[home][inhoud site][Inhoud bovenbouw][practicum][links]

EVOLUTIE

De tekst is voor een belangrijk deel gemaakt door Dirk Slagter i.s.m. John de Vos.

 

In de tekst zijn links naar evolutiesites blauwgedrukt.

I. HISTORISCHE OPVATTINGEN

 

A. DE PLAATS VAN DE AARDE IN HET HEELAL


In vrijwel alle oude culturen zag men de aarde als het centrum van het heelal en gaf men de mens een centrale plaats in de schepping door god of goden. Men het een antropocentrisch wereldbeeld (anthropos= mens gr.)
Ook de Griekse geleerden als Aristoteles (384-322 v. Chr.) en Ptolemaeus ( 160 na Chr.) stelden zich de aarde voor als centrum van het heelal. De landkaarten die Ptolemaeus maakte werden in de vijftiende eeuw opnieuw uitgegeven.
Veel onderzoekers gingen er in die tijd vanuit, dat de sterren veel kleiner waren dan de aarde en vlakbij de aarde stonden.
Er zijn uit de oudheid verschillende voorstellingen van de aarde. Soms werd de aarde voorgesteld als een tafel. Rondom de aarde zitten dan schillen (sferen). Een schil van lucht met gaten waardoor men naar de schil van vuur of de hemel kon kijken.

 

Linksonderaan steekt een man z'n hoofd door de koepel rond de wereld en ziet de hemel.
De sterren en de zon zijn gaten in de hemelkoepel rond de aarde waardoor het licht uit de hemel op aarde schijnt.
De aarde is op deze middeleeuwse prent een platte schijf.

In de middeleeuwen vertrouwden de mensen bijna volledig op de kennis van de Grieken en op de Bijbel.
Deze houding veranderde aan het eind van de vijftiende eeuw in Italië. Men ging steeds meer uit van eigen onderzoek en waarnemingen. (de Renaissance !!)
Onderzoekers kregen meer behoefte aan instrumenten. De telescoop, verrekijker, de microscoop werden uitgevonden.
Veel onderzoekers in de middeleeuwen dachten net als de oude Gieken dat de aarde rond was.
Columbus baseerde zich op Griekse berekeningen voor zijn ontdekkingsreis naar India. Die berekeningen leidden tot een omtrek van de aarde die 75% was van de werkelijke omtrek. Daardoor dacht hij bij zijn aankomst in Amerika dat hij in India geland was (met Indianen dus!)
De Poolse sterrenkundige Copernicus (1473-1543) toonde aan dat niet de aarde maar de zon centraal stond in de kosmos. De Italianen Bruno (1600) en Gallileï steunden die opvatting. Bruno stierf daardoor als ketter op de brandstapel en Gallileï kreeg op zijn oude dag huisarrest.


B. HET ONTSTAAN VAN HET LEVEN OP AARDE


De middeleeuwers geloofden in de letterlijke betekenis van de Bijbel. Dus dat alle levende wezens in een week door God geschapen zijn.
Vreemd genoeg geloofde men ook in de opvatting van Aristoteles, dat levende wezens ook zonder voortplanting door spontane generatie konden ontstaan. Bijvoorbeeld vissen uit modder en palingen uit rottende planten. De Vlaming van Helmont (1577-1644) was er nog van overtuigd dat muizen kunnen ontstaan uit een vuil hemd en tarwekorrels. Hij vond daarin een nest jonge muizen!
Pas rond 1700 geloofde niemand meer in het ontstaan van hogere planten en dieren uit levenloos materiaal. Al duurde het tot 1862 voordat de Fransman Louis Pasteur bewees dat ook micro-organismen door voortplanting ontstaan en niet door spontane generatie.
In de achttiende eeuw geloofden nog wel alle geleerden dat soorten (= een groep organismen die zich onderling kunnen voortplanten) onveranderlijk zijn.
Ook de Zweed Linnaeus (1707-1778) ging ervan uit dat er in zijn tijd nog evenveel en dezelfde soorten leefden als er in het begin door God geschapen waren.
Linnaeus heeft alle organismen een Latijnse naam gegeven. Soorten die op elkaar lijken plaatste hij in dezelfde groep ( een geslacht).Geslachten ordende hij in families, families in orden en orden in hoofdafdelingen.
Als botanicus heeft hij te maken gehad met binnen een soort voorkomende variëteiten, die de afpaling van soorten vaak erg moeilijk maken. Hij wist niet goed raad met deze "afwijkingen". Later bleek de bestudering van deze variëteiten argumenten ten gunste van de evolutiegedachte op te leveren.


C EVOLUTIETHEORIEN


1.Fossielen als "spelingen der natuur" 

Fossielen (= versteende overblijfselen en afdrukken van uitgestorven organismen) zijn natuurlijk al vanouds bekend. In de middeleeuwen beschouwde men ze als "spelingen der natuur ". De laatste voorvechter van deze opvatting was de hoogleraar Johannus Behringer uit Wurzberg. Zijn studenten geloofden niet meer in de theorieën verstopten in het gebied waar de professor fossielen zocht namaakfossielen van salamanders, insecten enz. De arme man tekende en beschreef deze vondsten en publiceerde er in 1756 een boek over. Na de publicatie vond hij "fossielen" met zijn eigen naam erin gehakt, probeerde de oplage op te kopen en werd gek.


2.De zondvloedtheorie (de catastrofetheorie)


In de 18de eeuw ontstond de gedachte dat fossielen overblijfselen waren van dieren die door de zondvloed (een bijbelverhaal waarin God de wereld straft met een watervloed waardoor alle mensen, op 1 familie na, en alle dieren, op 1 paar per soort na, verdrinken.
Een in Baden gevonden skelet van een grote salamander (te zien in het Teylermuseum in Haarlem) werd beschreven als "het skelet van een mens die getuige geweest was van de zondvloed".
De Fransman Cuvier begreep dat fossielen de resten van uitgestorven dieren waren. Hij dacht dat er mogelijk meerdere grote rampen (=catastrofen) als de zondvloed geweest waren, waardoor veel dieren uitgestorven. Na zo'n ramp zouden er nieuwe soorten gekomen zijn door een nieuwe schepping.
Nog niet zo lang geleden is men tot de ontdekking gekomen dat Cuvier er niet zover naast zat. De catastrofes waren echter geen overstromingen maar inslagen van grote meteorieten op aarde.


3.De evolutietheorie van Lamarck


Lamarck was hoogleraar zoölogie (=dierkunde) in Frankrijk. Hij ontdekte dat je dieren in een reeks van eenvoudig naar ingewikkeld kon rangschikken en veronderstelde dat de eenvoudige de voorouders van de ingewikkelde zouden zijn; een evolutietheorie dus.
De oorzaak van de veranderingen was volgens Lamarck het erfelijk worden van verworven eigenschappen (modificaties). Zo zouden giraffen zich ontwikkeld hebben uit voorouders die hun nek steeds meer moesten rekken om aan eten te komen.
In zijn tijd werden de ideeën van Lamarck niet geaccepteerd. Men geloofde meer in Cuvier.

Opmerking:

Epigenetica

Er zijn aanwijzingen dat ervaringen toch soms overgedragen kunnen worden op nakomelingen. http://www.wetenschap24.nl/nieuws/artikelen/2009/februari/Ervaring-is-overerfbaar.htmlhttp://www.bionieuws.nl/artikel.php?id=4816

4.De evolutietheorie van Darwin (1809-1882)


 


Darwin publiceerde zijn beroemdste boek met zijn evolutieleer ,"On the Origin of Species", in 1859. Die evolutieleer was onder anderen gebaseerd op het werk van de geoloog Lyell en de econoom Malthus.
Volgens Lyellwas de structuur van het aardoppervlak (bergen, valleien, rivieren e.d.) geleidelijk ontstaan door de inwerking van ook nu nog bestaande krachten. De snelheid van die veranderingen is zo gering, dat de aarde veel ouder zou moeten zijn dan men tot dan toe aannam. Men schatte de aarde toen 6000 jaar. Nu schat men de ouderdom van de aarde 4.5 miljard jaar.
Malthus was een van de eersten die pleitten voor geboortebeperking. Door de groei van de bevolking zou er voedsel gebrek komen en dus een verschrikkelijke "strijd om het bestaan" (=struggle for life).
De struggle for life werd door Darwin gezien als de drijvende kracht achter het ontstaan en het veranderen van soorten.
Het boek van Darwin was een groot succes. Darwin schreef in dit boek, uit angst voor opwinding, vrijwel niets over de afstamming van de mens.
Veel van zijn volgelingen concludeerden dat de mens van de apen afstamt.Vooral die gedachte was zo in tegenspraak met het scheppingsverhaal, dat er in kerkelijke kringen grote opwinding ontstond over het boek.
Later schreef Darwin een apart boek over de afstamming van de mens waarin hij zegt "We moeten echter niet in de dwaling vervallen van te vooronderstellen dat de voormalige voorvader van den geheelen stam der apen, met uitsluiting van den mensch, identisch was met, of zelfs zeer sterk leek op eenige bekende aapsoort."

II. HET DARWINISME

 

A INFORMATIE OVER DARWIN

 Charles Darwin (1809-1882). Vader arts, moeder een Wedgewood (van beroemde porseleinfabrieken).
Opleiding tot arts, maar hij stopte omdat hij niet tegen bloed kon. (In die tijd opereerde men nog zonder verdoving!) Daarna studeerde hij voor dominee. Predikanten hadden veel vrije tijd en veel predikanten waar natuuronderzoeker en verzamelaar.
Natuurwetenschapper werd pas rond 1850 een betaald vak. Voor die tijd was het onderzoek van de natuur een liefhebberij van vooral de rijken.


Onderzoeksreis met het marineschip Beagle op 22 jarige leeftijd 1831-1836). Zijn vader betaalde de reis.Darwin moest biologische gegevens en objecten verzamelen.
Darwin kwam uit een zeer vermogende familie en kon daardoor zijn verdere leven wijden aan het bestuderen van de gegevens die hij tijdens zijn reis verzameld had.
Darwin had een slechte gezondheid. Tijdens zijn reis van 5 jaar was hij bijna voortdurend zeeziek.
Als jongen verzamelde en bestudeerde hij kevers, een hobby de door veel predikanten werd beoefend. Direct na zijn reis werd hij vooral beroemd om zijn kennis van fossielen en van de aardkorst (de geologie).
Tijdens al dat werk kreeg hij zijn eerste ideeën over de manier waarop soorten kunnen veranderen en uitelkaar kunnen ontstaan.In het begin van de negentiende eeuw was het riskant om de mening te verkondigen, dat soorten kunnen veranderen. De meeste onderzoekers gingen ervan uit dat soorten onveranderlijk geschapen zijn. Ideeën over een mogelijke evolutie waren er wel bij bepaalde groepen, maar men ging uit van veranderingen met een doel en de sturende rol van een schepper. Een dergelijke gedachte noemt men tegenwoordig 'Intelligent design'.
Voor- en tegenstanders waren verbonden aan verschillende, elkaar bestrijdende, politieke groeperingen. De politieke macht in Engeland was nauw gekoppeld aan de anglicaanse staatskerk.
Darwin durfde zijn theorie lange tijd niet openbaar te maken. Twintig jaar na zijn reis was de sfeer in Engeland zo veranderd dat hij uiteindelijk, na lang wikken en wegen, zijn boek durfde te publiceren.

Darwin had een zeer brede belangstelling.
Hij bestudeerde en schreef onder anderen artikelenen en boeken over de gezichtsuitdrukkingen van mensen en apen, de bstuiving van orchideen, sierduiven, klimplanten, vleesetende planten, wormen, koralen, het onstaan van koraaleilanden enz. Acht jaar washij bezig met de studie van zeepokken en eendenmosselen.

In 1859 publicatie van zijn boek "Origin of species ", nadat de ontdekkingsreiziger Wallace hem een artikel met een gelijksoortige theorie had toegestuurd.

B. HET ONTSTAAN VAN DE EVOLUTIETHEORIE VAN DARWIN

 Tijdens zijn wereldreis leest hij het boek van Lyell. Lyell ging ervan uit dat de structuur van de aardkorst nu nog in een zelfde tempo verandert als vroeger, maar dat we die veranderingen niet of nauwelijks kunnen waarnemen omdat ze zo langzaam gaan. Lyell noemde dit het actualiteitsprincipe.
 Darwin maakte in Chili een aardbeving mee waarbij de plaats waar hij zat 60 tot 90 cm omhoog kwam. Hij vond na die aardbeving plekken waar mosselen 3 meter boven de hoogwaterlijn aan een rots gehecht waren. Later vond hij op 4000 meter hoogte in de Andes fossiele schelpen. Door dit alles aanvaardt hij het actualiteitsprincipe van Lyell ook voor biologische zaken. Met andere woorden: Planten en dieren zijn niet onveranderlijk. Ze veranderen nu en vroeger in eenzelfde tempo. Omdat dit tempo erg laag is, zijn die veranderingen niet of moeilijk waarneembaar.

Darwin had in Zuid Amerika veel fossielen van reusachtige uitgestorven zoogdieren verzameld. In de bergen van Zuid Amerika vond hij op veel plaatsen op grote hoogte fossielen van zeedieren.

 

Tijdens zijn reis bezoekt hij de Galapagos(= schildpad) eilanden.Deze vulkanische eilanden liggen 1000 km ten westen van Ecuador. De enige kleine zangvogels op deze eilanden zijn vinken. De vinken van de Galapagoseilanden worden vaak als een voorbeeld gegeven voor het ontstaan van nieuwe soorten uit een gemeenschappelijke voorouder. Ieder eiland kent zijn eigen soorten
Ze lijken sterk op elkaar.
De verschillende soorten zijn alleen te onderscheiden aan hun snavels. De snavelvorm is een aanpassing aan het soort voedsel.
Bovenaan staan twee zaden etende soorten, met grote sterke snavels. Onderaan staan insectenetende soorten met puntige snavels.

Darwin had tijdens zijn reis het belang van de vinkensoorten nog niet in de gaten. Hij maakte onvolledige aantekeningen bij de vinken die hij schoot en verzamelde.Pas jaren later werd hij er door de vogelkenner Gould op gewezen dat het verschillende soorten waren.

Darwin telde 13 soorten. De soorten lijken sterk op elkaar, maar vooral hun snavels en voedingsgewoonte verschillen. Er zijn insectenetende vinken met kleine puntige snavels, zaadetenden vinken met zeer zware snavels enz. Darwin kon niet anders dan deze soorten beschouwen als "modificaties" (volgens de huidige definitie een foute term) van 1 soort die na het ontstaan van de vulkanische eilanden van Zuid Amerika de eilandengroep bereikte en bij gebrek aan concurrentie , gebruik makend van het grote voedselaanbod, zich ontwikkelde tot 13 verschillende soorten.



C DE EVOLUTIETHEORIE VAN DARWIN

 De waarnemingen van Darwin:

1. Variatie

Individuen van populaties (= een groep dieren of planten van een soort in een bepaald gebied) vertonen kleine verschillen. Een deel van die verschillen is erfelijk.


2. Overcapaciteit
Er worden meer nakomelingen geboren dan er voor de vervanging van de ouders nodig zijn.
Populaties die zich ongehinderd kunnen vermenigvuldigen nemen als een meetkundige reeks in omvang toe.
Darwin rekende uit dat 1 paar olifanten na 700 jaar 19 miljoen afstammelingen kunnen hebben. Andere soorten planten zich nog veel sneller voort. Binnen 7 maanden kan 1 paar kakkerlakken 164 miljard nakomelingen hebben!

3 Constantie

In werkelijkheid blijft het aantal individuen binnen een populatie meestal vrijwel constant.

4 De conclusies van Darwin:

1.Er is een strijd om het bestaan vooral door concurrentie tussen soortgenoten (struggle for life)
2.De best aangepaste organismen overleven (survival of the fittest ).
1


Een eiland A wordt bewoond door een vogelsoort.
De individuen van de populaties vertonen kleine verschillen (=variatie). Een deel van die verschillen is erfelijk.
De kleur wordt bepaald door een paar genen. De genotypen AABB, AaBb, AaBB en AABb zijn lichtgeel. Genotype aabb is wit en sterft als jong. De lichtgele dieren hebben een prima schutkleur op de zandkleurige ondergrond.
Er worden meer nakomelingen geboren dan er voor de vervanging van de ouders nodig zijn. (=overcapaciteit).
Toch blijft het aantal individuen binnen een populatie meestal vrijwel constant. (=constantie).
Er is een strijd om het bestaan tussen de jonge vogels (=struggle for life)
De sterkste individuen (de best aangepaste organismen) overleven (= survival of the fittest ).
Af en toe ontstaan er vogels met een geel (Ab)en met een grijs ( aB) fenotype.
Deze exemplaren vallen teveel op en worden snel opgegeten door roofvogels.Door een storm komen enkele vogels op een naburig eiland terecht. Toevallig zijn het exemplaren met het genotype AaBB.
|


2

Eiland B heeft een heel andere bodem dan eiland A. Het bestaat uit donkere rotsen met kleine poeltjes. De lichtgele vogels slagen erin te broeden. Een groot deel van de nakomelingen wordt uitgeroeid omdat hier hun gele kleur teveel opvalt. Enkele jongen met het genotype aaBB overleven omdat ze grijs zijn. Hun nakomelingen houden hun grijze kleur.



3

Er onstaan oveel meer genetische verschillen tussen de vogelpopulaties op de eilanden A en B.
De omstandigheden op beide eilanden zijn heel anders. Op eiland A zijn vooral zaden als belangrijkste voedselbron aanwezig. Het klimaat verandert de begroeiing neemt toe De vogels worden door de natuurlijke selectie donker en krijgen kortere stevige snavels.De vogels op eiland B. krijgen na vele jaren langere poten en langere snavels die het mogelijk maken om in vochtige poeltjes voedsel te zoeken.



4

Na duizenden jaren daalt de zeespiegel zover dat er een landbrug ontstaat tussen eiland A en B.
De vogels komen weer tegen, maar verschillen nu zoveel van elkaar dat mannetjes en vrouwtjes elkaars sleutelprikkels niet meer herkennen. Ondanks het opheffen van de isolatie kunnen ze geen genen meer uitwisselen.Er zijn twee soorten ontstaan.

 

 

C. WAT IS NATUURLIJKE SELECTIE?


 Natuurlijke selectie vindt plaats door milieuomstandigheden die onderverdeeld worden in abiotische en biotische factoren. Abiotische factoren zijn alle niet-levende factoren in het milieu, zoals temperatuur, vochtigheid voedingsstoffen in de bodem, samenstelling van de lucht. De biotische factoren zijn andere levende wezens waarmee wordt samengeleefd in een bepaalde omgeving. Alle levende en niet levende factoren in een bepaald gebied noemt men een ecosysteem.
Voorbeelden van ecosystemen: een bos, een woestijn. Omdat de omstandigheden in een bos anders zijn dan een in woestijn, zijn, moeten organismen die in een bos kunnen overleven andere eigenschappen hebben dan organismen die in een woestijn kunnen overleven. De omgeving bepaalt dus wie en wat de sterkste, de best aangepaste is (fittest).
Als de omgeving verandert veranderen de organismen mee, omdat andere eigenschappen een grotere overlevingskans en/of meer nakomelingen opleveren.
Een belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van soorten is isolatie.
Isolatie zorgt ervoor dat groepen met een iets verschillende samenstelling van het erfelijk materiaal geen genen meer kunnen uitwisselen, zodat de verschillen blijven bestaan en door selectie steeds groter worden.


Voorbeelden van isolatie:

Isolatie door ruimtelijke scheiding
Isolatie doordat soortgenoot niet meer herkend wordt.(Fitis-Tjiftjaf)

De fitis en de tjiftjaf zijn kleine zangvogels, die zeer moeilijk van elkaar te onderscheiden zijn. Alleen de kleur van de poten is vaak iets anders en de lengte van bepaalde vleugelveren verschilt.
Toch zijn het twee soorten die onderling niet kruisen. Ze herkennen elkaar niet als soort omdat de zang totaal verschilt. De fitis heeft een jubelende zang, de tjiftjaf roept zijn eigen naam. Zie grafieken zijn sonogrammen. Ze geven de zang van de vogels weer. De zang speelt bij vogels een belangrijke rol bij het paargedrag.


 

III. AANWIJZINGEN - BEWIJZEN

 

A. AANWIJZINGEN UIT DE TIJD VAN DARWIN

 

1.De embryologische ontwikkeling

De embryonale ontwikkeling van de gewervelde dieren (vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren vertoont in het begin een opvallende overeenkomst. Haeckel (1834-1919) zag de ontwikkeling van het embryo van een dier als een versnelde weergave van zijn afstammingsgeschiedenis.
|
2.Rudimentaire organen

Bij veel planten en dieren komen rudimentaire organen voor. Organen die hun functie duidelijk verloren hebben, maar in een ver verleden wel degelijk een functie gehad hebben. Voorbeelden van rudimentaire organen: blindedarm bij mens, pootresten bij slangen en walvissen, staartwervels mens, kieuwbogen embryo.


3.Fossielen

Dapalis macrurus, 30-35 miljoen jaar Franse Alpen (Haute Provence)

Fossielen vormen het belangrijkste bewijs van het bestaan van een evolutie. Fossielen zijn versteende overblijfselen van planten en dieren in afzettingsgesteenten. De oudste gesteenten bevatten de eenvoudigste levensvormen. Hoe jonger het gesteente hoe hoger de ontwikkeling van de gevonden fossielen. In kloven als de Grand Canyon is de geschiedenis van het leven als het ware af te lezen.
Voor het ontstaan van fossielen is het noodzakelijk dat een plant of een dier na het dood gaan overdekt wordt door fijn klei of zand (sediment ). De beperkt de fossilisatie mogelijkheden tot water met veel afzetting van fijnkorrelig materiaal; zoiets als onze Waddenzee. Meestal vergaan de zachte delen en blijven alleen de skeletten en dergelijke bewaard. Maar er zijn ook fossiele kwallen, drollen, eieren, pootafdrukken e.d. bekend. De kans dat een organisme fossiel wordt is zeer gering. Tussenvormen die duidelijk een overgang aangeven tussen soorten zijn daardoor zeldzaam. Zeer goed bekend zijn de ontwikkelingsreeksen van het paard en de olifant.

4.Bouwplan 

Organismen die aan elkaar verwant zijn lijken gemaakt volgens eenzelfde bouwplan met variaties op het gemeenschappelijk thema ontstaan door natuurlijke selectie. Zo zijn de ledematen van alle gewervelde dieren opgebouwd uit opperarmbeen (=dijbeen), spaakbeen (=scheenbeen),ellepijp(=kuitbeen, wortelbeentjes, kootjes. Door verschillen in functie zijn de verschillen in vorm ontstaan.
Botten kunnen groter of kleiner worden, vergroeien verdwijnen. Vaak zijn in de embryo's alle botten in aanleg nog aanwezig.
Bij het paard is de voet langer geworden en 1 teen overgebleven.Het dier loopt op de nagel van die ene teen. Fossiele paarden hebben nog 5,4 of 3 tenen.


B. MODERNE INZICHTEN IN HET ONTSTAAN VAN HET LEVEN.

1.Het Neodarwinisme

In 1900 werden de erfelijkheidsregels van Mendel (1822-1884) herontdekt.

Darwin wist niets van het mechanisme van de erfelijkheid. De ontdekking van de functie van de kern en de mogelijkheid om kunstmatig mutaties op te wekken ondersteunden de leer van Darwin dermate, dat men sprak van Neodarwinisme ; de evolutieleer van Darwin gebaseerd op de moderne genetica.
Darwin dacht dat de evolutie altijd in kleine stapjes verlopen is. Sinds enige tijd zijn onderzoekers ervan overtuigd dat er ook plotselinge versnellingen in de evolutie zijn geweest. De oorzaak zoekt men vooral in grote rampen die de aarde af en toe vanuit de ruimte hebben getroffen in de vorm van grote meteorieten. De inslag van een grote meteoriet veroorzaakte 65 miljoen jaar geleden zo'n verandering in het klimaat dat de grote reptielen in korte tijd uitstierven en vervangen werden door de zoogdieren.

2.Natuurlijke selectie in beeld

Hoewel de natuurlijke selectie een zeer langzaam verlopend proces is, kan men de selectie af en toe door onderzoek waarnemen.

Voorbeelden:

a. Resistentie

Het resistent worden van bacteriën tegen bacteriedodende middelen en van insecten tegen bestrijdingsmiddelen.

b. Industriemelanisme

 

In Engeland komen van de berkenspanner, een vlinder die overdag rust op boomschors, twee vormen voor, een grijze en een donkere. Vroeger overheerste de grijze vorm, maar door het op grote schaal gebruiken van steenkool stierven de korstmossen en werden de boomstammen donker.
De donkere vorm van de vlinder is de lichte gaan overheersen, omdat de lichte vorm door vogels sneller weggeselecteerd werd. Nadat men overging op het gebruik van olie is in grote delen van Engeland de lichte vorm teruggekomen.


3. Ouderdomsbepalingen

Tegenwoordig zijn redelijk nauwkeurige methoden beschikbaar om de ouderdom van gesteenten en fossielen vast te stellen.

Voorbeelden van ouderdomsbepalingen:

a Kalium-40 methode

Om de oudste fossielen van mensachtigen te dateren gebruikt men de isotoop Kalium-40 . Deze isotoop verandert zeer langzaam in Argon-40. De snelheid waarmee dat gebeurt is bekend. De verhouding tussen de hoeveelheid kalium-40 en argon-40 is een maat voor de ouderdom.
Deze methode werkt alleen voor vulkanische gesteenten.

b. Koolstof-14 methode

Voor fossielen die niet ouder zijn dan 60.000 jaar gebruikt men de Koolstof-14 methode. Ieder levend wezen neemt gedurende zijn leven een bekende hoeveelheid van dit isotoop op. Na 6006 jaar is de helft van dit isotoop omgezet in Koolstof-12. Het gehalte aan Koolstof-14 is dus een maat voor de ouderdom van een fossiel.

c. Mutatiefrequentie

De mutatiefrequentie van enkele belangrijke genen die de aminozuurvolgorde bepalen in enzymen, die in grote groepen organismen voorkomen, is bekend.
Als men bijvoorbeeld een enzym uit de mitochondriën, het cytochroom C, van een mens, een vleermuis, een kangoeroe en een paard vergelijkt, dan kan men op grond van de verschillen in de aminozuurvolgorde en de bekende mutatiefrekwentie uitrekenen hoe lang het geleden is dat bovengenoemde groepen uit elkaar gegroeid zijn, dus hoe lang geleden ze een gemeenschappelijk voorouder hadden. Hoe meer verwantschap, hoe groter de overeenkomst in de eiwitten.
Sinds kort is deze methode vervangen door onderzoek naar de basenvolgorde in het DNA. Veel genen komen in alle organismen voor, maar er zijn verschillen ontstaan door puntmutaties. Hoe meer verschillen in de basenvolgorde hoe geringer de verwantschap en hoe langer geleden de gemeenschappelijke voorouder leefde.


IV. HET ONTSTAAN VAN HET EERSTE LEVEN


De aarde is ruim 4.5 miljard jaar oud. Van de laatste 600 miljoenjaar is in verhouding veel bekend.Deze laatste periode wordt ingedeeld in:

De OUDE TIJD , waarin het eerste leven op het land ontstond (400 miljoen jaar geleden) Aan het eind van deze periode leven er al gewervelde dieren (vissen, reptielen en amfibieën. In deze tijd is de steenkool gevormd.

De MIDDEN TIJD , de periode waarin vooral grote aantallen reptielen leefden. In deze tijd ontstaan de eerste zoogdieren.

De NIEUWE TIJD ,een periode waarin de bloemplanten en de zoogdieren een belangrijke rol spelen.
Over de periode vóór de oude tijd was en is weinig bekend, maar sinds Darwin is ook over dit tijdvak de kennis toegenomen. Er zijn zelfs fossiele bacteriën gevonden die 3.5 miljard jaar geleden leefden.


In bovenstaand schema staat een tijdlijn van de geschiedenis van de aarde.

De eerste lijn bestrijkt een periode van 5 miljard jaar. Aangegeven is wanneer de eerste cellen en de meercelligen ontstaan.
De tweede lijn is het stuk uit de eerste lijn met de groene accolade uitvergroot (de laatste 600 miljoen jaar)
De derde lijn geeft de laatste 70 miljoen jaar weer, de periode na het uitsterven van de dinosauriërs.
De laatste periode is een afbeelding van de laatste 5 miljoen jaar, de periode waarin de mens op aarde kwam.

A. ONTSTAAN VAN DE OERATMOSFEER

De Amerikaan Miller bracht in 1953 een oeratmosfeer van waterstof, methaan, ammonia en waterdamp, in een gesloten ruimte en liet daarin continu vonken overspringen. Hiermee werd de bliksem nagebootst.
De bruine drab die daarin ontstond bleek naast teerachtige stoffen zeer belangrijke biologische verbindingen te bevatten, waaronder suikers, aminozuren, de bouwstenen van RNA enz.
Men denkt nu dat het mogelijk is dat op de afkoelende aarde het water condenseerde en in de meren en zeeën de organische stoffen zich ophoopten. Uit deze oersoep zou mogelijk het leven ontstaan zijn.

De theorie van Miller is achterhaald. De samenstelling van de oeratmosfeer blijkt anders geweest te zijn dan hij dacht en bestond waarschijnlijk vooral uit stikstofgas en koolstofdioxide.


Er zijn nieuwe hypotheses over de aanwezigheid van organische stoffen op aarde.

Organische stoffen zijn volgens sommigen met ingeslagen meteorieten uit de ruimte op aarde gekomen. In stukken steen afkomstig van meteorieten die 4.5 miljardjaar geleden op de aarde vielen, zijn veel soorten aminozuren gevonden.

Een andere mogelijkheid is, dat organische stoffen gevormd zijn op dunne plekken "vents" in de aardkorst in de bodem van de oceaan, de zogenaamde "black smokers".Op zulke plekken komt komt gloeiend heet water vrij. Er leven veel soorten organismen, o.a bacteriën, die tegen zeer extreme omstandigheden kunnen.

http://www.ocean.udel.edu/kiosk/bsmoker.html

Voor eenvoudig leven is nodig: een eiwitomhulsel en een stukje DNA dat het eiwit in elkaar zet.
Onlangs heeft men ontdekt, dat in veel levende wezens stukjes RNA zitten die zichzelf kunnen kopiëren zonder enzymen. RNA-moleculen zouden mogelijk de eerste stap geweest kunnen zijn.
Er zijn ook onderzoekers die menen dat de belangrijkste organische stoffen met een meteoriet uit de ruimte op aarde gekomen zijn.



 B. VAN CELLEN ZONDER KERN TOT CELLEN MET KERN


De oudste fossielen (3.5 miljard jaar) zijn resten van bacteriën.
Bacteriën hebben de volgende kenmerken:

Geen kernmembraan; DNA los in de cel.
Geen mitochondriën, geen bladgroenkorrels
De meeste kunnen geen organische stoffen maken, maar moeten die stoffen 'eten' (= heterotroof).
Sommige soorten zijn anaëroob (= leven in een omgeving zonder zuurstof).


In de oeratmosfeer was geen zuurstof, dus zullen de eerste cellen anaërobe geweest moeten zijn. Ze hebben geleefd van de organische moleculen in de oersoep. Uit deze gistende bacteriën (gisten = verbranden zonder zuurstof), zijn andere soorten ontstaan die zelf organische stoffen maakten uit koolstofdioxide en waterstofatomen (organismen die zelf organische stoffen maken zijn autotrofe organismen ).


Eerst haalden deze bacteriën hun waterstof uit H2S (= zwavelwaterstof) later uit H20, water. Met CO2 en H kan suiker gemaakt worden. Van de suiker kunnen zetmeel vetten aminozuren, eiwitten e.d. gemaakt worden.
Deze bacteriën met een eenvoudige fotosynthese leven nu nog in iedere sloot en worden blauwwieren genoemd.
Dankzij de fotosynthese (= maken van suiker van CO2 + water en lichtenergie), kwam er voldoende zuurstof in de lucht en konden heterotrofe organismen , die zuurstof gebruiken voor de afbraak van organische stoffen, zich verder uitbreiden.
Bacteriën en blauwwieren hebben geen kernmembraan, maar DNA los in de cel. Men noemt ze daarom prokaryoten (pro= vooraf; karyon=kern), dus voorlopers van organismen met kernen in de cellen. Deze laatsten noemt men de eukaryoten .
Er zijn allerlei aanwijzingen dat de organellen van de cellen ontstaan zijn uit zelfstandig levende bacteriën die als 'slaven' gehouden werden door andere soorten. Mitochondriën en bladgroenkorrels bevatten nog steeds een beetje DNA en dus enkele genen. Veel dieren, eencelligen en meercelligen bevatten nu nog blauwwieren in hun cellen die voor de aanmaak van organische stoffen zorgen.
Mitochondriën zouden dus ontstaan kunnen zijn uit heterotrofe aërobe bacteriën, bladgroenkorrels uit blauwwieren, trilharen uit spiraalvormige bacteriën.

Kijk op onze animatie over endosymbiose.



C. VAN WATER NAAR LAND
Het land was aanvankelijk door het ontbreken van zuurstof en de aanwezigheid van veel UV-straling van de zon onleefbaar.
Een deel van de gevormde zuurstof vormde de ozonlaag in de atmosfeer. Deze laag absorbeerde een belangrijk deel van de UV-straling, waardoor het leven op land mogelijk werd.

 

V. DE ONTWIKKELING VAN DE MENSACHTIGEN

Links:

Becoming human (zeer goed!)
The Evolution of Man
Journey of Mankind De verspreiding van de moderne mens over de aarde



De gedachte dat de mens van de nu levende mensapen zou afstammen is onjuist.
Wel hebben de mens en de mensapen een gemeenschappelijke voorouder, die ongeveer 30 miljoen jaar geleden leefde.
De oudste mensachtige fossielen komen uit Oost Afrika .
De Engelse onderzoekers Louis en Mary Leaky vonden de oudste schedel van een mensachtig wezen in de Olduvaikloof in Noord Tanzania.
Naderhand zijn er op nog meer plaatsen, in Ethiopië, Kenia en Zuid Afrika resten gevonden van een primitieve mens.
Van deze mens die men tegenwoordig de Latijnse naam Australopithecus heeft gegeven is door de Amerikaan Johanson in 1974 een vrijwel volledig skelet gevonden. Deze mensen leefden 3.5 miljoen jaar geleden.
Er zijn mogelijk meerdere soorten van het geslacht Australopithecus geweest. Alle soorten zijn ongeveer 1 miljoen jaar geleden uitgestorven.
De Australopithecus had een veel kleinere herseninhoud dan de moderne mens (400 cm3 i.p.v. 1400 cm3) en een veel meer vooruitstekende onderkaak.
Het is vrijwel zeker dat deze mens rechtop liep. Mary Leaky heeft voetafdrukken gevonden waaruit dat bleek en ook de vorm van het bekken wijst in die richting.
Toch zijn er tegenwoordig enkele onderzoekers die hieraan twijfelen.
Deze mensen maakten zeer eenvoudige stenen werktuigen. Niets meer dan een grote kiezelsteen waarvan twee stukken afgeslagen zijn om een scherpe punt te krijgen.
Rechtop lopen is waarschijnlijk een noodzakelijke stap in de ontwikkeling van de mens geweest, omdat een rechtoplopende aap zijn handen vrij heeft om gereedschap te gebruiken.
In vergelijking met andere dieren is de mens niet erg sterk of snel. Het leven in de savanne was vol risico's.
Het leven in groepen, het gebruik van gereedschap en de ontwikkeling van hersens (wie niet sterk is moet slim zijn) heeft geleid tot het grote succes van de soort mens.

In 2002 is er in Tsjaad een schedel van een mensachtige gevonden die ongeveer 6.5 miljoenjaar oud is. Deze nieuwe soort is Sahelanthropus tchadensis genoemd.

Iedere ontdekker heeft de neiging om aan zijn vondst een nieuwe naam te geven.

Zo zijn er de Orrorin tugenensis (6 miljoen jaar), de Ardipithecus ramides (5.5 tot 4.5 miljoen jaar ) en de Kenyanthropus platyops 3.3 miljoen jaar).
Mogelijk dat in de toekomst uit nader onderzoek zal blijken dat deze exemplaren allemaal tot dezelfde soort behoren.

De plaats van al deze 'soorten' in de stamboom van de mens is nog onbekend.

Kijk voor een mogelijke stamboom:

http://www.geocities.com/palaeoanthropology/timeline.html

Het is nog steeds niet duidelijk of de Australopithecus een voorloper is geweest van de moderne mens. Mogelijk is het een uitgestorven tak. Ongeveer 2 miljoen jaar geleden leefde er in hetzelfde gebied een andere mensensoort die veel moderner was. Uit deze soort ontwikkelde zich Homo erectus (de rechtopstaande mens). Homo erectus leek veel op de nu levende mensen (Homo sapiens).
Homo erectus leefde van 1.500.000 jaar tot 250.000 jaar geleden. Deze mensen trokken weg uit Afrika en vestigden zich in Europa en Azië.
De mensensoort die nu leeft noemt zichzelf Homo sapiens (= de denkende mens). Vooral de herseninhoud en het aantal hersenkronkels zijn sterk toegenomen.
De groei van de onderkaak is steeds meer achtergebleven. Pasgeboren apen hebben een schedel die sterk lijkt op de schedel van een volwassen moderne mens. Tijdens het volwassen worden, groeit de onderste helft van het gezicht van een aap sneller dan de hersenpan. Hoewel dit verschijnsel ook bij de mens te zien is (een baby heeft een hoog voorhoofd en een klein kinnetje), is het minder sterk dan bij onze voorouders. De schedel van een volwassene is steeds meer op de schedel van een kind gaan lijken, waardoor er meer ruimte kwam voor de hersens.
In de ijstijd leefde er een zeer krachtig gebouwd ras van de moderne mens, de Neanderthaler. Ten onrechte dacht men vroeger dat dit onze voorouder was.

VI. EEN AANTAL SLOTOPMERKINGEN




A. OVER RACISME

De verschillen tussen de mensenrassen die nu op aarde leven berusten slechts op een klein aantal genen. De genetische verschillen tussen de mensen binnen een ras zijn van eenzelfde orde van grootte als de verschillen tussen de rassen.
Het politieke gewicht dat in sommige landen aan deze zeer geringe verschillen wordt gehecht berust zeker niet op biologische kennis.
In de tijd van Darwin achtten blanken zich ver verheven boven de zogenaamde primitieve volkeren. Reden genoeg om hun dikwijls hoogstaande beschavingen volledig uit te roeien.
Het 'zuiver' houden van een ras, een doel dat door fascistische groeperingen nagestreefd werd en wordt, is ook biologisch gezien onzin. Een organisme van 'een zuiver ras' is voor zoveel mogelijk kenmerken homozygoot en dus uiterst zwak!
Ook Darwin bespreekt in zijn boeken het "probleem" of de primitieve rassen tot dezelfde soort behoorden als de Engelsen en hoewel wij sommigen van zijn opmerkingen ronduit racistisch zouden noemen concludeert hij:
"Het kan nauwelijks missen, of de grote gelijkheid in smaak, neigingen en gewoonten tusschen menschen van alle rassen moet een diepen indruk maken".


B. OVER DARWIN EN POLITIEK


De leer van Darwin is vaak gebruik voor politieke doeleinden. Men paste de struggle for life toe op de maatschappij. Dit sociaal darwinisme, waarin het recht van de sterkste gekoppeld was aan het vernietigen van de 'zwakken' vond zijn voorlopig dieptepunt in het Nationaal Socialisme. In de Sovjet Unie van Stalin geloofde men in de mogelijkheid om mensen en andere organismen aan te passen aan hun omgeving. Veranderingen ontstaan door inwerkingen van het milieu (modificaties) zouden erfelijk kunnen worden. De Russische genetici onder leiding van Lysenko hebben tot ongeveer 1965 hun wetenschap vanuit deze verkeerde gedachte bedreven. De achterstand van de Russische landbouw is voor een deel hierdoor veroorzaakt.


C. OVER DARWINISME EN GODSDIENST


Hoewel de meeste christelijke kerken geen enkel bezwaar meer maken tegen de evolutieleer, zijn er nog groeperingen die vasthouden aan de letterlijke uitleg van de bijbel. Deze christenen noemt men wel fundamentalisten.
Tegenover de evolutieleer stellen zij het creationisme , de leer van de schepping. Vooral in de V.S. zijn de fundamentalistische groeperingen zeer invloedrijk.
Vroeger negeerden de fundamentalisten de evolutieleer volledig. Tegenwoordig bestrijden ze het darwinisme via wetenschappelijke weg.
De studie van de evolutie onderscheidt zich van ander natuurwetenschappelijk onderzoek. Bewijzen door middel van experimenten zijn maar af en toe te geven. Het grootste deel van de kennis is gebaseerd op de interpretatie van waarnemingen. De gegevens zijn vaak onvolledig. Grote delen van de leer steunen op onbewezen hypothesen. Het aantal aanwijzingen van een evolutie van het leven op aarde is echter voor de meeste deskundigen zo groot en overtuigend, dat van twijfel aan een evolutie bij hen geen sprake is.
Het staat vanzelfsprekend een ieder vrij te geloven wat hij wil met respect voor de afwijkende mening van anderen.