H OOFDSTUK 1 O NTSTAAN VAN LEVEN OP AARDE
Hoe, waar en wanneer is keven ontstaan?
Aan de basis van alle levensvormen staat 1 voorouder deze vertakt in nieuwe soorten door evolutie.
Deze eerste voorouder aan de basis noemen we LUCA. Hoe is deze ontstaan?
Door chemische en fysische processen werden er eenvoudige (proto)cellen gevorm door:
1) Abiotische synthese van organische moleculen
2) Deze moleculen aggregeren, macromoleculen worden gevormd
3) Macromoleculen groeperen in druppels omgeven door primitief membraan (eerste vorm
waarbij organisme ontstaat met binnenwendig onafhankelijk van buitenwendig milieu:
homeostase
4) Zelfreplicatie: overerving van eigenschappen (vanaf deze doorgave kan men van leven
spreken)
Leven is ontstaan door toenemende complexiteit
Ontstaan aarde:
1) De oerknal zorgde condensatie in een gigantische wolk van stof en fragmenten.
2) Bombardementen van fragmenten die op jonge planeten neerkomen → hitteproducte → water
verandert in dampvorm → geen leven mogelijk
3) Afkoeling → condensatie van waterdamp → vorming oceanen
4) Vroege atmosfeer: dense waterdamp en componenten uit vulkaanuitbarstingen.
Hypothese over ontstaan van leven
De vroege aardatmosfeer was een reducerende omgeving dwz veel methaan, h2, ammonium,.. UV-
straling diende als energie voor de synthese van organische moleculen uit minerale moleculen.
In dit experiment werd water gekookt zodat er damp ontstond men
bootste bliksem na waardoor er veel organische moleculen ontstonden. Een condensator zorgde dan
voor het afkoelen waarbij terug water werd gevormd (de oceanen)
-Vooral aminozuren en organische moleculen werden gevormd → primordiale soep
- geen nucleotiden, mogelijk ontstaan door polymerisatie van cyanide tot bouwsteen adenine
Maar de aardatmosfeer was niet reducerend genoeg vooral co 2 en n2 aanwezig.
➢ Reducerende “pockets” aanwezig
➢ Sterk reducerend rond onderwatervulkanen en diepzee ‘vents’
,De diepzee vent:
➢ Hydrothermale bron
➢ Werking:
1. Scheurtjes bodem
2. Koud water dringt binnen
3. Verdampt door hitte
4. Druk stijgt
5. Water wordt geperst naar boven door druk
6. Gevolg: black smoker
-meteorietinslagen tonen aan dat abiotische organosynthese mogelijk is. (aangetoond door
chemische analyse)
→ deze gaan naar macromoleculen gevormd worden → polymerisatie mogelijk!
→ neg. Ladingen binden met positieve zonder tussenkomst enzymen
→ ze rangschikken mooi → gevormde macromolecule (bv. Klei)
Maar Organische moleculen is niet gelijk aan leven!
Om van leven te spreken is er replicatie/voortplanting nodig → metabolisme
→ er zijn nog geen nucleotiden (zie vorige experimenten) deze zijn nodig voor replicatie!
Wat is er wel?: protobionten / protocellen / vesikels
➢ Gevormde moleculen omgeven door membraan (fosfolipide)
➢ Interne omgeving ≠ externe
➢ Primitieve homeostase
➢ Spontaan gevormd door aggregatie → liposomen
➢ Eenvoudige reproductie (door bv. Fysische verstoring in water)
➢ Eenvoudig metabolisme
,De eerst zelfreplicerende informatiedrager was RNA:
➢ Dient als katalysator voor reacties → ribozymes
➢ Ribozymes maken korte stukken RNA
➢ Onderhevig aan natuurselectie
→ Volgende stap: Protobiont die zelfreplicerend RNA bevat.
Bij deling: Doorgeven van RNA-kopijen aan
dochterprotobionten → doorgeven eigenschappen → natuurlijke
selectie
LUCA ( last universal common ancestor )
1 van deze cellen werd uiteindelijk LUCA
Eigenschappen LUCA:
➢ Anaeroob metabolisme ( had geen zuurstof nodig)
➢ Chemoautotroof → aanmaken van anorganisch naar organisch materiaal ( licht als energie nodig)
➢ Leefde bij diepzeevulkanen en was hitteresistent
Oudste fossielen van levende wezens op aarde
- Stromatolieten ( 3,5 miljard jaar oud, eerste bacteriën 3,9 jaar oud)
- dit zijn gelaagde gesteenten ontstaan door de bacteriële biofilms die sedimentpartikels
binden
-
, HOOFDSTUK 2 EVOLUTIE
Begrippen:
-kenmerk: oogkleur, lichaamslengte,… (niet altijd zichtbaar)
-kenmerktoestand: bruine, blauwe, groene… ogen (kenmerk toegepast)
-Fenotype: verzameling van alle kenmerktoestanden ( hoe je eruitziet )
-genotype: kenmerktoestand bepaald door genetische achtergrond (genen)
-allel: verschillende vormen van de genen
-crossing over: uitwisseling stukken chromosoom van chromosomenparen
➢ Nieuwe chromosomen zijn genetisch uniek!
➢ Stuk vader, stuk moeder
➢ Mutaties zorgen voor allelische/genetische variatie
➢
Hoe ontstaat genetische variatie?
Onafhankelijke sortering van chromosomen: 2^23 combinaties van chromosomen mogelijk in een
gameet. Wanneer bevruchting optreed zijn er dus 2^23 x 2^23 combinaties mogelijk, dit noemt men
Random mating.
Door de willekeurige sortering krijgen de dochtercellen verschillende combinaties.
Waarom is de populatiegenetische variatie zo belangerijk?
Hoe, waar en wanneer is keven ontstaan?
Aan de basis van alle levensvormen staat 1 voorouder deze vertakt in nieuwe soorten door evolutie.
Deze eerste voorouder aan de basis noemen we LUCA. Hoe is deze ontstaan?
Door chemische en fysische processen werden er eenvoudige (proto)cellen gevorm door:
1) Abiotische synthese van organische moleculen
2) Deze moleculen aggregeren, macromoleculen worden gevormd
3) Macromoleculen groeperen in druppels omgeven door primitief membraan (eerste vorm
waarbij organisme ontstaat met binnenwendig onafhankelijk van buitenwendig milieu:
homeostase
4) Zelfreplicatie: overerving van eigenschappen (vanaf deze doorgave kan men van leven
spreken)
Leven is ontstaan door toenemende complexiteit
Ontstaan aarde:
1) De oerknal zorgde condensatie in een gigantische wolk van stof en fragmenten.
2) Bombardementen van fragmenten die op jonge planeten neerkomen → hitteproducte → water
verandert in dampvorm → geen leven mogelijk
3) Afkoeling → condensatie van waterdamp → vorming oceanen
4) Vroege atmosfeer: dense waterdamp en componenten uit vulkaanuitbarstingen.
Hypothese over ontstaan van leven
De vroege aardatmosfeer was een reducerende omgeving dwz veel methaan, h2, ammonium,.. UV-
straling diende als energie voor de synthese van organische moleculen uit minerale moleculen.
In dit experiment werd water gekookt zodat er damp ontstond men
bootste bliksem na waardoor er veel organische moleculen ontstonden. Een condensator zorgde dan
voor het afkoelen waarbij terug water werd gevormd (de oceanen)
-Vooral aminozuren en organische moleculen werden gevormd → primordiale soep
- geen nucleotiden, mogelijk ontstaan door polymerisatie van cyanide tot bouwsteen adenine
Maar de aardatmosfeer was niet reducerend genoeg vooral co 2 en n2 aanwezig.
➢ Reducerende “pockets” aanwezig
➢ Sterk reducerend rond onderwatervulkanen en diepzee ‘vents’
,De diepzee vent:
➢ Hydrothermale bron
➢ Werking:
1. Scheurtjes bodem
2. Koud water dringt binnen
3. Verdampt door hitte
4. Druk stijgt
5. Water wordt geperst naar boven door druk
6. Gevolg: black smoker
-meteorietinslagen tonen aan dat abiotische organosynthese mogelijk is. (aangetoond door
chemische analyse)
→ deze gaan naar macromoleculen gevormd worden → polymerisatie mogelijk!
→ neg. Ladingen binden met positieve zonder tussenkomst enzymen
→ ze rangschikken mooi → gevormde macromolecule (bv. Klei)
Maar Organische moleculen is niet gelijk aan leven!
Om van leven te spreken is er replicatie/voortplanting nodig → metabolisme
→ er zijn nog geen nucleotiden (zie vorige experimenten) deze zijn nodig voor replicatie!
Wat is er wel?: protobionten / protocellen / vesikels
➢ Gevormde moleculen omgeven door membraan (fosfolipide)
➢ Interne omgeving ≠ externe
➢ Primitieve homeostase
➢ Spontaan gevormd door aggregatie → liposomen
➢ Eenvoudige reproductie (door bv. Fysische verstoring in water)
➢ Eenvoudig metabolisme
,De eerst zelfreplicerende informatiedrager was RNA:
➢ Dient als katalysator voor reacties → ribozymes
➢ Ribozymes maken korte stukken RNA
➢ Onderhevig aan natuurselectie
→ Volgende stap: Protobiont die zelfreplicerend RNA bevat.
Bij deling: Doorgeven van RNA-kopijen aan
dochterprotobionten → doorgeven eigenschappen → natuurlijke
selectie
LUCA ( last universal common ancestor )
1 van deze cellen werd uiteindelijk LUCA
Eigenschappen LUCA:
➢ Anaeroob metabolisme ( had geen zuurstof nodig)
➢ Chemoautotroof → aanmaken van anorganisch naar organisch materiaal ( licht als energie nodig)
➢ Leefde bij diepzeevulkanen en was hitteresistent
Oudste fossielen van levende wezens op aarde
- Stromatolieten ( 3,5 miljard jaar oud, eerste bacteriën 3,9 jaar oud)
- dit zijn gelaagde gesteenten ontstaan door de bacteriële biofilms die sedimentpartikels
binden
-
, HOOFDSTUK 2 EVOLUTIE
Begrippen:
-kenmerk: oogkleur, lichaamslengte,… (niet altijd zichtbaar)
-kenmerktoestand: bruine, blauwe, groene… ogen (kenmerk toegepast)
-Fenotype: verzameling van alle kenmerktoestanden ( hoe je eruitziet )
-genotype: kenmerktoestand bepaald door genetische achtergrond (genen)
-allel: verschillende vormen van de genen
-crossing over: uitwisseling stukken chromosoom van chromosomenparen
➢ Nieuwe chromosomen zijn genetisch uniek!
➢ Stuk vader, stuk moeder
➢ Mutaties zorgen voor allelische/genetische variatie
➢
Hoe ontstaat genetische variatie?
Onafhankelijke sortering van chromosomen: 2^23 combinaties van chromosomen mogelijk in een
gameet. Wanneer bevruchting optreed zijn er dus 2^23 x 2^23 combinaties mogelijk, dit noemt men
Random mating.
Door de willekeurige sortering krijgen de dochtercellen verschillende combinaties.
Waarom is de populatiegenetische variatie zo belangerijk?
