Evolutsioon

2.1 Evolutsiooni teooria kujunemineEvolutsioon on elu areng Maal, organismide areng ja muutumine varem eksisteerinud organismidest ja järk-järgult keerukamate organismide teke. On neli erinevat evolutsioonivormi:*füüsikaline*keemiline*bioloogiline*sotsiaalne.Evolutsioon algas füüsikalisega, tekkisid tähed jms. Edasi tekkis keemiline - tekkisid väiksemad aatomid ja molekulid, mille tulemusena tekkis esimene hulkrakne organism. Bioloogiline evolutsioon - hulkrakne arenes ja täiustus keerukamaks organismiks kuni inimeseni välja. Algas sotsiaalne evolutsioon- erinevad kultuurid ja rahvad.G.Cuvier töötas välja teooria, et kuigi Maa eri kihtides on erinevate loomade kivistised ja need ei sarnane praegu elavatele loomadele, siis on organismid loodud ja muutumatud.Jean- Bapiste de Lamarck aga töötas välja teooria, et organismidel on täiustumistung ja nad on pidevas arengus. Esimese teaduslikult põhjendatud evolutsiooniteooria lõi inglise teadlane Charles Darwin. Darvin tõestas, et liikide ajalooline muutumine on toimunud ja toimub teaduslikult põhjendatavate seaduspärasuste järgi. (Liikide muutumise põhjuseks pidas ta looduslikku valikut.)2.2 Evolutsiooni tõendidPaleontoloogia andmed - kivimikihtides leidub rikkalikult kivistisi ehk fossiile(väljasurnud loomade jäänuseid ja jäljendeid). Mida sügavamatel kihtides on, seda vanemad nad peaksid olema. Väga sügavates kihtides olevad kivistised sarnanevad vähe või ei sarnane üldse tänapävaste organismidega. Võrdlusmeetodid - Evolutsiooni toimumise kohta annab veenvaid tõendeid ka praeguste organismide võrdlemine väljasurnud organismidega. Feneetilised võrdlused on võrdlus liikide anatoomia, elutegevuse ja embrüonaalse arengu kohtaVõrdlev anatoomia võimaldab jagada organisme ehituse sarnasuse alusel rühmadeks. Ehituselt sarnanevad organismid on homoloogilised . näiteks on homoloogilised organid selgroogsete loomade jäsemeluud. Linnu tiivas on enam-vähem samad luud mis imetajate eeesjäsemes. See on seletatav ainult sellega, et linnutiib on muuundunud eesjäse ja pärineb imetajatega ühiselt eellaselt.Mandunud elundid ehk rudimendid on mandunud ja talitluselt tähtusetud elundid, mis teistel lähedase ehitusega liikidel on välja arenenud ja talitlevad. Näiteks inimesel on jäänukiteks õndraluu(sabakont), ussripik, osaline karvkate, karvapüstitajalihas jne. Embrüonaalse arengu  võrdlemine näitab, et kõrgemate loomade arengus esinevad alamatele omased arengujärgud ja tunnused, mis osal alamatest loomadest säilib ka täiskasvanuna. Kõikide selgroogsete varajases embrüoarengus moodustub algsetele keelikloomadele omane seljakeelik, mis hiljem asendub selgrooga. Kõigil maismaaselgroogsete loodetel esineb kaladele iseloomulikud lõpusepilud. See kõik näitab ühist põlvnemist. 2.3 Elu päritoluElutekke tingimused - elu tekkeks olid vajalikud tänapäevastest erinevad tingimused ja see toimus pikaajalise protsessi tulemusena. Füüsikaline evolutsioon viis keemiliste elementide tekkeni, keemilise evolutsiooni käigus ühinesid aatomid molekulideks ja lihtsatest anorgaanilistest ja orgaanilistest said keerukamad orgaanilised ained. Osoonikihi puudumise tõttu läbis atmosfääri intensiivne UV kiirgus ja see oli reaktsioonidele vajalik energiaallikas. Algne atmosfäär võis kujuneda kosmilistest ja vulkaanilistest gaasidest, sisaldades H, N, NH3 jne.S.Milleri katse - (hüpotees) elu tekkele eelnes keemiline evolutsioon, mida võimaldasid noore Maa atmosfääri iseärasused. Tema katses oli kuumutatud vesi ja varase atmosfääri mudelina gaasisegu, (h2 erinevad aminohapped jne) Gaasisegus tekitati välke elektroodide abil. Katse tulemusena tekkis 4 aminohapet. 2.5 Evolutsiooni mehhanismid ja protsessidPopulatsiooni geneetilise muutlikkuse esmaseks põhjuseks on mutatsioonid. Geenmutatsioonid tekitavad uusi alleele ja mõnikord ka uusi geene. Kromosoommutatsioonid põhjustavad muutusi geenide paiknemises ja kordsuses.Genoommutatsioonide tagajärjel muutub kromosoomide ja nendes asuvate geenide kordsus ning sellega ka uute geenide eristumise võimalus. 2.6 Looduslik valikLooduslik valik on protsess, mille käigus jäävad ellu ja annavad järglasi need organismid, kes suudavad antud elutingimustes teistest edukamalt toime tulla. Ellujäänud organismid sigivad, pärandavad oma kasulikku tunnust määrava geeni järglastele. Paljude lahksuguliste loomade populatsioonides toimub ka suguline valik, kus organism valib omale võimalikult sobiva genotüübiga sugupartneri mingite vastaspartnerile omaste tunnuste järgi. Stabiliseeriv valik - kinnistab ja kaitseb väljakujunenud kohastumusi. Sellega toimub populatsiooni kahjustavate mutatsioonide kõrvaldamine. Suunav valik- tavalisest vormist mingil viisil erinevate isendite eelispaljunemine. See toimub enamasti elutingimuste kindla suunalise muutumise korral, või siis kui populatsioon asub uude keskkonda. Mõned seni tähtsusetumad olnud muutused võivad uues elupaigas osutuda tähtsamaks ja neid kandvad isendid hakkavad kiiremini paljunema. Näiteks tumedavärviliste putukate levik tööstuspiirkondades. Puud on tahmunud tumedaks ning tumedaid putukaid linnud ei pane tähele, ning hävitavad rohkem heledaid.Lõhestav valik - kaks keskmisest erinevate tunnustega isendirühma eelispaljunemine võrreldes nende hübriidiga. Selline valik toimub vaid siis, kui populatsiooni asuala jaotub elutingimustelt erinevateks piirkondadeks. 2.7 KohastuminePopulatsiooni ja liigi isenditele ühised pärilikud omadused ja tunnused, mis soodustavad nende paljunemist, nimetatakse kohastumuseks- Kohastumusi loob, muudab ja säilitab looduslik valik. Kohastumine on bioevolutsiooni peamine protsess. See on võimaldanud elul püsida läbi miljardite aastate pidevalt muutuvates tingimustes ning asustada Maa äärmiselt erinevaid elupaiku. Kohastumused avalduvad organismide sise -ja välisehituses.Kõrbetaimedel on mitmesuguseid kohastumusi kuivuse vältimiseks ( sügav juurestik,lihakad lehed veevarude kogumiseks, vee auramist takistavad nahkjad lehed).Liblikõielistel taimedel on lämmastikutarvet rahuldava kohastumusena kujunenud sümbioos lämmastikku siduvate mügarbakteritega. Lindudel on mitmesuguseid kohastumusi lendamiseks( kerged toruluud, sulestik, kahekordne hingamine).Imetajatel on mitmesuguseid kohastumusi loodete organismisiseseks arenguks ja sünnijärgseks toitmiseks piimaga. Paljudel loomadel on varjevärvus või varjekuju või hoiatusvärv.Ka keskkonnatingimused pole püsivad ja muutuvad tihti ebaregulaarselt. Näiteks tavalistele tingimustele hästi kohastunud metskitsed võivad massiliselt hukkuda ootamatult saagunud erakordselt külma ja paksu lumikattega talve tingimustes. Osa kohastumusi on kasulikud isendirühmale (perele, karjale vms) aga kahjulikud üksikisendile. Mesilaste astlatorked kaitsevad peret vaenlase eest, kuid püsisoojase looma nahka jääb astel kinni ja nõelanud isend hukkub.2.8 LiigitekeLiik on looduslike populatsioonide rühm, mille isendid tegelikult ristuvad omavahel. Kui liikide levilad on üksteisest ruumiliselt eraldatud, siis nad ei satu kokku, nad on geograafilises isolatsioonis. Liigid võivad olla ökoloogiliselt eraldatud : Näiteks valgetoonekurg pesitseb avamaastikul, inimese läheduses, siis musttoonekurg pesitseb metsades. Ristumist võib takistada ka ajaline isolatsioon. Saaremaal lähestikku kasvavate punaste ja mustade leedrite vahel ei saa ristandeid tekkida, sest nad õitsevad erineval ajal. Loomadel on oluliseks liikidevahelist paaritumist vältivateks teguriteks mitmesugused signaaltunnused - väliskuju, värvimuster - ja seksuaalkäitumine - häälitsused, pulmatants ja mäng. Need aitavad liigikaaslast võõrast eristada. Mõnel juhul avaldub liikidevahelise ristumise sobimatus alles hiljem, pärast viljastumist. Hübriid on eluvõimetu või viljatu. Liigiteke algab populatsioonide sattumisest geograafilisse isolatsiooni.  2.9 MakroevolutsioonMakroevolutsiooniks nimetatakse liigist kõrgemate organismirühmade teket ja arengut. Makroevolutsioon seisneb erinevate organismitüüpide tekkes ja nende pikaajalises eraldi evolutsioneerumises. Eristatakse kolme tüüpi protsesse : mitmekesistumine, täiustumine ja väljasuremine.Mitmekesistumine: Selle aluseks on kohastumine uute elupaikade ja nende tingimustega. Erinevate tingimustega kohastumisel lahknesid lähteliigid uuteks liikideks, nende uute liikide iseseisval evolutsioneerumisel ja levilate laienemisel võisid need omakorda tütarliikideks lahkneda. Sellist vanemliikide hargnemist uuteks ja erinevamateks liikideks nimtatakse liigiliseks mitmekesistumiseks. Mõnikord võivad liigitekke käigus uue liigi gnofondis kinnituda mutatsioonid, mis muudavad oluliselt organismi ehitust ja eluviisi ning see omakorda avab uued kohastumisvõimalused. Selline liik võib panna aluse uuele evolutsioonisuunale ja olla rajajaks uuele organismirühmale.(sugukonnale,seltsile, klassile).Organismitüüpide mitmekesistumine võib mõnikord viia vastupidistele muutustele - konvergentsile. See seisneb eri päritolu organismide sarnastumises kohastumisel ühesuguste elutingimustega. Tavaliselt piirdub konvergents väliste tunnustega. Näiteks delfiinil on säilinud kõik imetaja põhitunnused( püsisoojasus, poegade sünnitamine ja toitmine emapiimaga, õhuhingamin) Kuid ta sarnaneb siiski kalaga. Täiustumine - uute senisest keerukama ehituse ja eluviisiga organismitüüpide teke ja edasine areng.  Suureks täiustumiseks elu evolutsioonis oli eukarüootse rakutüübi kujunemine.  Geneetilise koodi pärisid eukarüoodid eellastelt otse, kuid fotosünteesi ja aeroobse hingamise omandasid kodustades vastavad bakterid ja muutes need rakuorganellideks kloroplastide ja mitokondrite näol. Sellist evolutsioonilist täiustumist nimetatakse sümbiogeneesiks. Hulkraksete organismide areng tegi võimalikuks maismaa asustamise. Mõningate elutingimuste kohastumisel võib aset leida täiustumisele vastupidine protsess - ehituse lihtsustumine ehk evolutsiooniline regress. See on tüüpiline nähtus parasiitidele. Näiteks paelussidel on taandarenenud või kadunud peaaegu kõik elundkonnad, välja arvatud sigimiselundid.Makroevolutsiooni aluseks on uute geenide teke ja olemasolevate geenide muutumine. Väljasuremine  on evolutsiooniprotsssi tähtis osa. Pidevalt on toiminud fooniline väljasuremine,mille puhul mõni liik on hääbunud kas konkurentsis teiste liikidega või abiootiliste tingimuste muutumise tõttu. Ühe liigi väljasuremine võib põhjustada  ka mõne teise liigi väljasuremise .On toimunud ka massilisi väljasuremisi. Lühikese ajavahemiku jooksul on kadunud enamik senistest liikidest, terved perekonnad, sugukonnad ja seltsid.Suurte väljasuremiste põhjuseks on peetud meteoriidikatastroofe, globaalset kliima jahenemist ja mitmeid teisi tegureid. 2.10 Eluslooduse süsteemTeaduslik süstemaatika -  teadusharu, mis tegeleb elusolendite rühmitamisega. Inglise teoloogist filosoof John Ray süstematiseeris peamiselt taimi, kuid imetajaid, lind ja kalu ka. Tänapäeva süstemaatika põhimõtted rajas Karl von Linne. Linne kehtestas ka taksonite(organismide rühm) ladinakeelse kirjeldamise ja nimetamise reeglid. Liikide nimetamiseks lõi ta binaars nomenklatuuri (kahesõnalise nimetamisviisi). Esimene sõna tähendab perekonda, kuhu liik kuulub ja teine liigiepiteet.Taksonite rida(alustades kõrgeimast) : Riik - hõimkond - alamhõimkond - klass- selts - sugukond - perekond - liik Linne jagas siiski kogu elusolendite maailma kahte riiki : taimed ja loomad.Ernst Haeckel oli esimene kes muutis eluslooduse süsteemi. Ta moodustas taime ja loomariigi vahele veel kolmanda riigi - protistid. Protistide riiki paigutas ta organismid, kes pole ei taimed ega loomad vaid on bakterid, algloomad ja ainuraksed vetikad. 1938 aastal esitas USA bioloog Herbert Copeland uue, neljariigilise süsteemi. Ta eraldas Haeckeli protistide hulgast bakterid(tsüanobatkerid) oma ette riiki, bakterid. Protistidesse jäid vaid puna-ja pruunvetikas, algloomad ja seened. Usa Ökoloog Robert Whittaker leidis,et seened tuleks eraldada taimede ja protistide hulgast ning teha eraldi riigiks. 2.11 Inimese põlvnemineSüstemaatikas kuulub inimene esikloomaliste ehk primaatide seltsis ülemsugukonda inimlaadsed - Kagu-Aasias elavate suhteliselt suurte sabata ahvide hulka. Selles on kolm sugukonda : gibonlased, inimahvlased(orangutan, gorilla, šimpans) ja inimlased. Inimeste sarnasus inimahvidega avaldub kehaehituses, füsioloogias, käitumises, sigimises ja isegi haigustes(AIDS on pärit ahvidelt). Suur sarnasus on ka kromosoomistikus ja geenides. ( lk 102 tabel 3)Inimese evolutsiooni on mõjutanud pärilik muutlikkus, geenitriic, geenisiire ja looduslik valik. Inimese evolutsiooni suunad : püstine kehahoiak, kahel jalal liikumine, esijäsemete areng tööorganiteks, peaaju areng ja mõtlemis-ning kõnevõime. 

New Page