Liigitekke tegurid

Kas olete mõelnud:

Kas liike tekib pidevalt juurde? Kuidas uued liigid tekivad?

Sissejuhatus

Darwini tähelepanu köitnud Galapagose saared asuvad 960 km kaugusel Ecuadori rannikust Vaikse ookeani idaosas. Suhteliselt noor saarestik koosneb ookeanilistest saartest, mis pole kunagi Lõuna-Ameerikaga ühenduses olnud. Seega kõik liigid on sinna ühel või teisel viisil saabunud ja kujunenud seejärel olemasolevatest liikidest uuteks liikideks. Liikide kujunemist on mõjutanud erinevad tegurid, näiteks vulkaaniline aktiivsus või populatsiooni levimine uuele saarele. Liigitekke tulemusel on umbes 40% Galapagose saarestiku liikidest omased vaid sellele piirkonnale ehk endeemsed - neid liike ei leidu kusagil mujal maailmas.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks: 

• teate, millised mehhanismid viivad uute liikide tekkimisele;

• oskate analüüsida ning hinnata mutatsioonilise muutlikkuse, kombinatiivse muutlikkuse, geneetilise triivi ja isolatsiooni osa liigitekkes.

 

Liigiteke

Liik on sarnaste tunnustega organismirühm, kelle isendid annavad viljakaid järglasi ning kellel on oma levila. Igal liigil on oma, teistest liikidest erinev geenifond - populatsiooni/liigi kõik geenid ja alleelid. Erinevate alleelide ja genotüüpide arvulist suhet nimetatakse populatsiooni geneetiliseks struktuuriks. Populatsiooni geenifond ja geneetiline struktuur ei püsi muutumatuna. Uued geenivormid ehk alleelid tekivad mutatsioonide teel. Tekkinud alleelid kombineeruvad sugulisel paljunemisel, kas meioosis või viljastumisel.

Erinevate populatsioonide isendite ristumisel võivad populatsiooni geenifondi sattuda uued, varem sealt puudunud alleelid - geenivool. Geenivool on tingitud loomade rändest või seemnete kandumisest uutesse elupaikadesse. Looduskatastroofidest tulenevalt võib vahel uue põlvkonna moodustamisest osa võtta vaid väike kogum eelmise põlvkonna sugurakkudest. Selliseid juhuslikke muutuseid populatsiooni geneetilises struktuuris nimetatakse geenitriiviks. Geenitriivi erivormiks on ka pudelikaelaefekt - algsest, oma kindla geenifondiga populatsioonist jäävad alles mõned üksikud isendid, kellest kujuneb uus populatsioon (joonis 4.1.7.1.).

Joonis 4.1.7.1. Pudelikaelaefekt

Liigiteke tähendab kahe populatsiooni vahelise bioloogilise ristumisbarjääri teket. Uus liik kujuneb enamasti geograafilise takistuse tõttu, aga võib kujuneda ka sama levila piires ilma geograafilise takistuseta (joonis 4.1.7.2.).

Joonis 4.1.7.2. Allopatriline, peripatriline, parapatriline ja sümpatriline liigiteke

Allopatriline liigiteke ehk liigiteke geograafilise isolatsiooni tõttu

Allopatrilise liigitekke puhul isoleerib geograafiline barjäär füüsiliselt populatsioonid, takistades nii geenivoolu ehk kahe populatsiooni omavahelist ristumist. Geograafilised barjäärid tekivad geoloogiliste protsesside tagajärjel nagu mäestike teke, mandrite triiv või saarte teke.

Eraldusse sattunud populatsioonis ei esine kõiki algsele populatsioonile omaseid geenialleele ehk toimub geenitriiv. Looduslik valik soosib just selle uue keskkonna suhtes kasulikke tunnuseid ja sellega seonduvalt tekivad ka kohastumused.

Darwini vindid (sirgud) Galapagose saartel on tõenäoliselt kujunenud ühisest esivanemast, kuid kohastunud sööma erinevat toitu. Putuktoiduliste lindude nokk on pisem, taimtoidulistel veidi suurem. Puukoore all olevatest putukatest toituvatel lindudel on nokk pikem. Seemnetest toituvatel lindudel on kesta purustamiseks nokk tugevam, lühem ja laiem ning kõrgem (joonis 4.1.7.3.).

Enamasti ei jää väike eraldusse sattunud populatsioon ellu ja uut liiki ei teki.

Joonis 4.1.7.3. Darwini vindid Galapagose saartel

Geograafilisest isolatsioonist tulenevalt on kujunenud mitmed endeemsed liigid. Endeem on liik, mis esineb üksnes teatud piiratud alal. Endeemid on nokkloom Austraalias, paradiisilind Uus-Guineal, elevant-kilpkonn Galapagosel. Eestis on endeemseks liikideks näiteks eesti soojumikas ja saaremaa robirohi (joonis 4.1.7.4.).

Joonis 4.1.7.4. Saaremaa robirohi on endeemne liik Eestis

Geograafilise isolatsiooni erivormideks võib pidada liigiteket, kus populatsiooni levila on nii suur, et äärealade isendite ristumise tõenäosus on madal (parapatriline liigiteke) ja väikese populatsiooni eraldumist suuremast populatsioonist (peripatriline liigiteke).

Sümpatriline liigiteke

Sümpatriline liigiteke on algse liigi jagunemine kaheks või enamaks ilma geograafilise isolatsioonita, ühise levila piires. Populatsiooni üks osa kohastub kasutama ühte tüüpi ressurssi, teine osa teist tüüpi ressurssi ja seda ühisel territooriumil. Näiteks parasiteerimine eri liiki peremeesorganismidel, kus eri sugupooled kohtuvad ja paarituvad just peremeesorgamismil. Sellisel viisil on tõenäoliselt eristunud Põhja-Ameerikas viirpuu- ja õunapuu kärbsed. Kohastumine uuele ökoloogilisele nišile võib viia ristumisbarjääri tekkele.

Ristumisbarjäär

Ristumisbarjäär tähendab, et varem vabalt ristuvate populatsioonide isendid ei saa enam omavahel sigida. Ristumisbarjäär võib tekkida nii viljastumiseelselt kui ka viljastumisjärgselt.

Ristumist võib takistada:

Käitumine paaritumisperioodil

Etoloogiline sobimatus loomadel, vale signaali puhul kohatud isendit potentsiaalse partnerina ei identifitseerita. Erineda võivad pulmatantsud, kutsehüüd, lõhnaained, mis ei ole enam teisele liigikaaslasele äratuntavad. Näiteks mõned ritsikaliigid on ehituselt väga sarnased, kuid erineva häälitsuse tõttu ei paaritu.

Ajaline barjäär

Ühe liigi isenditel ei kattu paljunemisperiood. Näiteks ühes tiigis elavatel konnadel võib kudemisperiood olla erineval ajal.

Mehaaniline isolatsioon

Suguelundid ei sobi enam kokku ja paaritumine on võimatu. Suguelundite erinevusi esineb peamisekt putukaliikidel, aga ka Aafrika mandril elaval pisikesel primaadil senegali galaagol.

Sugurakkude sobimatus

Kehavälise viljastamise puhul ei tunta sugurakke ära.

Hübriidide elujõulisus või viljatus

Hübriididele ei pruugi sobida kummagi algpopulatsiooni elutingimused ja/või tekkivad hübriidid on viljatud. Näiteks hobuse ja eesli hübriid muul.

Hübriidid

Hübriid on kahe eri liiki kuuluva isendi ristumisel saadav järglane. Tavaliselt on hübriidid viljatud ja seega ei saa rääkida uue liigi tekkest. Hübriidid võivad tekkida näiteks sebra ristumisel hobuse, eesli või poniga (joonis 4.1.7.5.). Euroopa naaritsa ja tuhkru hübriide on leitud mitmel pool Euroopas, kus euroopa naarits on vähearvukas ning jõudnud hääbumise äärele.

Joonis 4.1.7.5. Sebra ja eesli hübriid

Inimene on loonud ka selliseid hübriide, mis looduses geograafilise isolatsiooni tõttu tekkida ei saa. Üheks selliseks on hiiglaslik kaslane liiger, kes saadakse isase lõvi ja emase tiigri ristamisel.

 

Kokkuvõte

Ühte liiki kuuluvad isendid elavad ühisel territooriumil ja annavad viljakaid järglasi. Liigitekke peamiseks viisiks on allopatriline liigiteke, mis tuleneb geograafilisest isolatsioonist. Harvem võib uus liik tekkida ka sümpatriliselt ehk sama levila piires ilma geograafilise isolatsioonita. Uuest liigist saame rääkida siis, kui populatsioonide vahel on tekkinud ristumisbarjäär ehk isendid ei saa enam anda viljakaid järglasi. Ristumist võib takistada erinev käitumine paljunemisperioodil, ajaline barjäär, mehaaniline isolatsioon, sugurakkude sobimatus või on tekkinud hübriidid viljatud ja vähe elujõulised.

 

Mõisted

liik

geenivool

geenitriiv

pudelikaelaefekt

allopatriline liigiteke

sümpatriline liigiteke

ristumisbarjäär

endeem

hübriid

 

Lisamaterjalid

Vikerraadio saatesari: Kuula Rändajat. Galapagose saared - looduse katselabor vikerraadio.err.ee/v/kuula_randajat/saated/c8b24899-2aac-46f7-9be6-54496ff9adf9/kuula-randajat-galapagose-saared-looduse-katselabor

 

1. ülesanne*

Valige õige lauselõpp.

Wilsoni paradiisilind esineb ainult Paapua Uus-Guinea saarestikus ja sellist liiki nimetatakse ...

• endeemseks liigiks.
• hübriid-liigiks.
• klooniks.
• alaliigiks.

2. ülesanne*

Millist evolutsiooni mehhanismi kirjeldatakse? Lohistage sobivad mõisted vastavate kirjelduste juurde.

Konnade kudemisrände ajal hukub tuhandeid konnasid autoteedel - 

Läbi metsa rajatakse uus maantee ning ohutuse tagamiseks rajatakse maantee serva piirdeaed - 

Uus liik tekib ühise levila piires, ilma geograafilise isolatsioonita - 

Paljunemisperioodil rändas metskitsesokk kodukohast kaugematesse metsadesse - 

geenitriiv

allopatriline liigiteke

geenivool

sümpatriline liigiteke

3. ülesanne* 

Kas tegemist on endeemi või hübriidiga? Lohistage pildid sobiva valiku juurde.

Lohistatav 1 koguarvust 4.

Lohistatav 2 koguarvust 4.

Lohistatav 3 koguarvust 4.

Lohistatav 4 koguarvust 4.

Lohistav asukoht 1 koguarvust 2.

endeem

Lohistav asukoht 2 koguarvust 2.

hübriid

4. ülesanne**

Ristumisbarjäär viib uue liigi tekkele. Varem vabalt ristuvate populatsioonide isendid ei saa enam ühel või teisel põhjusel omavahel viljakaid järglasi. Ühendage ristumisbarjääri näide vastava takistuse nimetusega.

Kaamli ja laama järglane on kaama - 

Lääne-Eestis ja saartel kasvab looduses lisaks punasele leedrile vahel ka külmaõrna musta leedrit, kusjuures mõlemad liigid on meile kultuurtaimedena sisse toodud. Punane leeder õitseb mustast leedrist varem - 

Hariliku kärnkonna ja kõre häälitsus paaritumisperioodil on erinev - 

Erinevate kalaliikide kudemisel eritavad munarakud spetsiaalseid keemilisi signaale, et isaskala viljastaks sama liigi emaskala koetud marja - 

Suguelundite kuju on teatud putukaliikidel, näiteks kiilidel, väga erinev - 

mehaaniline isolatsioon

ajaline barjäär

käitumine paaritumisperioodil

sugurakkude sobimatus

hübriidide viljatus

5. ülesanne**

Joonisel kujutatakse erinevate kajakaliikide esinemist põhjapoolusel.

1 - tõmmukajakas, 2 - siberi tõmmukajakas, 3 - kirde tõmmukajakas, 4 - mongoolia hõbekajakas, 5 - siberi hõbekajakas, 6 - ameerika hõbekajakas, 7 - euroopa hõbekajakas

Nimetatud kajakaliikide populatsioonid ristuvad suuremal või vähemal määral. Sellise kajakaliikide ahela kummaski otsas paiknevad tunnuste varieeruvuse äärmusi esindavad hõbekajakas ja tõmmukajakas, kes saavad teisel pool maakera taas kokku, kuid on nüüd niivõrd erinevad, et omavahel ei ristu.

Selline ringikujuline kajakaliikide levik on näide ...

• parapatrilisest liigitekkest (populatsiooni levila on väga lai, äärealade isendite ristumise tõenäosus on madal).
• peripatrilisest liigitekkest (väiksema populatsiooni eraldumine suuremast populatsioonist).
• sümpatrilisest liigitekkest (populatsioonid elavad samas elupaigas).
• allopatrilisest liigitekkest (populatsioonid on geograafiliselt täielikult isoleeritud).

6. ülesanne**

Äädikakärbestega läbi viidud eksperimendi käigus eraldati algpopulatsioonist kaks gruppi äädikakärbseid. Ühele grupile pakuti toiduks vaid maltoosi sisaldavat toitu ning teisele vaid tärklist sisaldavat toitu. Populatsioone hoiti lahus mitme põlvkonna jooksul. Seejärel lasti kaks populatsiooni uuesti kokku ning märgati, et kahe populatsiooni vahelist ristumist ei toimunud.

Millist liigitekke hüpoteesi on sellise eksperimendi käigus võimalik kontrollida?

• sümpatrilist (geograafilise isolatsioonita).
• allopatrilist (geograafilise isolatsiooniga).
• parapatrilist (külgnevad populatsioonid annavad hübriide).

7. ülesanne***

Paljudel loomadel elutsevad välised parasiidid nagu täid. Enamasti parasiteerib ühel imetajal üks konkreetne täiliik. Erinevalt teistest imetajatest esineb inimestel kaks erinevat täiliiki. Üks inimese parasiitidest on peatäi, kes elab peas ja teine kubemetäi, kes elab kubemepiirkonnas. Nende liikide lahknemise uurimisel molekulaarkella meetodi abil selgus, et neil on ühine esivanem eksisteerinud umbes 3 miljonit aastat tagasi. Selle teadmise alusel saame me oletada, et siis hakkas kaduma ka esimestel inimese eellastel karvkate, mis on jäänud tänapäeva inimesele vaid pea- ja kubemepiirkonda.

Millist liigitekke viisi antud tekst kirjeldab?

• allopatrilist.
• sümpatrilist.

8. ülesanne***

Kuulake Vikerraadio teadusuudist: Galápagosel tekkis erakordselt kiiresti uus linnuliik

Täitke kuulatud teadusuudise põhjal lünktekst lohistades sõnad ja väljendid sobivatesse lünkadesse.

Liigiteke toimub tavaliselt 

, kuid Galapagose saartel tekkis uus linnuliik tavapärase liigitekkega võrreldes 

. Uus linnuliik 

 tekkis 

 põlvkonna jooksul.

Maasirguvaatlused aitasid ka 

 luua oma 

, mille järgi ühed liigid põlvnevad teistest, kuid kujunevad enamasti välja 

 põlvkondade vältel.

Princetoni Ülikooli bioloogid Peter ja Rosemary Grant märkasid aga mõned head aastad tagasi 

 saarel, kus nad juba pikemat aega olid vaatlusi teinud, isast lindu 

, kelle liigikaaslasi sel saarel muidu ei olnud ja kes seetõttu oli kindlasti 

 saarelt üle mere sinna sattunud.

Lind paaritus kahe kohaliku linnuliigiga 

 ja sai nendega viljakaid 

.

Oma viimatisel külaskäigul 

 saarele loendasid Grantid neid linde kokku 

 isendit. Arvatavasti on nad püsima jäänud tänu sellele, et on senistest kohalikest maasirguliikidest 

 kasv ja veidi teistsugune toit.

Uut liiki lindudel on teiste maasirkudest 

 nokk, mis laulab ka täiesti omalaadseid laule.

kõnnu-maasirk

kiiresti

Daphne Mayori

23

tume-maasirk

paljude

erinev

hübriide

Española

evolutsiooniteooria

3

Daphne Mayori

Charles Darwinil

suurem

aeglaselt

maasirk

9. ülesanne***

Maailma kõige isoleeritumaks saarestikuks peetakse Havai saarestikku. Havai saarestik asub Vaikse ookeani keskel ja koosneb reast saartest, mis on vulkaanilist päritolu. Väga vähestest algsetest liikidest on aja jooksul kujunenud palju uusi liike. Havail leidub umbes 800 liiki äädikakärbseid, kes on välja kujunenud paarist algsest liigist. Paljude äädikakärbse liikide puhul seisneb lahknemine selles, et erinevad liigid kasutavad paljunemiseks erinevaid taimeosi.

Millist liigitekke viisi see näide kõige paremini kirjeldab?

• liigiteke georaafilise takistuse tõttu (allopatriline).
• liigiteke sama levila piires (sümpatriline).

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