Eindterm subdomein F

De kandidaat kan met behulp van het concept erfelijke eigenschap ten minste in contexten op het gebied van veiligheid en voedselproductie verklaren op welke wijze eigenschappen worden overgedragen bij eukaryoten en prokaryoten.

Subdomein F2.1 - Populatie

Je kunt in een context:

1. omschrijven wat onder een populatie wordt verstaan;
   
   
2. uitleggen dat frequenties van genotypen en fenotypen in populaties in tijd en ruimte veranderen

Deelconcepten
Populatie, genotype, fenotype.

Subdomein F2.2 - Variatie

Je kunt in een context:

1. beschrijven wat onder genetische variatie in een populatie wordt verstaan;
   
   
2. uitleggen dat allelfrequenties/genfrequenties in een populatie kunnen veranderen door random mutatie.

Deelconcepten
adaptatie, fitness, natuurlijke selectie, genetic drift.

Subdomein F2.3 - Selectie

Je kunt in een context:

1. uitleggen dat adaptaties van populaties door selectie van organismen tot stand komen;
   
   
2. overeenkomsten en verschillen tussen natuurlijke en kunstmatige selectie beschrijven.

Deelconcepten
adaptatie, fitness, selectiedruk, soort, natuurlijke selectie, seksuele selectie, eilandtheorie.

Subdomein F2.4 - Soortvorming

Je kunt in een context:

1. beschrijven dat soorten groepen individuen zijn die reproductief van elkaar geïsoleerd zijn;
   
   
2. uitleggen dat soorten ontstaan door reproductieve isolatie;
   
   
3. uitleggen dat de verwantschap en afstamming van soorten weergegeven kan worden in de vorm van een stamboom.

Deelconcepten
soort, geslacht, stamboom, homologie, analogie, kenmerk, reproductieve isolatie.

Soort

• Organismen die:
  • zich onderling kunnen voortplanten;
    • Onderling genen kunnen uitwisselen.
      
  • vruchtbare nakomelingen krijgen.

Populatie

• Alle individuen van een bepaalde soort in één gebied.
• Kunnen zich onderling voortplanten.

Genetische variatie in een populatie

• Binnen een populatie hebben individuen verschillende erfelijke eigenschappen (verscheidenheid van de populatie).
• Verschillen ontstaan door:
  • mutaties.
  • voortdurende recombinatie van erfelijke eigenschappen (door geslachtelijke voortplanting).
• Bij verandering van het milieu zijn voldoende organismen met geschikte eigenschappen aanwezig die kunnen overleven.
  • Populatie blijft ondanks veranderend milieu in stand.
• Verschillen worden kleiner door:
  • Selectie
    • Individuen met de de gunstigste eigenschappen hebben de grootste overlevingskans.
    • Dus het grootste voortplantingssucces (meeste nakomelingen).
      Daardoor:
      • Grotere verspreiding van gunstige eigenschap in de populatie.
      • Tegelijk wordt minder gunstige eigenschap zeldzamer.

Natuurlijke selectie

• Vindt plaats door milieuomstandigheden
• milieu bepaalt de overlevingskans van een organisme.
  Mogelijk doordat:
• binnen een populatie is genetische variatie is;
  In stand gehouden door:
• mutaties
  en
• voortdurende recombinatie van erfelijke eigenschappen (door geslachtelijke voortplanting).
• er overcapaciteit is.
• Er worden meer nakomelingen geboren dan voor vervanging van ouders nodig zijn.
• Populatie kan niet eindeloos groeien: grootte hangt af van draagkracht van het ecosysteem.
• De individuen die het best aangepast zijn (het beste genotype hebben, de grootste fitness) aan een bepaalde omgeving hebben de grootste overlevingskans.
  • Fitness:
    • het vermogen om de natuurlijke selectie te overleven.
    • Beter aangepaste genotypen hebben meer voortplantingssucces --> grotere fitness --> dus grotere kans op nakomelingen.
• De gunstige eigenschap wordt doorgegeven aan de nakomelingen --> meer nakomelingen met die eigenschap.
• Als omgeving verandert, geven andere eigenschappen een grotere overlevingskans.
  • De allelfrequenties (genfrequenties) verschuiven.
    • De selectiedruk voor dat bepaalde kenmerk is dan hoog.
  • Kan geleidelijke verandering van een soort tot gevolg hebben.
• Als er geen selectie op een bepaalde eigenschap (op een bepaald allel) plaatsvindt:
  • toeval bepaalt welke allelen doorgegeven worden aan nageslacht.
    • De selectiedruk voor dat bepaalde kenmerk is dan laag.
  • Allelfrequenties (genfrequenties) blijven dan constant.

Adaptatie

• Aanpassing aan veranderende omstandigheden door natuurlijke selectie.
• Omstandigheden ongunstig:
  • de best aangepaste individuen blijven in leven en planten zich voort.
    • De dieren met de grootste fitness.
  • De dieren met de voor de nieuwe omstandigheden gunstige eigenschap(pen) gaan een steeds groter deel van de populatie uitmaken.
    

Seksuele selectie

• Vindt plaats als:
  • bepaalde kenmerken de partnerkeus beïnvloeden;
    Voorbeelden:
    • prieelvogels - vrouwtjes kiezen voor mannetjes die het mooiste bouwwerk gemaakt hebben;
    • zangvogels - selectie op zang;
    • paradijsvogels - selectie op uiterlijk;
    • huidskleur (bij de mens).
  • onderlinge strijd tussen mannetjes bepaalt wie de meeste vrouwtjes krijgt.
    • Bij dieren die harems hebben.
      Bijvoorbeeld bij:
      • zeeleeuwen;
      • edelherten.

  Genetic drift

• Door toeval kunnen in kleine popupaties grote verschuivingen in allelfrequenties optreden.
  • Kleine groep individuen van een populatie kan geïsoleerd raken.
    • Bijvoorbeeld doordat na overstromimg maar een kleine populatie overblijft.
  • Kan zijn dat door toeval relatief veel individuen met het recessieve fenotype overleven.
    • Meer recessieve allelen worden doorgegeven aanhet nageslacht.

Kunstmatige selectie

• Selectie door de mens,
• Om planten en dieren met voor ons gewenste eigenschappen te krijgen.
• Voorbeelden:
  • fokken van rashonden;
    • Selectie uiterlijk of op gedrag.
  • verdelen van planten.
    • Selectie op opbrengst, voedingswaarde of smaak (voedingsgewassen).
    • Selectie op uiterlijk (sierplanten).

Nieuwe soorten

• Kunnen ontstaan als sprake is van reproductieve isolatie.
  Isolatie
  • Populaties raken gescheiden van elkaar.
    • Waardoor er geen onderlinge voorplanting meer plaats vindt.
  • Welke genotypen gescheiden raken is toeval.
    • Andere ontwikkeling is mogelijk.
  • Milieuomstandigheden bij gescheiden populaties kunnen anders zijn.
  • Dus andere natuurlijke selectie.
  • Als isolatie lang genoeg duurt
    • kunnen verschillen in uiterlijk en gedrag ontstaan.
      • Geen voortplanting meer mogelijk tussen de geïsoleerd geraakte populaties --> twee soorten zijn ontstaan.

  Bekend voorbeeld:

• Darwinvinken.
  • Op het vaste land van Zuid-Amerika leeft één soort vinken.
  • Op de Galapagos eilanden (voor de westkust) komen 14 soorten vinken voor.
    • Vooral de bouw van de snavels is anders.
  • Darwin:
    vinken zijn uit één soort voorouders ontstaan;
    • Kleine groep die miljoenen jaren geleden vanuit vaste land op de eilanden terecht kwam.
  • milieu op de diverse eilanden verschilde;
  • bouw van de snavel is aangepast aan het beschikbare voedsel --> adaptatie;
  • door reproductieve isolatie zijn verschillende soorten ontstaan.

Eilandtheorie

• Geeft aan welke factoren van invloed zijn op aantal soorten op een eiland:
  • afstand tot het vasteland;
    • Hoe groter de afstand hoe kleiner de immigratie.
      • Des de minder soorten op het eiland.
  • grootte van het eiland;
    • Hoe groter het eiland hoe meer soorten zich kunnen handhaven.
  • ontstaan van nieuwe soorten;
    • Doordat milieu anders is dan op het vaste land --> andere natuurlijke selectie.
  • uitsterven van soorten.
    • De kans op uitsterven op eilanden is groter omdat de genetische variatie kleiner is.

  Geografische isolatie

• Populaties raken gescheiden door dat de populaties verdeeld wordt,
• bijvoorbeeld:
  • doordat de loop van een rivier anders wordt;
  • door gebergtevorming.
    

Evolutie

• Ingewikkelde levensvormen hebben zich ontwikkeld uit eenvoudige levensvormen.
  • Geleidelijke verandering van eigenschappen in de loop van de aardgeschiedenis.
  • Natuurlijke selectie speelt een rol.
• Aanwijzingen daarvoor o.a.:
  • overeenkomsten in bouw van het DNA;
  • overeenkomst in bouw van organismen;
  • overeenkomsten hart en bloedsomloop bij gewervelde dieren;
  • overeenkomsten in bouw skelet van gewervelde dieren;
  • overeenkomsten in de ontwikkeling voor de geboorte;
  • het voorkomen van rudimentaire organen;
    Voorbeelden:
    • staartwervels bij de mens;
    • pootresten bij slangen.
  • het voorkomen van fossielen - versteende resten van organismen of versteende afdrukken.

Beschrijven van het ontstaan van bepaalde levensvormen gebeurt op grond van:

• het bestuderen van fossielen;
  • Versteende overblijfselen van organismen.
  • Afdrukken in gesteenten van organismen.
  • Resten van organismen die door sedimentatie van de lucht werden afgesloten.
    Bijvoorbeeld:
    • versteende skeletdelen (botten, tanden).
    • voetafdrukken.
• vergelijkend onderzoek tussen fossielen en moderne organismen;
• vergelijken van" overeenkomstige" delen van verschillende soorten organismen;
  
  • Homologe organen
    • Organen met dezelfde embryologische ontstaanswijze.
    • Zelfde evolutionaire oorsprong - zelfde bouwplan.
      • Door aanpassing aan andere omstandigheden(selectie) zijn vormen veranderd.
        • divergente evolutie
        • Voorbeeld: voorpoot van hond, dolfijn, vleermuis
  • Analoge organen
    • Organen die op elkaar lijken maar een verschillende oorsprong hebben.
    • Aangepast aan gelijksoortige omstandigheden.
      • convergente evolutie
      • Voorbeeld: vleugel van vogel, vleugel van vlinder.
• vergelijkend onderzoek van het DNA;
  • Bepalen nucleotiden volgorde in het DNA (DNA-sequentie).
    • Het volledige genoom van nu levende organismen vergelijken.
      • Berekenen wanneer in bepaalde afstammingslijnen mutaties hebben plaatsgevonden.
      • Vergelijken met de bekende overeenkomsten en verschillen tussen de soorten en fossielen.
        • Meer verschillen in DNA:
          • minder verwantschap.
          • langer geleden uit gemeenschappelijke voorouder ontstaan.
    • (Delen van) het genoom vergelijken met DNA uit fossiele resten.
    • Samenstellen van evolutionaire stamboom bepalen aan de hand van de DNA-sequenties van een paar genen.
      Bijvoorbeeld:
      • onderzoek van het Y-DNA.
        • DNA van het Y-chromosoom.
          • Erft alleen van vader op zoon over.
      • onderzoek van het m-DNA
        • DNA in de mitochondriën.
          • Is grotendeels alleen van moeder afkomstig.

Theorieën over het ontstaan van verschillende levensvormen

• Generatio spontanea (spontane generatie)
  • Leven kan ontstaan uit levenloze of dode materie.
    Voorbeelden:
    • maden uit rottend vleespalingen uit moddermuizen uit stro.
    • bacteriën uit soep.
• Schepping
  • Beschreven bij diverse religies.
  • Bovenaardse macht, God, heeft alle levensvormen laten ontstaan.
• Evolutie
  • Ingewikkelde levensvormen hebben zich ontwikkeld uit eenvoudige levensvormen.
    • Geleidelijke verandering van eigenschappen in de loop van de aardgeschiedenis.
    • Natuurlijke selectie speelt een rol.

  Aanwijzingen daarvoor:

  • Overeenkomsten in bouw DNA.
  • Overeenkomst in bouw van organismen
    • Overeenkomsten hart en bloedsomloop bij gewervelde dieren.
    • Overeenkomsten in bouw skelet.
    • Overeenkomsten in de ontwikkeling voor de geboorte.
    • Het voorkomen van rudimentaire organen.
      Voorbeelden:
      • staartwervels bij de mens.
      • pootresten bij slangen.
  • Voorkomen van fossielen - versteende resten van organismen of versteende afdrukken.
    
    
• Darwin
  Grondlegger moderne gedachten (neodarwinisme) over evolutie.
  • De uitgangspunten van Darwin
    • Er is variatie.
      • Individuen van populaties vertonen kleine verschillen. Een deel van die verschillen is erfelijk.
    • Er is overcapaciteit.
      • Er worden meer nakomelingen geboren dan er voor de vervanging van de ouders nodig zijn.
    • Er is constantie.
      • Het aantal individuen binnen een populatie blijft meestal vrijwel constant.
  • De conclusies van Darwin
    • Er is een strijd om het bestaan vooral door concurrentie tussen soortgenoten (struggle for life).
    • De beste aangepaste individuen overleven (survival of the fittest).