Biologische determinanten
Probleem 1
Leerdoelen
1. Wat houdt de evolutietheorie in van Charles Darwin?
o Wat is survival of the fittest?
o Welke misvattingen zijn er over de evolutietheorie?
o Wat zijn homologieën en adaptaties?
o Wat is natuurlijke selectie?
o Wat is seksuele selectie?
o Welke bewijzen zijn er voor de evolutietheorie?
2. Hoe werkt de overerving van genen volgens Gregor Mendel?
o Zijn genen veranderlijk?
Structuuropzet
Wat houdt de evolutietheorie van Charles Darwin in?
- Theorieën waar geen bewijs voor is gevonden
o Seeding theory
o Creationisme
- Theorieën die vooraf gingen aan Charles Darwin
o Theorie van Cuvier
o Theorie van Lamarck
- Betekenis van de evolutietheorie
- Natuurlijke selectie
o Survival of the fittest
- Homologieën en analogieën
- Seksuele selectie
o Intraseksuele selectie
o Interseksuele selectie
- Bewijzen
o 4 bewijzen
- Misvattingen
o 12 misvattingen
Hoe werkt de overervering van genen volgens Gregor Mendel?
- Genen kunnen veranderen door mutaties
Samenvatting
Theorieën waar geen bewijs voor is gevonden:
- Seeding Theory: in een versie van deze theorie kwamen de zaden van het leven op aarde aan
via een meteoriet. In een tweede versie van deze theorie kwamen buitenaardse wezens
vanuit andere planeten naar de aarde en planten hier seeds of live. Vanaf daar nam
natuurlijke selectie de evolutie over.
- Creationisme: Een oppergod heeft alle planten en soorten ontworpen. Dit is een religieuze
theorie.
Theorie die voorafgingen aan de evolutietheorie van Darwin:
, - Theorie van Cuvier: Catastrophisme. Deze theorie houdt in dat nieuwe soorten ontstonden
door rampen. Bijv. door de inslag van een meteoriet. De ramp zorgt voor extinctie waardoor
een nieuwe soort ontstaat.
- Theorie van Lamarck: Lamarckische evolutie: de bioloog Jean Lamarck stelde in zijn theorie
dat evolutie plaatsvond door de overerving van verkregen of aangeleerde karakteristieken.
Voorbeeld: als een persoon zijn/haar armen veel traint/gebruikt, zullen zijn/haar kinderen
geboren worden met sterkere armspieren. Hier is echter geen bewijs voor. Er is bijvoorbeeld
geen bewijs dat de blinde darm bij mensen zal krimpen of verdwijnen ondanks dat wij deze
structuur niet nodig hebben, dit gebeurt alleen als mensen met een gen voor een kleinere
blinde darm zich vaker voortplanten dan mensen zonder dit gen!
Evolutietheorie van Darwin (Kalat)
Evolutie is een verandering over verschillende generaties in de frequenties van verschillende genen
in een populatie. Kortom: door de tijd heen komen bepaalde genen frequenter voor, terwijl andere
genen minder vaak voor zullen komen.
Natuurlijke selectie (Pinel)
Evolutie vond volgens Darwin plaats via natuurlijke selectie: hij wees erop dat de individuen binnen
een soort sterk verschillen in structuur, fysiologie en gedrag en dat de erfelijke eigenschappen die
geassocieerd worden met een grotere kans op overleven en reproductie de eigenschappen zijn die
de meeste kans hebben te worden doorgegeven aan toekomstige generaties. Natuurlijke selectie
zou, wanneer dit herhaald wordt over verschillende generaties, leiden tot de evolutie van soorten die
beter kunnen overleven en voortplanten in hun omgeving.
3 kenmerken van natuurlijke selectie:
1. Variatie, dus veel soorten die kunnen evolueren
2. Erfelijkheid/overerving, doorgegeven in genen. Dus een gebroken vleugel wordt niet
doorgegeven.
3. Selectie, dankzij sterke kwaliteiten nog beter in staat tot produceren van nakomelingen.
→Differentieel voortplantingssucces = het bezitten van erfelijke varianten die individuele
kansen van overleven en voortplanten vergroten of verkleinen. Hoe meer nakomelingen,
hoe sneller dit wordt doorgegeven.
- Survival of the fittest (Pinel)
Fit betekent hier dat de genen die het beste zijn aangepast aan de omgeving de grootste
kans hebben om te overleven en dus om te worden voortgeplant.
o Inclusive fitness – het gaat om genen doorgeven. Het gaat niet alleen maar over
jezelf en je nageslacht zo veel mogelijk doorgeven, maar ook om de vertakkingen als
nichtjes
o Classical fitness – dan gaat het alleen om je eigen fitness. Dus het doorgeven van je
genen 1 op 1 via voortplanting.
Homologieën en analogieën (Pinel)
Structuren die gelijkenissen vertonen omdat ze een overeenkomstige evolutionaire oorsprong
hebben heten homologieën. Structuren die overeenkomsten vertonen maar een andere
evolutionaire oorsprong hebben zijn analoog. De overeenkomsten tussen analoge structuren zijn het
resultaat van convergente evolutie: de evolutie binnen ongerelateerde soorten als antwoord op
dezelfde eisen van de omgeving.
Seksuele selectie (Buss, scientific movements)
Dit is darwins tweede evolutionaire theorie
De aanpassingen die voortkomen uit succesvolle paring. Er zijn twee manieren waarop deze seksuele
selectie plaatsvindt:
, - Intraseksuele competitie: competitie die plaatsvindt tussen de leden van dezelfde sekse.
De ene sekse plant zich voort met de andere sekse. De verliezer kan zich normaal gesproken
niet meer voortplanten, omdat hij geen partner heeft. De kwaliteiten die ervoor zorgen dat
het ene dier wel kan paren, bv. een mannetje dat groter en sterker is, worden doorgegeven
aan het nageslacht. Dit komt overeen met sociale dominantie in Pinel.
- Interseksuele selectie: als het mannetje kwaliteiten beschikt die vrouwtjes graag zien in het
mannelijke geslacht, zullen deze mannetjes eerder uitgekozen worden om mee te paren.
Mannetjes die deze kwaliteiten niet bezitten, zullen zich dus niet voortplanten. Bv. mannen
zijn vaak groter dan vrouwen en vrouwen kiezen ook vaak een man uit die groter is dan
zichzelf.
Drie manieren van evolutie
Evolutionaire veranderingen kunnen ook veroorzaakt worden door genetische drift = plotselinge
verandering in de genetische samenstelling van diersoorten. Veroorzaakt door:
o Mutatie = willekeurige verandering in DNA (kopieerfout)
o Founder effect = nieuwe subgroep met leden die niet helemaal genetisch hetzelfde zijn als
de oorspronkelijke groep.
o Genetic bottlenecks: De populatie verkleint door bijvoorbeeld een natuurramp. De
overlevenden beschikken niet altijd over een representatief genenpakket.
Producten van het evolutionair proces
Er zijn drie producten van evolutieprocessen:
1. Adaptatie: Geërfde en betrouwbaar ontwikkelde karakteristieken die ontstaan zijn door
natuurlijke selectie, omdat ze problemen om te overleven of voort te planten beter voorkwamen dan
alternatieve karakteristieken.
- 3 criteria waar adaptatie aan moet voldoen:
- 1. Betrouwbaarheid -> zekerheid dat het evolueert in de gehele normale populatie van een
diersoort. Van generatie op generatie dus
- 2. Efficiëntie -> of het kenmerk een probleem oplost
- 3. Economie -> Of het een oplossing is zonder te veel te vragen van een mens of dier
2. Bijproducten: Karakteristieken die geen adaptieve problemen oplossen en ook niet functioneel
zijn. Ze worden meegedragen door kenmerken die wel een functie hebben, bv de navel i.v.m. de
navelstreng.
3. Ruis: Willekeurige effecten die geproduceerd zijn door krachten als mutatie, plotselinge
veranderingen in de omgeving of veranderende effecten tijdens de ontwikkeling, bv een bijzondere
vorm van een navel. Het is een variatie die altijd zal blijven bestaan, maar heeft geen invloed op het
overleven, bv. oogkleur.
Welke bewijzen zijn er voor de evolutietheorie? (uit Pinel)
- Darwin heeft fossielen bestudeerd en zag veranderingen in verschillende geologische lagen.
- Darwin heeft structurele overeenkomsten beschreven tussen verschillende soorten
o Bijv: een mensenhand komt overeen met vleugel of kattenpoot
o Homologie: vergelijkbare structuren dus eventueel een gemeenschappelijke
evolutionaire origine
o Analogie: vergelijkbare structuren maar geen gemeenschappelijke evolutionaire
origine
- Darwin wees erop dat selectief fokken van dieren en planten werkt, er kan gefokt worden op
eigenschappen
- Empirisch bewijs/observatie: op de Galapagos eilanden heeft hij 18 maanden vinken
onderzocht en hij zag dat de snavel groter is geworden doordat er meer droogte was en de
, zaden moeilijker te vinden waren. Dat wil zeggen dat ze zich hebben aangepast aan hun
omgeving. Dit is het meest overtuigende bewijs.
Misverstanden over de theorie
1) Menselijk gedrag is genetisch bepaald
Onjuist: Menselijk gedrag is namelijk een interactie tussen geëvolueerde aanpassingen en
effecten van de omgeving. Bijvoorbeeld dikkere huid onder voet als je lang zonder schoenen
loopt.
2) Als het evolueert, kunnen we het niet veranderen
Onjuist: Nu we schoenen dragen, is de huid minder dik. Deze past zich dus aan.
3) Huidige mechanismes zijn optimaal ontwikkeld
Onjuist: Ondanks dat mensen zich steeds aanpassen, zorgen verschillende factoren ervoor
dat deze aanpassingen nog lang niet optimaal zijn. De omgeving veranderd namelijk snel,
terwijl evolutionaire verandering traag gaat. Bv, vroeger veel vet nodig i.v.m. weinig eten. Nu
veel eten dus mensen eten teveel vet. Verder zijn sommige kosten te hoog, bv: er is een
risico om gebeten te worden door een giftig dier, dus als iedereen binnen blijft is er geen
probleem. Deze kosten zijn echter te hoog.
4) Evolutie heeft een doel
Het is geen bewust proces en hierdoor heeft het geen doel. Mensen planten zich ook niet
bewust voort zodat de evolutie verder kan gaan, maar doen dit om andere redenen.
5) Evolutie is een bewust mechanisme
Dit is dus niet zo. Het gebeurt gewoon.
6) Ieder dier dat op elkaar lijkt heeft dezelfde voorouder
Klopt niet, twee opties mogelijk:
- Homologie: Dezelfde voorouder & lijken op elkaar in bepaalde kenmerken (mens en aap) - -
- - Analogie: Niet dezelfde voorouder & veel overeenkomsten (bij en vogel)
7) Evolutie gaat in een rechte lijn.
Klopt niet, stamboom vorm. Uit 1 soort ontstaan meerdere soorten en de gene die het beste
aangepast is reproduceren zich.
8) Er zijn veel diersoorten op de aarde
Nee, slechts 1% is in leven.
9) Als een bepaald lichaamsdeel niet wordt gebruikt, of juist heel intensief, zal dit in de genen komen
van de volgende generatie.
Nee, ervaringen hebben geen invloed op de genen.
10) Evolutie komt ten goede aan individuen en groepen.
Dit is niet waar, maar het komt ten goede aan genen.
- Inclusive fitness – het gaat om genen doorgeven. Het gaat niet alleen maar over
jezelf en je nageslacht zo veel mogelijk doorgeven, maar ook om de vertakkingen als
nichtjes. Dus goed zorgen voor je familie loont je genen.
- Classical fitness – dan gaat het alleen om je eigen fitness
11) Mensen zijn gestopt met evalueren.
Gregor Mendel (Kalat)
Mendel was een 19e -eeuwse monnik. Mendel liet zien dat overerving via genen werkt. Vóór de
ontdekking van Mendel dachten wetenschappers dat overerving als een soort blender werkte... de
eigenschappen van de spermacel en de eicel mixte gewoon door elkaar als twee kleuren verf.
Genen kunnen gezien worden als een soort eenheden van erfelijkheid die hun structurele identiteit
behouden door generaties heen. Genen vormen strengen chromosomen, die ook in identieke paren
komen (met als uitzondering uiteraard de mannelijke geslachtschromosomen, die bestaan uit een X-
en een Y-chromosoom). Genen zijn een deel van een chromosoom en bestaan weer uit DNA
(desoxyribonucleïnezuur).
