopa kokonaisena, esimerkiksi Siperian ikiroutaan hautautuneet mammutit ja meripihkan sisään jääneet hyönteiset. Kaikista eliöistä ei kuitenkan löydy fossiileja. Esimerkiksi sienistä ja pehmeistä merieläimistä on vain hyvin vähän.
Paleontologia on tieteenala, joka tutkii muinaista eliömaailmaa fossiilien avulla.
Miten fossiilin suhteellinen ikä saadaan selville?
Fossiileista on hytöyä elämän kehityksen tutkimisessa, jos niiden ikä pystytään selvittämään. Fossiilien suhteellinen ikä saadaan selville johtofossiilien avulla. Johtofossiilit ovat eliöitä, jotka elivät runsaslukuisina tiettynä suhteellisen lyhyenä aikana eri puolilla maapalloa. Esimerkiksi ammoniitit ovat tärkeitä johtofossiileja.
Lisäksi tiedetään, että kallioperän vanhimmat kerrokset ovat usein alimpana ja nuorimmat ylimpänä. Täten uusia fossiililöydöksiä voidaan sijoittaa aikajärjestykseen johtofossiilien avulla.
Miten fossiilin ikä voidaan määrittää tarkasti?
Fossiilin tarkassa iänmäärityksessä käytetään apuna radioaktiivisia alkuaineita. Radioaktiivinen iänmääritys perustuu siihen, että määrityksessä käytettävä radiaktiivinen aine hajoaa tietyllä vakionopeudella. Puoliintumisaika on aika, jolloin radioaktiivisesta aineesta puolet on muuttunut muuksi aineeksi.
Eliöihin kertyy niiden elinaikana radioaktiivisia alkuaineita, jotka hajoavat niiden kuoltua hitaasti. Fossiilin tarkassa iänmäärityksessä fossiilissa ja sitä ympäröivässä kivikerroksessa olevan radioaktiivisen aineen ja sen hajoamisen tuloksena syntyneen aineen määrät.
Mihin maapallon kehityshistoria jaetaan ja mihin jako perustuu? Luettele nimet.
Maapallon kehityshistoria jaetaan geologisiin maailmankausiin ja jako perustuu muun muassa muinaisten merien pohjaan kerrostuneiden fossiilien tutkimuksista saatuihin tuloksiin. Maailmankausien rajat vedetään aina kohtaan, jossa fossiiliaineiston perusteella on tapahtunut selvä muutos jonkin tietyn lajin osuudessa muihin lajeihin verrattuna.
Geologisia maailmankausia: elämän esihistoriallinen aika, elämän vanha aika (jaetaan vielä 6 kauteen), elämän keskiaika (3) ja elämän uusi aika (2).
Mitä elävät fossiilit ovat?
Elävät fossiilit ovat eliöitä, jotka ovat selvinneet maapallon mullistuksista nykypäivään asti. Tällaisilla eliöillä on eloonjäämisen kannalta tärkeitä ominaisuuksia. Eläviä fossiileja ovat mm. krokotiili ja neidonhiuspuu, jotka ovat selvinneet lähes muuttumattomina kymmeniä miljoonia vuosia.
Mikä on fossiilisarja, missä tilanteessa tarvitaan?
Fossiilisarjaon eri-ikäisten fossiilien kokonaisuus, josta voidaan päätellä lajin kehityshistoriaa. Kun halutaan selvittää, miten jokin eliölaji tai eliöryhmä on kehittynyt aikojen kuluessa, pyritään etsimään eri-ikäisiä fossiileja ja muodostamaan niistä mahdollisimman kattava fossiilisarja.
Mikä on välimuotofossiili?
Kun eliöryhmä kehittyy, on mahdollista, että siinä näkyy samanaikaisesti sekä uusia että vanhoja rakennepiirteitä. Tällaisia eliöiden fossiileja sanotaan välimuotofossiileiksi.
Miten anatomiset rakenteet ja käytösmallit auttavat evoluution tutkimisessa?
Anatomisten rakenteiden vertailu selventää eliökunnan evoluutiota. Yksi todiste evoluutiosta on esimerkiksi surkastumat, eli tehtävänsä menettäneet elimet tai niiden osat (esim. käärmeillä ja valailla)
Eliöiden käytös on suurimmaksi osaksi synnynnäistä ja geenien säätelemää, joten samankaltaisuudet lajityypillissä piirteissä kuten soidinkäyttäytymisessä ja kommunikoinnissa antavat todisteita sukulaissuhteista ja yhteisestä evoluutiosta.
Miten lajeja tunnistetaan ja sukulaisuussuhteita selvitetään nykyään?
Lajeja tunnistetaan ja sukulaisuussuhteita selvitetään nykyään yhä enemmän tutkimalla eliöiden perimää.
Yksi keino eliöiden perimän havainnoimiseen on jakautuvan solun kromosomien värjääminen ja niiden tarkasteleminen valomikroskoopilla. Tällöin saadaan selville eliön kromosomien lukumäärä ja sitä voidaan verrata lähilajeihin.
Myös yksittäisiä kromosomeja voidaan vertailla, sillä kromosomien keskenään erilaiset rakenteet erottuvat väriaineilla.
Miten lajien kehityshistoriaa voidaan selvittää DNA:n avulla? Mitä hyötyä siitä on?
Nopeasti kehittyvä geeniteknologia mahdollistaa DNA:n tarkan tutkimisen. Täten lajien kehityshistoriaa selvitetään myös menetelmillä, joissa jokaiselle lajille selvitetään oma DNA-viivakoodinsa. DNA-viivakoodi on toisin sanoen DNA:n emäsjärjestys, joka selvitetään pääsääntöisesti titystä DNA:n jaksosta (eliöiltä selvitetään ja kirjataan tietokantaan, myös hyvin säilyneistä fossiileista esim. luista DNA-näytteitä). Lajien tunnistuksessa parhaiten toimii sellainen DNA-jakso, joka muuttuu evoluutiossa aina tasaisella nopeudella (esim. mitokondrioiden ja viherhiukkasten DNA-molekyylien tietyt jaksot).
DNA-viivakoodeja vertaillaan eri lajien ja populaatioiden välillä. Mitä suuremmat erot, sitä pidempi aika on kantamuodosta erkaantumisesta eli sitä kauempaa sukua.
DNA-viivakoodit helpottavat lajien luokittelua. Käytetään myös lajien tunnistuksessa.
Mihin molekyylikellon laatiminen perustuu? Millä lajien sukulaisuussuhteita kuvataan?
Molekyylikellon laatiminen perustuu oletukseen siitä, että tietyissä DNA-jaksoissa tapahtuu mutaatioita vakionopeudella. Täten eri lajien ja eliöryhmien DNA-jaksojen muutoksia vertailemalla päätellään millon lajit ovat erkaantuneet omiksi kehityslinjoikseen. Mitä suuremmat erot DNA-jaksoissa on, sitä kaukaisempaa sukua lajit ovat toisilleen. Myös saman lajin eri populaatioiden välisten erojen selvittäminen.
Näitä lajien ja eliöiden sukulaisuussuhteita kuvataan fylogeneettisellä sukupuulla. Fylogeneettinen tarkoittaa polveutumishistoriaa.
Miksi jäsentynyt tieto eliömaailmasta on tärkeä? Mihin kahteen ryhmään eliöt voidaan esimerkiksi luokitella?
Jäsentynyt tieto eliömaailmasta on tärkeää, sillä sen avulla luonnonvaroja voidaan käyttää kestävästi, lajien suojeleminen on helpompaa ja tietoja voidaan hyödyntää tieteellisissä tutkimuksissa.
Eliöt voidaan luokitella esimerkiksi niiden solurakenteen perusteella tumallisiin ja tumattomiin eliöihin.
