Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

bewijs voor evolutie

No description
by

Bert de Rooij

on 19 November 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of bewijs voor evolutie

Evolutie
Slechts een theorie?
Kweken en fokken
Natuurlijke selectie
Tijd
Mutaties
Missing links?
Missing persons??
Embryologie
Geografie
Homoloog
Cladogram
Fixed genes
Geschiedenis
Wapenwedloop
Geheugen
Kleuren zien
Theorie
Een theorie is een geheel van
denkbeelden,

hypothesen
en
verklaringen
die in onderlinge samenhang worden beschreven.
In de wetenschap is een theorie een
toetsbaar model
ter verklaring van waarnemingen van de werkelijkheid.
Een goede theorie doet toetsbare
voorspellingen.
Deze voorspellingen worden getoetst aan
waarnemingen.
Als de voorspellingen overeenstemmen met de waarnemingen wint de theorie aan geloofwaardigheid
1. Slechts een theorie?
De evolutietheorie is de
natuurwetenschappelijke verklaring
voor de evolutie van het leven op Aarde. Het beschrijft het proces waarbij erfelijke eigenschappen binnen een populatie van organismen veranderen in de loop van de generaties als gevolg van genetische variatie, voortplanting en natuurlijke selectie.
De evolutietheorie heeft dezelfde
bewijskracht
als de zwaartekrachttheorie of de theorie dat de aarde rond is
1. Slechts een theorie?
Kunstmatige selectie
bepaalde hoe de huidige genen-pool van koeien, katten en koolsoorten er uitziet
Door
domesticatie
fokten we dieren die meer melk, betere wol en malser vlees produceren
We kweekten bomen met grotere appels en sappiger peren
Deze veranderingen begonnen ooit met een simpele
mutatie
2. Fokken
Kunstmatige selectie - koolsoorten
Kunstmatige selectie - honden
Insectenbestuiving
levert de plant een enorm energetisch voordeel ivm windbestuiving (omdat…?)
Planten gingen
nectar, geuren en kleuren
produceren waar insecten het meest door werden aangetrokken, dus:
Insecten waren de eerste dieren die andere organismen veranderden!
3. Natuurlijke selectie
Bloemen ‘imiteren’ een insect. Of: insecten worden aangetrokken
door bloemen die er uitzien als soortgenoten van het andere
geslacht…..
Bijenorchis
Het voortplantingsgedrag van vrouwelijke pauwen werkt verfraaiing van de (mannelijke) pauwenstaart in de hand!
Seksuele selectie
Kleine prooidieren ‘selecteren’ de meest ‘aantrekkelijke’ hengelvissen door zich ‘over te geven’ aan het mooist glimmende aas
Natuurlijke selectie
Kunstmatige selectie is het
experimentele bewijs
dat selectie evolutionaire veranderingen kan bewerkstelligen
Kwekers en fokkers zijn daar erg goed in:
domesticatie
leverde de mooiste resultaten: racepaarden, chihuahua’s, suikerbieten, tulpen, …….
Experimenteel bewijs
Door selectie kreeg B. zwart-witte vossen met hangende oren en een gekrulde staart!
Belyaev’s experiment met zilvervossen
Hoe kunnen we weten hoe oud rotsen en fossielen zijn?
We hebben diverse soorten klokken!
4. Veel tijd
Jaarringen
Klok 1
Radioactieve klokken overlappen elkaar
Klok 2
Koolstof-14
Lenski kweekte 12 klonen E. coli op onder verschillende omstandigheden, jaren lang!
Lang genoeg om uit te zoeken binnen hoeveel generaties genetische veranderingen
significante verschillen tussen soortgenoten laten zien.
5. Richard Lenski: 45000 generaties bacterien
in een laboratorium – natuurlijke selectie en tijd….
Bacteriële celgrootte in de
12 stammen (op een glucose dieet)
Mutant: In één van de stammen nam de groeisnelheid enorm toe toen de stam plotseling – als gevolg van een mutatie – in staat bleek (ook) citraat te kunnen gebruiken als bron van energie (naast de –beperkende factor- glucose)
Individuen van een soort die het beste
gereedschap
bezitten, planten zich met meer succes voort dan diegenen die slechter zijn toegerust
Zij geven hun
genen
voor dat betere gereedschap door
De
genen-pool
wordt zo gevuld met genen die coderen voor het beste gereedschap
Natuurlijke selectie
Deze dieren hebben een mutatie in het myostatine-gen waardoor spiercellen zich vermenigvuldigen ipv dat ze groter worden. De dieren vertonen een overdreven (eetbare!) musculatuur.
Double muscling bij vleesstieren
Het
fossielenbestand
zoals we dat nu kennen is (natuurlijk) niet volledig
Feit is: alle fossielen worden op de juiste plaats (geologisch en chronologisch) gevonden
Het grootste
fossielen-gat
treffen we aan vlak voor de soortenexplosie in het Cambrium. Het lijkt alsof de meeste stammen van dieren ineens verschijnen….
6. Missing links? Overgangsvormen…
De eerste diersoorten hadden weinig of geen
harde
delen – daar vind je vrijwel geen fossielen van terug
Waarschijnlijk waren ze
klein…
Alleen mineraalhoudende skeletten leveren goede fossielen op
Evolutie is een
gradueel proces
, de verandering van soorten voltrekt zich
langzaam
Verschillende delen van dieren kunnen in een
verschillend tempo
evolueren
Fossielen – enkele opmerkingen
Vogels zijn verwant aan krokodillen en dinosauriers
Je zou ze ‘geveerde dino’s’ kunnen noemen
Evolutionair gezien behoren vogels tot de reptielen
Archeopteryx is ook zo’n geveerde dino – niet een heel bijzondere missing link…
‘Missing link’ 1: Archaeopteryx?
Op land
In water
‘Missing link’ 2:
Tiktaalik: de verovering van het land
Walvissen: vanaf het land opnieuw de zee in!
Ook voor onze soort geldt: het fossielenbestand is
niet compleet
Ieder kind heeft twee ouders die van dezelfde soort zijn; hoe kunnen twee soortgenoten ooit een nieuwe soort voortbrengen??
Dus: het komen en gaan van soorten is een
gradueel proces
Alleen omdat er fossielen
ontbreken
kunnen we verschillende soorten van elkaar onderscheiden
7. Missing persons?
(A) Pan troglodytes, chimpansee, modern
(B, C) Australopithecus africanus, 2.6 Mj
(D, E) Homo habilis, 1.9 Mj
(F) Homo rudolfensis, 1.8 Mj
(G) Homo erectus, Dmanisi 1.75 Mj
(H) Homo ergaster, 1.75 Mj
(I) Homo heidelbergensis, 300,000 - 125,000 j
(J, K, L) Homo sapiens neanderthalensis, 70,000 j
(M) Homo sapiens,Cro-Magnon 30,000 j
(N) Homo sapiens sapiens, modern
Evolutie van de mens
Evolutie van de mens
op basis van de huidig bekende fossielen
De perfecte tussenvorm tussen Homo en Australopithecus zou H. worden genoemd door de ene helft van de paleontologen en A. door de andere helft….
Je kunt het vergelijken met het zoeken naar de exacte grens tussen jeugd en volwassenheid
Missing link?
Onze evolutie laat zien dat jeugdige eigenschappen behouden zijn gebleven in het volwassen dier
(of: onze soort is geslachtsrijp als we nog in onze jeugd zitten….)
Missing link?
Als een
blauwdruk
een één op één beschrijving is van tekening naar eindproduct, dan is DNA niet de blauwdruk van het leven: je kunt het DNA van een dier niet reconstrueren aan de hand van de lichaamsbouw
In een embryo bewegen cellen zich langs
chemische gradiënten
Cellen gedragen zich volgens
eenvoudige lokale regels
Cellen gedragen zich niet volgens een groots vooropgesteld plan
8. Over embryologie
Computers kunnen in een rekenprogramma met behulp van een beperkt aantal
eenvoudige regels allerlei vormen produceren; sommige vormen lijken verrassend
veel op vormen die we in de levende natuur aantreffen….we noemen ze
biomorfe vormen
Biomorfe vormen
Biomorfe vormen
Biomorfe vormen
Een groot deel van de evolutionaire veranderingen is het gevolg van
tempoverschillen
waarin verschillende delen van organismen groeien
Dit gebeurt allemaal in een vroeg embryonaal stadium
NB Elk individu van elke soort verandert tijdens z’n embryonale ontwikkeling veel meer dan dat het typische volwassen dier van die soort van generatie op generatie verandert
Evolutionaire veranderingen
Bij de groei en ontwikkeling zijn heel veel verschillende
eiwitten
betrokken
Ze bestaan uit slechts 20 verschillende bouwstenen
(aminozuren)
DNA
bepaalt de volgorde van de aminozuren
Simpele chemische en fysische regels bepalen de
vorm en het gedrag
van eiwitten
Embryologie en eiwitten
Embryologie: Victoriaans model…….
Gastrulatie:
door een substantiële reorganisatie van het dier wordt een embryo met twee lagen is gevormd: er is sprake van een buitenzijde met ingewanden….
Neurulatie:
het CZ wordt gevormd
Principe: cellen krijgen andere vormen en gaan daardoor bewegen
Embryologie
Gastrulatie
Neurulatie
E
e
n

m
o
d
e
l
George Oster programmeerde een enkele cel, kloonde deze cel vele malen en bekeek hoe die cellen zich in een computerprogramma gedroegen. (blauw= elastisch filament, rood = filament dat sterk samentrekt als het bovenmatig wordt uitgerekt)
Tijdens de normale embryonale ontwikkeling
innerveren
zenuwcellen vanuit het ruggenmerg het ‘juiste’ deel van de huid. Roger Sperry transplanteerde huid van de rug van een kikker naar de buik van het dier en kietelde het dier toen op die plek…..en hoe reageerde de kikker…????
En dit allemaal volgens simpele lokale regels…..
Embryologie
Enzymen
kunnen optimaal functioneren als ze de juiste vorm hebben


Genen
bepalen de vorm van enzymen
Natuurlijke selectie
bepaalt in hoge mate de genenvariatie
Evolutie verandert dus de vorm van enzymen
Evolutie verandert zo de chemische processen in een cel
Embryologie: cellen
The non-random survival of information that encodes embryological recipes for that survival
Natuurlijke selectie
Eiwitten
Nieuwe soorten ontstaan op
‘eilanden’
Verschillende populaties van een soort kunnen op enig moment
geïsoleerd
raken van elkaar
Geisoleerde populaties krijgen te maken met
unieke mutaties
Isolatie bevordert zo de vorming van
nieuwe soorten
9. Geografie
4 Galapagos ‘Darwin ‘ vinken
Op eilanden binnen een archipel komen soorten voor die verwant zijn aan elkaar maar die als groep verschillen van hun verwanten op het vaste land
Archipel
Soortvorming: isolatie op een eiland
Snelle soortvorming na isolatie
in een groot Afrikaans meer
Soortvorming: Lemuren
op het eiland Madagaskar
Continental drift: vorming van
geologische barrières (bergen, zeeën)
Magnetische pool: Regelmatige ompoling is terug te vinden in de polariteit van elementen in het gesteente van de midoceanische ruggen. Het toont aan dat ‘seafloor spreading’ bestaat
10. Homologe structuren
Skelet vleermuis: vingers
Skelet Pterodactylus: vinger
Skelet Vliegende hagedis: ribben
Paard: tenen (polydactylie)
Giraffe, okapi - verwantschap
Pissebed en duizendpoot
Convergente evolutie 1
Convergente evolutie 2
Buideldieren en placentale zoogdieren
Bouwplan en variatie
Evolutie geleedpotigen
Evolutie geleedpotigen
6
5
4
3
2
1
Fluweelworm
Geleedpotige (2)
Hallucigenia
Anomalocaris
Wiwaxia
Amiskwia
Burgess Shale – Cambrium
Een cladogram is een diagram waarin de
evolutionaire relaties
tussen soorten worden gepresenteerd
Dit op basis van
morfologie en DNA
The researcher must decide which character states were present before the last common ancestor of the species group and which were present in the last common ancestor
Cladogram
Hillis plot: een moderne stamboom
Hillis plot: Homo sapiens
Fixed genes
karakteriseren
een soort
Als gevolg van mutaties komen deze genen dus
niet vaak
voor in de genenpool
Als we de fixed genes van twee soorten vergelijken, kunnen we een uitspraak doen over de
evolutionaire afstand
tussen deze twee soorten
Fixed genes
Traditionele classificatie
op basis van morfologie en gedrag
Cladogram vogels en reptielen
op basis van de fixed genes
Cladogram: Classificatie gewervelden
en fixed genes
Genetische afstanden
Cladistische classificatie
Halteren
Grottenvis
Netvlies
Strootenhoofdzenuw
Zaadleiders
Zwemblaas
Buideldieren
Kaakholte
11. Meegedragen geschiedenis…
een aantal voorbeelden
I. Halteren (vliegkolfjes) in tweevleugeligen
(in aanleg zijn halteren òòk vleugels)
II. Het oog van de grotbewoner
…gedegenereerd!
III. Oog zoogdier: imperfectie -
de retina zit binnenstebuiten
Vertebrates and octopuses developed the camera eye independently. In the vertebrate version the nerve fibers pass in front of the retina, and there is a blind spot where the nerves pass through the retina. In the vertebrate example, 4 represents the blind spot, which is notably absent from the octopus eye. In vertebrates, 1 represents the retina and 2 is the nerve fibers, including the optic nerve (3), whereas in the octopus eye, 1 and 2 represent the nerve fibers and retina respectively
Ontwikkeling oog
bij inktvissen en zoogdieren
Embryologie oog
bij inktvissen en mensen
Deze zenuw volgt ‘de vissenroute’
langs kieuwbogen terwijl de eigenaar
inmiddels is geëvolueerd
tot een landdier zonder kieuwen
IV. Nervus laryngeus recurrens
Nervus laryngeus recurrens
Nervus laryngeus recurrens
lopen helemaal om de blaas heen….
omdat de zaadballen ooit in de buikholte lagen
en later afdaalden in het scrotum
Zaadleiders
V. Zaadleiders
Van een darmuitstulping naar een paar longen naar een zwemblaas ……
VI. Verbouwen en hergebruiken
THE VOCAL ORGAN of the midshipman fish is a pair of sound-producing, sonic muscles attached to the walls of their swim bladder.
Contraction of these muscles makes the swim bladder act somewhat like a drum, which leads to sound production in the midshipma''s aquatic environment
…naar een drumstel….
Verbouwen en hergebruiken
….naar een zaklantaarn!
Bioluminescentie: bacteriën in de poryvis produceren licht
dat door de wand van de zwemblaas wordt gereflecteerd
Verbouwen en hergebruiken
De buidel van de koala opent aan de onderkant….(!)
VII. Buideldieren
….omdat ze afstammen van op wombats lijkende dieren die geweldig konden graven en DUS (net als de huidige wombat een naar achteren
gerichte buidel hadden!
Buideldieren
De holtes van de bovenkaak lopen leeg via een opening bovenin…?????
VIII. Kaakholte bij mensen
Waarom is het binnenin gewervelden zo’n zootje??
Omdat we het resultaat zijn van vele veranderingen en aanpassingen over een lange periode heen……we zijn gebouwd volgens een (op veel punten) aangepast vissenbouwplan!
Historische overblijfselen
Roofdier en prooi zijn verwikkeld in een evolutionaire wapenwedloop
Beide zijden bezitten inmiddels genen om de ander voor te kunnen blijven….
Voor een individueel prooidier is het belangrijker niet het langzaamste prooidier te zijn, dan sneller dan het roofdier te willen zijn
12. Wapenwedlopen
De uitkomst van de wapenwedloop hangt af van de
energiekosten, de beschikbaarheid van duur materieel en de risico’s
die dieren lopen
Met langere poten kunnen je sneller lopen
Langere poten zijn niet altijd de stevigste poten
DUS ligt de optimale pootlengte niet vast!
Wapenwedlopen
In ons DNA
In onze antistoffen
In onze hersenen
In onze cultuur
De informatie over ons verleden
ligt vast in vier geheugens:
Geschat aantal genen per soort
Hox genen
Mammals were creatures of the night – the day belonged to the dinosaurs
We probably had monochromatic night vision
Today’s mammals have poor (often dichromatic) colour vision
The genes that make our green and red opsins are very similar and on the X-chromosome
The gene that makes the blue opsin is a bit different and on chromosome 7
Ancestor’s Tale – colour vision 1
Ancestor’s Tale – colour vision 1
Ancestor’s Tale – colour vision 2
Ancestor’s Tale – colour vision 3
Our green and red cones have been derived from a recent gene duplication event
In New World Monkeys each X-chromosome has one gene for colour vision with two possible alleles: red and green
A New World Monkey male is therefore dichromatic and colourblind for red or green
Ancestor’s Tale – colour vision 4
Special circumstances can maintain both genotypes in a population
‘Green’ monkeys see and eat green fruit, ‘red’ monkeys see and eat red fruit
With both fruit types available,
both genotypes survive
Heterozygotes are lucky if a duplication/translocation made it possible to be a red fruit AND a green fruit eater
Ancestor’s Tale – colour vision 5
All Old World monkeys and some New World monkeys are trichromatics
Old World monkeys developed trichromatism differently from what some New World Monkeys did
The theory favours independend evolution of the two groups of monkeys
* New World monkeys
** Old World monkeys
**
*
Kieuwen
Vinnen
zaadleiders
Full transcript