Kohastumuste eri vormide kujunemine

Kas olete mõelnud:

Miks mõned tunnused on jäänud püsima, aga teised kaovad? Miks kaelkirjakul on pikk kael ja kaamlil küürud? Miks mõned organismid püüavad jäljendada teisi organisme või elutuid objekte?

 

Sissejuhatus

Näriliste arvukuse tõusu on püütud mitmete mürkide abil pidurdada. 1948. aastal toodi närilistest kahjurite vastase mürgina müügile varfariin. Varfariin takistab vere hüübimist ja põhjustab seeläbi näriliste surma. Mõne aja möödudes tekkisid aga erinevates maailma piirkondades näriliste populatsioonid, kellele mürk enam ei mõjunud. Uurides neid mürgi suhtes vastupidavaid närilisi selgus, et neil oli toimunud mutatsioon, mis võimaldab K-vitamiini taset tõstes mürgi toimest hoiduda. Sellist loodusliku valiku toimel tekkinud omadust nimetatakse kohastumuseks.

 

Õpieesmärgid

Selle peatükist lõpuks:

• teate, mis on kohastumused;

• oskate selgitada kohastumuste eri vormide kujunemist.

 

Kohastumused

Kohastumused on loodusliku valiku tagajärjel tekkivad muutused populatsiooni geenifondis ja geneetilises struktuuris. Püsima jäävad organismirühmale kasulikud pärilikud tunnused ehk kohastumused konkreetse keskkonna suhtes.

Kohastumused võivad väljenduda sise- ja välisehituses, füsioloogias, käitumises. Üksikorganism kohaneb, aga populatsioon kohastub.

Kohastumused organismide ehituses on füüsilised tunnused, mis aitavad keskkonnas paremini toime tulla. Näiteks kaelkirjaku pikk kael, et paremini toitu kätte saada. Valgejänesel on varjevärvus, talveperioodil valge karvkate ning suveperioodil pruun. Herilasel on kollasetriibuline hoiatusvärvus, mis esineb tavaliselt mürgistel või ebameeldiva lõhna- või maitsega liikidel. Mimikri on organismi sarnanemine mõne teise liigiga või elutu objektiga. Näiteks ohutu mürgiastlata sirelane sarnaneb herilasele, kellel on mürgiastel (joonis 4.1.6.1.).

Joonis 4.1.6.1. Sirelane on mürgiastlata herilase sarnane kärbes

 

Kohastumused füsioloogias võivad väljenduda võimes säilitada organismi sisekeskkonna stabiilsust või toota enesekaitseks mürki. Mehhiko kõrbes kasvav kreosoodi põõsas toodab mürke, et takistada teiste taimede levikut läheduses. Kõrbetingimustes on taimedel ja loomadel veel mitmeid kohastumusi, näiteks kaamel suudab küürudest olevast rasvast toota vett.

Füsioloogilist kohastumust demonstreerib hästi ka himaalaja küülik, kelle karvavärvus sõltub väliskeskkonna temperatuurist. Enamasti on jäneste keha valge ja kehast kaugemale ulatuvad kehaosad nagu jalad, kõrvad, saba ja nina on tumedad. Kui temperatuur on üle 28 kraadi (Celsius), siis on himaalaja küüliku karv puhasvalge. Jahedamas keskkonnas toodab nende nahk rohkem tumedat pigmenti ning nad võivad olla üleni tumeda karvaga (joonis 4.1.6.2.).

Joonis 4.1.6.2. Himaalaja küüliku karvavärvus sõltub keskkonna temperatuurist

 

Kohastumused käitumises võivad väljenduda toidu hankimise strateegiate, rände või paljunemisrituaalide näol. Näiteks suitsupääsuke rändab talveperioodil soojematele aladele, et ebasoodsad tingimused üle elada. Mitmed Eesti loomad on talveperioodil talveuinakus (pruunkaru) või talveunes (rabakonn). Putuktoiduliste taimede lehtedel, nagu näiteks meie rabades kasvaval pikalehisel huulheinal, on retseptorid, mille ärritamisel kleepuvate karvakestega leht rullub ja haarab putuka vangistusse (joonis 4.1.6.3.).

Joonis 4.1.6.3. Pikalehine huulhein reageerib putuka puudutusele rullides kleepuva lehe ümber putuka

Kohastumused on suhtelised - ühtedes tingimustes osutuvad kasulikeks, teistes tingimustes aga võivad osutuda kahjulikeks.
Näiteks mesilaste mürgiastel kaitseb neid kahepaiksete eest, aga samas jääb imetajate naha sisse kinni, mistõttu sureb mesilane seda imetaja nahast välja rebida püüdes ja enda tagakeha kahjustades.

Kaelkirjaku pikk kael võimaldab tal kuni kahe meetri kõrguselt puulehti süüa, aga joomisel peab kaelkirjak tasakaalu hoidmiseks esijalgu kõverdama või laiali ajama (joonis 4.1.6.4.).

Joonis 4.1.6.4. Kaelkirjaku pikk kael on hea toidu hankimiseks, aga halb joomiseks

 

Sissejuhatusest

Pöördume tagasi sissejuhatuses kirjeldatud varfariini taluvate näriliste juurde. Kas varfariini talumine on antud närilistel ehituslik, füsioloogiline või käitumuslik kohastumus?

• Kohastumus, mis on vajalik partneri leidmiseks.
• Füsioloogiline kohastumus.
• Ehituslik kohastumus.
• Käitumuslik kohastumus.

 

Kokkuvõte

Kohastumused on enamasti kasulikud pärilikud tunnused, mis jäävad populatsioonis püsima tänu looduslikule valikule. Kohastumus võib olla ehituslik ehk väline tunnus nagu kehakuju, varje- või hoiatusvärvus. Kohastumused võivad olla ka käitumuslikud nagu seda on näiteks migratsioon või talveuinak. Samuti võivad nad väljenduda füsioloogias. Kohastumused on suhtelised ehk ei pruugi igas olukorras või keskkonnas olla kasulikud.

 

Mõisted

kohastumus

kohastumine

varjevärvus

hoiatusvärvus

mimikri

 

Lisamaterjalid

Eesti Loodus "Mõistmisest ja vääritimõistmisest looduses" www.loodusajakiri.ee/eesti_loodus/EL/vanaweb/9803/moistmisest.html

Satikad.ee Kaitsekohastumused lülijalgsetel www.zbi.ee/satikad/mimikri/

Animatsioon "Himaalaja küüliku karvavärvuse muutus"

1. ülesanne*

Valige õige lauselõpp.

Kohastumuste tekke aluseks on ...

• mutatsioonid ja keskkond.
• mutatsioonide teke.
• ei sõltu mutatatsioonidest ega keskkonnast.
• keskkond.

2. ülesanne*

Valige õiged vastused.

Millised alljärgnevast loetelust on kohastumused?

• Pooleks aastaks kõrgmäestikku elama kolinud inimese hemoglobiini tase tõuseb..
• Põhjapoolsetel alade on põliselanike nahatoon muutunud heledamaks kui lõunapoolsetel aladel..
• Laktoositaluvuse kujunemine põhjapoolsemaid alasid asustanud inimestel..
• Treeningu tulemusel suureneb inimese lihasmass..

3. ülesanne* 

Millised järgnevatest kohastumustest on ehituslikud, millised füsioloogilised ja millised käitumuslikud?

Lohistatav 1 koguarvust 3.

Kui õhu- ja veetemperatuur langeb, jääb rästiku ainevahetus aina aeglasemaks, kuni see lõpuks peatub.

Lohistatav 2 koguarvust 3.

Kassipoja lähenedes rästik susiseb, imiteerib rünnakut ning lõpuks teeskleb surnut.

Lohistatav 3 koguarvust 3.

Rästikute seljal on siksakk, värvus kõigub elupaigast olenevalt valkjashallist ja kollakast peaaegu mustani.

Lohistav asukoht 1 koguarvust 3.

Ehituslikud

kohastumused

Lohistav asukoht 2 koguarvust 3.

Käitumuslikud

kohastumused

Lohistav asukoht 3 koguarvust 3.

Füsioloogilised

kohastumused

4. ülesanne**

Lugege teksti kopra kohta ja vaige nimekirjast kõik kopra kohastumused poolveeliseks eluviisiks.

Poolveelise eluviisiga kobras on Eesti suurim näriline. Kopra karvastiku värvus varieerub helepruunist mustani. Koprale on iseloomulik lame saba, mis on kaetud sarvsoomuste ja lühikeste hajusate karvadega. Saba aitab vees manööverdada ja hoida tasakaalu. Tagajalgade varvaste vahel on kopral ujunahad. Tagajala teise varba küünis on lõhestunud kaheks, mis võimaldab karva kammida ja parasiite eemaldada. Kopral on pikad tervad lõikehambad, mis kasvavad kogu elu.

• ujunahad tagajäsemetel.
• lõhestunud küünised tagajäsemetel.
• pikad lõikehambad.
• lame soomuseline saba.

5. ülesanne**

Kohastumused on suhtelised ehk ei pruugi olla igas keskkonnas kasulikud. Millised alljärgnevad näited väljendavad kohastumuste suhtelisust?

• Kaelkirjakul on teiste imetajatega võrreldes kaela piirkonnas rohkem peenikesi veresooni, et pead langetades ei tekiks hapnikupuudust..
• Vähese melaniinisisaldusega hele nahk inimesel..
• Hemokromatoos on raua ainevahetushäire, mille korral keha omastab toidust liiga palju rauda..

6. ülesanne**

Looduses näeme mitmeid loomi, kes on kollase-musta-triibulised. Millistel erinevatel eesmärkidel on neile selline värvus püsima jäänud?

Lohistatav 1 koguarvust 3.

Lohistatav 2 koguarvust 3.

Lohistatav 3 koguarvust 3.

Lohistav asukoht 1 koguarvust 3.

hoiatusvärvus

Lohistav asukoht 2 koguarvust 3.

varjevärvus

Lohistav asukoht 3 koguarvust 3.

mimikri

7. ülesanne***

Milliseid erinevaid kohastumusi on järgnevalt kirjeldatud? Leidke sobivad vastused.

Hüljestel on võrreldes maismaaimetajatega ajus palju rohkem hapnikku kandvaid valke, globiine - 

Lepatriinu on punane ja mustade täppidega - 

Lendoraval on liuglemiseks lennunahad - 

Metsisekana on puutüvede tooni pruun - 

Rästikumürgis on valgud ja ensüümid, mis põhjustavad punaste vererakkude lüüsi ning sellest tulenevalt verevalumeid ja turset - 

Kõrberebasel on suured kõrvad - 

Eesti valged toonekured lendavad talveperioodiks Lõuna-Aafrikasse - 

Orhidee kärbesõis peibutab putukaid oma kärbseid meenutavate õitega - 

Ehituslik kohastumus

Füsioloogiline kohastumus

Varjevärvus

Ehituslik kohastumus

Käitumuslik kohastumus

Füsioloogiline kohastumus

Hoiatusvärvus

Mimikri

8. ülesanne***

Miimiline kaheksajalg (Thaumoctopus mimicus) suudab lisaks sellele, et ta saab oma kehatooni keskkonnaga ühte sulanduvaks muuta, jäljendada ka paljusid teisi mürgiseid loomi. Vaadake videot ning otsustage, millist tüüpi kohastumustega võiks tegemist olla.

• käitumuslik kohastumus.
• füsioloogiline kohastumus.
• ehituslik kohastumus.
• kohastumus, mis on vajalik partneri leidmiseks.

9. ülesanne***

Mõnel koduküülikul, näiteks himaalaja küülikul, muutub kasuka värvus sõltuvalt välistemperatuurist. Madalamatel temperatuuridel sünteesitakse rohkem melaniini ning jahedamad kehaosad nagu kõrva otsad ja käpad muutuvad tõule iseloomulikult mustaks.

Selleks, et sellise füsioloogilise kohastumuse esinemist kontrollida, on võimalik asetada pikemaks perioodiks jänese seljale külmakott. Mõne aja möödudes on märgata tumedate karvade kasvamist külmakoti alla jäänud jahutatud nahapiirkonnas.

Kas katse esitatud tulemus on tõene või väär?

Õige

Vale

• 
  

Olelusvõitlus ja looduslik valik

Kas olete mõelnud:

Miks kaelkirjakul on nii pikk kael? Miks mõned loomad värvuvad talveperioodil valgeks? Mida tähendab väide, et tugevam jääb ellu? Miks mõned liigid pole miljonite aastate jooksul üldse muutunud? Miks mõnikord jäävad püsima ka tunnused, mis võivad takistada looma ellujäämist?

 

Sissejuhatus

19. sajandi keskel panid Inglise loodusuurijad tähele, et Manchesteri ümbruse tööstuspiirkonnas leidub üha rohkem tumedaid ning üleni musti liblikaid. Tahmastel puutüvedel, kust halli värvi samblikud välja surid, olid tumedad putukad lindudele halvemini näha. Kui õhukvaliteet paranes, hakkasid liblikad uuesti heledamaks muutuma. Miks lühikese ajaperioodi jooksul sellised muutused toimuvad ja mis neid muutusi suunab?

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

teate,

• mis on olelusvõitlus;
• millised on loodusliku valiku vormid;

oskate

• võrrelda loodusliku valiku vorme, nende toimumise tingimusi ja tulemusi.

 

Olelusvõitlus

Charles Darwin nimetas organismide ellujäämise ja paljunemise sõltuvust neid takistavatest asjaoludest olelusvõitluseks.

Ellujäämist ja paljunemist piiravad:

• biootilised tegurid ehk eluslooduse tegurid - teised liigikaaslased - konkureerivad toidu, elupaiga või emaslooma nimel ja teiste liikide isendid - konkurents, kiskjad ja saakloomad, taimtoidulised organismid ja taimed,
• abiootilised ehk eluta looduse tegurid - ebasoodne temperatuur, niiskus, soolsus, valgus, üleujutus, maavärin, vulkaanipurse, haiguste levik vms.

Ellu jäävad isendid, kellel on erinevalt liigikaaslastest kasulik tunnus, näiteks kaitsevärvus, suurem viljakus, vastupidavus haigustele, reostusele, antibiootikumidele, mürkidele ja/või klimaatilistele tingimustele.

Valgejänes on talveperioodil valge, et jääda lumega kiskjatele märkamatuks (joonis 4.1.5.1.).

Joonis 4.1.5.1. Valgejänes vahetab karva

 

Looduslik valik

Looduslik valik seisneb organismide ebavõrdses ellujäämises ja paljunemises, mis tuleneb nende geneetilistest ja elutingimuste iseärasustest. Oluliseks loodusliku valiku tingimuseks on varieeruvuse olemasolu ja populatsioonisisene erinevus nende muutuste pärandumisel. Eristatakse kolme loodusliku valiku vormi - stabiliseeriv, suunav ja lõhestav valik. Nimetatud loodusliku valiku erinevad variandid võivad ka kombineeruda.

 

Stabiliseeriv valik

Stabiliseeriv valik saab toimuda juhul, kui keskkonnatingimused on pikka aega suhteliselt püsivad, sellisel juhul muutub liik väga vähe. Paljunemisel kõrvaldatakse erandid ja keskmiste tunnustega organismid paljunevad eelistatult.

Näiteks punarinnu emalind muneb ühe muna päevas ning lõpetab munemise tavaliselt siis, kui kurnas on neli muna. Kui kurnas on rohkem mune, siis tähendab see, et pojad on alatoidetud ning vähem munedes ei pruugi kooruda piisavalt elujõulisi järglasi (joonis 4.1.5.2.).

Joonis 4.1.5.2. Stabiliseeriv valik punarinnu kurna näitel

 

Suunav valik

Suunava valiku korral muutuvad elutingimused kindlasuunaliselt või asub liik elama uude keskkonda. Eelistatult annavad järglasi keskmisest teatud suunas erinevate tunnustega organismid. Liik muutub kindlas suunas.

Näiteks tööstuspiirkondades on puude tüved tumenenud ning samblikud vähenenud, heledamad kasevaksikud torkavad lindudele silma ning süüakse ära, tumedamad jäävad vähemmärgatavaks (joonis 4.1.5.3). Sellist tumedavärviliste putukate levikut tööstuspiirkondades hakati 19. sajadi tööstusrevolutsioonijärgselt nimetama tööstuslikuks melanismiks.

Joonis 4.1.5.3. Suunav valik tööstuspiirkondades levivate tumedavärviliste putukate näitel (tööstuslik melanism)

 

Lõhestav valik

Lõhestava valiku korral on liigi levilas erinevate elutingimustega piirkonnad. Kaks või enam keskmisest erinevate tunnustega isendirühma paljunevad eelistatult.

Näiteks halli karvavärvusega jänes ning valge ja halli värvusega jänes sulanduvad paremini keskkonda ning suudavad hoida kehatemperatuuri paremini kui valget värvi jänes (joonis 4.1.5.4.). Seega jäävad eelisseisus ellu hallid või hallivalgekirjud jänesed.

Joonis 4.1.5.4. Lõhestav valik jäneste karvavärvuse näitel

 

Suguline valik ja kunstlik valik

Suguline ja kunstlik valik pole tavapärased loodusliku valiku vormid. Sugulist valikut lahksugulistel loomadel kirjeldas esmakordselt juba Charles Darwin. Sugulise valiku puhul jäävad püsima tunnused, mis ei pruugi organismile olla kasulikud, aga on atraktiivsed vastassugupoolele.

Üheks selliseks näiteks on isase rabakonna siniseks värvumine paaritumisperioodil (joonis 4.1.5.5.). Tõenäoliselt on just sugulise valiku tõttu jäänud inimestel püsima sinine silmavärvus.

Joonis 4.1.5.5. Isane rabakonn värvub paljunemisperioodil siniseks

 

Kunstlik valik on inimeste huvidele vastavate tunnustega isendite ebateadlik või teadlik valimine sordi- või tõuaretuses ning sobimatute isendite paljundamisest kõrvaldamine. Koerte kodustamine, mis algas juba 100 000 aastat tagasi, on näide kunstlikust valikust. Erinevate omadustega koerte seast valiti ristamiseks need koerad, kellel olid inimesele sobilikumad tunnused.

 

Sissejuhatusest

Pöördume tagasi sissejuhatuses esitatud küsimuse juurde. Miks tööstuspiirkondades hakkasid levima tumedavärvilised kasevaksikud?

Täitke kogutud teadmise alusel lüngad.

19. sajandi alguses täheldati Inglismaa tööstuspiirkondades tumedavärviliste kasevaksikute arvukuse tõusu võrreldes heledavärvilistega. Sellist tumedama pigmendiga putukate levikut tööstuspiirkondades hakati nimetama 

. See on näide olelusvõitlusest, kus tumedamatelt puutüvedelt torkavad lindudele rohkem silma 

 kasevaksikud ning 

 jäävad märkamatuks. Sellist kindlasuunalist liigi muutumist nimetatakse 

 valikuks. Tänapäeval, kui tööstustele on kehtestatud rangemad piirangud, on hakanud 

 kasevaksikute arv taas tõusma.

Kokkuvõte

Looduslik valik seisneb organismide ebavõrdses ellujäämises ja paljunemises, mis tuleneb nende iseärasustest ja keskkonnast. Eristatakse stabiliseerivat-, suunavat-, ja lõhestavat looduslikku valikut. Organismide ellujäämine ja paljunemine sõltub keskkonnast ehk toimub olelusvõitlus, kus ühe indiviidi suurimaks konkurendiks on teine sama liigi esindaja. Rohkem järglasi annavad organismid, kellel on antud keskkonnas mõni kasulik tunnus.

 

Mõisted

olelusvõitlus

looduslik valik

stabiliseeriv valik

suunav valik

lõhestav valik

suguline valik

 

Lisamaterjalid

Novaator: Praegused eurooplased erinevad oluliselt 8000 aasta eest Euroopa aladel elanud esivanematest novaator.err.ee/256754/praegused-eurooplased-erinevad-oluliselt-8000-aasta-eest-euroopa-aladel-elanud-esivanematest

 

1. ülesanne*

Lohistage loodusliku valiku vormide kirjeldustele vastavad mõisted sobivasse kohta.

Tunnused, mis on atraktiivsed vastassugupoolele, aga muus osas eeliseid ei anna - 

Äärmuslike tunnustega isendite eelispaljunemine - 

Keskmiste tunnustega isendite eelispaljunemine - 

Keskmistest kindlas suunas erinevate organismide eelispaljunemine - 

suguline valik

lõhestav valik

suunav valik

stabiliseeriv valik

2. ülesanne*

Valige, millised tegurid mõjutavad harilikku siili (Erinaceus europaeus) Eestis.

• rebane.
• dingo.
• kiritigu.
• temperatuur.

3. ülesanne*

Valige õige lauselõpp.

Erinevate koeratõugude esinemine on näide ...

• sugulisest valikust.
• stabiliseerivast valikust.
• suunavast valikust.
• kunstlikust valikust.

4. ülesanne**

Lohistage näited sobiva loodusliku valiku vormi juurde.

Lohistatav 1 koguarvust 6.

pika kaela kujunemine kaelkirjakutel

Lohistatav 2 koguarvust 6.

lühikese ja pika nokaga veriamadiinid saavad paremini toitu kätte kui keskmise nokaga

Lohistatav 3 koguarvust 6.

antibiootikumi-resistentsus osadel bakteritel

Lohistatav 4 koguarvust 6.

suurtes sügavustes muutumatuna püsinud mantelhai

Lohistatav 5 koguarvust 6.

inimese keskmine sünnikaal on 3,5 kg

Lohistatav 6 koguarvust 6.

linnud toituvad ainult tumepruunidest ja beežidest tigudest, pruune ei sööda

Lohistav asukoht 1 koguarvust 3.

Stabiliseeriv valik

Lohistav asukoht 2 koguarvust 3.

Suunav valik

Lohistav asukoht 3 koguarvust 3.

Lõhestav valik

5. ülesanne**

Valige õige lauselõpp.

Isasel paabulinnul on uhke saba, mis muudab ta kergemini tabatavaks, takistab liikumist ning kulutab lisaenergiat. Sellise saba tekkimine on näide ...

• stabiliseerivast valikust.
• kunstlikust valikust.
• lõhestavast valikust.
• sugulisest valikust.

6. ülesanne**

Kirjeldatud on kolme loodusliku valiku vormi. Leidke igale kirjeldusele sobiv.

Algses okasmetsa putukatepopulatsioonis esines kõige enam pruuni värvusega putukaid ning vähem tumepruune ja helepruune.

a) Metsaraie järgselt jäävad puud kasvama liivasele pinnasele ja tumedate kividega kaetud pinnasele. Liivasel pinnasel jäävad eelistatult ellu 

 putukad ja kivisel pinnasel 

 putukad. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

b) Mets võeti looduskaitse alla ning pikema ajaperioodi jooksul ei ole seal keskkonnas muutusi toimunud. Eelistatult paljunevad 

 putukad ning liivases metsaservas leidub ka vähesel määral 

 putukaid ja kivisel metsaserval 

 putukaid. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

c) Metsa ja metsa rannavööndisse rajati uuselamurajoon, putukate populatsioon jäi alles vaid tumedate kividega metsaserva. Eelistatult paljunevad 

 putukad. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

lõhestav valik

stabiliseeriv valik

tumedamaid

pruunid

heledamaid

tumedamad

heledamad

tumedamad

suunav valik

7. ülesanne***

1910. aastal avastas Ameerika arst James Bryan Herrick ühel mustanahalisel üliõpilasel sirprakulise aneemia, mille korral on punaste vereliblede kuju poolkuud meenutav ehk sirbikujuline. Hiljem selgus sirprakulise aneemia omapärane geograafiline levik (Vahemeremaad ja Aafrika) ja seos troopilise malaaria endeemiliste aladega. 1949. aastal sõnastas John Burdon Sanderson Haldane "malaariahüpoteesi" - sirprakulise aneemia levik tuleneb heterosügootide selektiivsest eelistusest malaariapiirkondades. Hüpoteesi kontrollides selgus, et heterosügootsed lapsed haigestuvad troopilisse malaariasse ligi 20 korda harvemini kui normaalsed homosügoodid. Sirprakulise aneemiaga homosügoodid põevad rasket aneemiat, mis on sageli letaalne. Heterosügootidel haigus enamasti terviseprobleeme ei tekita ning nad on vastupidavad malaariale.

Kuidas on looduslik valik mõjutanud sirprakulise aneemia esinemist?

                                           

• Kunstliku valiku teel on malaariapiirkonnas sirprakulise aneemia abil loodud malaaria suhtes resistentne populatsioon..
• Malaariapiirkonnas jäävad suurema tõenäosusega elama sirprakulise aneemia suhtes heterosügootse genotüübiga inimesed. Selline alleelide esinemissageduse püsivus on näide stabiliseerivast valikust..
• Looduslik valik ei ole sirprakulise aneemia levikut kuidagi mõjutanud..
• Suguline valik soosis sirbikujuliste punaste vereliblede püsimajäämist teatud piirkondades..

8. ülesanne***

Bioloogide hinnangul on suur nahavärvide mitmekesisus evolutsioonis tekkinud suhteliselt hiljuti, kaasnedes tänapäeva inimese väljarändamisega Aafrikast 50 000 kuni 100 000 aastat tagasi. Euroopa aladele rännanud inimeste nahatoon on muutunud heledamaks. Heleda nahaga inimesed said väiksema päikeseintensiivsusega piirkonnas toota piisavas koguses D-vitamiini, mis on vajalik kaltsiumi ja fosfori imendumiseks luukoes. Kuidas selgitada aga seda, et tumedanahalistel Gröönimaal elavatel innuitidel säilis tume nahk?

• Nende elukeskkond ei ole viimase 100 000 aasta jooksul muutunud..
• Innuitid on traditsiooniliselt tarbinud toiduks rohkelt porgandeid, mis sisaldavad karotinoide..
• Innuitide traditsiooniline toit sisaldab palju mereloomi ja seega on nad saanud sellega oma D-vitamiinivajaduse rahuldatud..
• Tumedama nahaga innuitid olid jääkarude jahtimisel edukamad..

• Allalaadimine
• Kasutusõigused
• Vistutamine

Bioevolutsiooni etapid ja maapealse elu areng

Kas olete mõelnud:

Kes olid esimesed elusorganismid Maal? Kuhu kadusid dinosaurused? Miks nimetatakse karboniajastut ka kivisöeajastuks? Millal tekkisid esimesed imetajad? Kellelt inimene on saanud nägemise, viis sõrme, mälu, nahatundlikkuse jms?

 

Sissejuhatus

Mitmekesine elu ümbritseb meid kõikjal Maal. Elu leidub õhus, maal ja vees, ookeanisüvikutes, kuumaveeallikates, aga ka inimese nahal ja soolestikus. Tõenöoliselt juba ligi 3,7 miljardit aastat on organismid siin elanud, kohastunud äärmuslike elutingimustega ja mitmekesistunud või väljasurnud. Millised tegurid on viinud selleni, et planeedil Maa elab ja õpib inimloom, mitte mõni dinosauruse liik?

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

• teate, millised on bioevolutsiooni etapid;

• oskate nimetada bioevolutsiooni varaseid etappe ja kirjeldada nüüdisaegsete eluvormide kujunemist.

 

Esmane elu Maal

Ainuraksed prokarüoodid (umbes 3,5 miljardit aastat tagasi)

Eukarüoodid (umbes 2 miljardit aastat tagasi)

Hulkraksed organismid (umbes 600 miljonit aastat tagasi)

Ainuraksed prokarüoodid (umbes 3,5 miljardit aastat tagasi)

Vanimad elusorganismid olid tõenäoliselt prokarüoodid ehk ilma tuumamembraanita organismid - bakterid, kes esmalt olid heterotroofid ja said energiat väliskeskkonnas leiduvatest orgaanilistest ühenditest.

Hiljem kujunesid autotroofid, kes hakkasid ise tootma anorgaanilistest ainetest orgaanilisi aineid.

Kemosünteesijad bakterid said energiat anorgaanilistest ühenditest orgaanilisi ühendeid valmistades.

Fotosünteesijad bakterid kujunesid umbes 3 miljardit aastat tagasi ning suutsid valgusenergiat kasutades toota orgaanilisi aineid ning hapnikku.

Stromatoliidid on kuhjakujulised karbonaatsetest mineraalidest, savist ja liivast koosnevad struktuurid. Vanimad kivistised on leitud Grüünimaalt, kus nende vanuseks võib olla kuni 3,7 miljardit aastat. Tänapäevased stromatoliidid moodustuvad fotosünteesivate koloonialiste tsüanobakterite tegevuse tagajärjel troopilistes piirkondades, näiteks Shark Bay Lääne-Austraalias (joonis 4.1.4.1.).

Joonis 4.1.4.1. Stromatoliidid Lääne-Austraalia rannikul

Taimeriigi evolutsioon

Vetikad (umbes 600 miljonit aastat tagasi)

Esimesed soontaimed maismaal (umbes 430 miljonit aastat tagasi)

Hiiglaslikud eostaimed (umbes 400 miljonit aastat tagasi)

Paljasseemnetaimed (umbes 350 miljonit aastat tagasi)

Katteseemnetaimed (umbes 130 miljonit aastat tagasi)

Vetikad (umbes 600 miljonit aastat tagasi)

Hulkraksed vetikad moodustasid suuri kolooniaid ja varustasid Maa atmosfääri hapnikuga. Sellised vetikad on näiteks rohevetikad (joonis 4.1.4.4.).

Ordoviitsiumi ajastu lõpus (umbes 440 miljonit aastat tagasi) toimus mereelustiku massiline väljasuremine, sellest ajast on pärit Eesti fosforiidi- ja põlevkivilademed.

Joonis 4.1.4.4. Rohevetikad

Loomariigi evolutsioon

Selgrootute loomade areng (umbes 540 miljonit aastat tagasi)

Esimesed selgroogsed, lõuatud kalad (umbes 480 miljonit aastat tagasi)

Kõhrkalad (umbes 400 miljonit aastat tagasi)

Maismaa selgrootud (umbes 400 miljonit aastat tagasi)

Luukalad (umbes 400 miljonit aastat tagasi)

Kahepaiksed (umbes 360 miljonit aastat tagasi)

Roomajad (umbes 300 miljonit aastat tagasi)

Imetajad (umbes 200 miljonit aastat tagasi)

Linnud (umbes 150 miljonit aastat tagasi)

Selgrootute loomade areng (umbes 540 miljonit aastat tagasi)

Kambriumi plahvatus - hulkraksete loomade plahvatuslik areng vees (joonis 4.1.4.9.). Kujunesid välja loomade peamised ehitustüübid - näiteks peajalgsed, karbid, teod, limused jt. Tüüpilised selgrootud loomad olid trilobiidid, kellel arenesid välja silmad.

Joonis 4.1.4.9. Kambriumi elustik

Kokkuvõte

Eluslooduse evolutsioon on toimunud etappidena, keerukamad organismid arenevad järkjärgult lihtsamatest. Esmastest eeltuumsetest organismidest kujunesid tõenäoliselt tänu endosümbioosile eukarüoodid. Endosümbioos ja hulkraksus panid aluse protistide, seente, taimede ja loomade evolutsioonile. Organismide grupid muutuvad ajas nii, et järeltulijad erinevad esivanematest morfoloogiliselt ja füsioloogiliselt.  

 

Mõisted

prokarüoot

eukarüoot

autotroof

heterotroof

kemosüntees

fotosüntees

stromatoliidid

 

Lisamaterjalid

Novaator. Reportaaž ja videoreis - sukeldumine 600 miljoni aasta tagusesse ürgmerre (Eesti loodusmuuseumi virtuaalreaalsuses) novaator.err.ee/608545/reportaaz-ja-videoreis-sukeldumine-600-miljoni-aasta-tagusesse-urgmerre

Tartu Ülikooli geoloogiamuuseumi koduleht - Elu areng Maal www.ut.ee/BGGM/eluareng/index.html

Novaator - Teadlased kirjeldasid kõigi lillede võimalikku esiema novaator.err.ee/610709/teadlased-kirjeldasid-koigi-lillede-voimalikku-esiema

Novaator - Sauruste ajastu algus novaator.err.ee/603100/sauruste-maailmale-panid-aluse-vulkaanid

Eesti Loodus "Elu jäljed ürgses kivis" www.eestiloodus.ee/index.php?artikkel=222

Kambriumi plahvatus

Lühivideo: Elu areng Maal

Video: Elu areng Maal

1. ülesanne*

Otsustage, kas väide on tõene või väär.

Esmased prokarüootsed ehk eeltuumsed organismid olid tõenäoliselt heterotroofid.

Õige

Vale

2. ülesanne*

Reastage taimerühmad vastavalt geokronoloogilisele ajaskaalale, alustage vanimast.

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

ürgraikad

paljasseemnetaimed

katteseemnetaimed

hiiglaslikud eostaimed

vetikad

3. ülesanne*

Reastage loomarühmad vastavalt geokronoloogilisele ajaskaalale, alustage vanimast.

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

selgrootud loomad

roomajad

kõhrkalad

lõuatud kalad

imetajad

linnud

kahepaiksed

luukalad

4. ülesanne**

Maa ajalugu jaotatakse pikkadeks perioodideks - aegkondadeks. Lohistage igale aegkonnale sobiv iseloomustus.

Arhaikum ehk ürgaegkond - 

. Proterosoikum ehk aguaegkond - 

. Paleosoikum ehk vanaaegkond - 

. Mesosoikum ehk keskkaegkond - 

. Kainosoikum ehk uusaegkond - 

.

aegkonna alguses organismide plahvatuslik teke ning lõpus massiline väljasuremine

hiiglaslike roomajate aegkond

meredes tekkisid esmased eukarüoodid ja hulkaraksed organismid

imetajate kiire areng

esmase elu teke

5. ülesanne** 

Loomariigi evolutsioon. Lohistage pildid vastavalt loomarühmade kujunemisele.

Lohistatav 1 koguarvust 6.

Lohistatav 2 koguarvust 6.

Lohistatav 3 koguarvust 6.

Lohistatav 4 koguarvust 6.

Lohistatav 5 koguarvust 6.

Lohistatav 6 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 1 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 2 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 3 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 4 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 5 koguarvust 6.

Lohistav asukoht 6 koguarvust 6.

6. ülesanne** 

Joonisel on kujutatud Permi ajastu loomi ja taimi. Kumb loomadest on röövtoiduline roomaja dimetrodon? Klikake vastaval loomal.

7. ülesanne***

Keerulisema ehitusega eukarüootsed ehk päristuumsed rakud, mis moodustusid tõenäoliselt autotroofse prokarüoodi endosümbioosil, esinevad tänapäeval...

• taimede ehituses.
• selgroogsete loomade ehituses.
• seente ehituses.
• selgrootute loomade ehituses.

8. ülesanne***

Organismide grupid muutuvad ajas nii, et järeltulijad erinevad esivanematest morfoloogiliselt ja füsioloogiliselt. Leidke loetelust, millised eelised olid järgnevatel organismirühmadel eelnevate ees.

Kemosünteesijad ja fotosünteesijad bakterid - 

Prokarüoodid ja eukarüoodid - 

Eukarüoodid ja hulkraksed loomad - 

Selgrootud ja selgroogsed loomad - 

Kalad ja kahepaiksed - 

Kahepaiksed ja roomajad - 

Roomajad ja imetajad - 

 

parem manööverdamisvõime

hapniku kasutamine

kehasisene viljastumine

püsisoojasus

pärilik informatsioon tuumamembraaniga ümbritsetud

kopsuhingamine

kindlate ülesannetega rakud

9. ülesanne*** 

Millises ajastus millised sündmused toimusid? Kasutage geoloogilist ajaskaalat ning lohistage näited sobiva ajastu juurde.

Lohistatav 1 koguarvust 17.

prokarüoodid

Lohistatav 2 koguarvust 17.

eukarüoodid

Lohistatav 3 koguarvust 17.

käsnad

Lohistatav 4 koguarvust 17.

trilobiidid

Lohistatav 5 koguarvust 17.

lõuatud

Lohistatav 6 koguarvust 17.

kõhrkalad

Lohistatav 7 koguarvust 17.

vetikad

Lohistatav 8 koguarvust 17.

ürgraikad

Lohistatav 9 koguarvust 17.

luukalad

Lohistatav 10 koguarvust 17.

kahepaiksed

Lohistatav 11 koguarvust 17.

kollad ja osjad

Lohistatav 12 koguarvust 17.

sõnajalad

Lohistatav 13 koguarvust 17.

roomajad

Lohistatav 14 koguarvust 17.

paljasseemnetaimed

Lohistatav 15 koguarvust 17.

katteseemnetaimed

Lohistatav 16 koguarvust 17.

imetajad

Lohistatav 17 koguarvust 17.

linnud

Lohistav asukoht 1 koguarvust 10.

Eelkambrium

Lohistav asukoht 2 koguarvust 10.

Kambrium

Lohistav asukoht 3 koguarvust 10.

Ordoviitsium

Lohistav asukoht 4 koguarvust 10.

Silur

Lohistav asukoht 5 koguarvust 10.

Devon

Lohistav asukoht 6 koguarvust 10.

Karbon

Lohistav asukoht 7 koguarvust 10.

Perm

Lohistav asukoht 8 koguarvust 10.

Triias

Lohistav asukoht 9 koguarvust 10.

Juura

Lohistav asukoht 10 koguarvust 10.

Kriit

10. ülesanne***

Rühmatöö

Otsige erinevaid teooriad selle kohta, mis võis põhjustada viimase suurima massilise liikide väljasuremise Permi ajastu lõpus. Milline võiks olla Maa juhul, kui viimast massilist väljasuremist poleks toimunud?

• Allalaadimine
• Kasutusõigused
• Vistutamine