Gümnaasium‎ > ‎

Bioloogia vihik 2

Ökoloogia


Ökoloogia uurib organismide ning organismide ja keskkonna vahelisi suhteid. Mõiste võttis kasutusele saksa teadlane E. Heckel 1866. aastal.

Organismide elutegevust mõjutavaid keskkonnategureid nimetatakse ökoloogilisteks teguriteks. Need võivad soodustada või pidurdada organismide elutegevust, mõjutades nende arengut, pärilikkust, tunnuste väljakujunemist ja evolutsiooni.

Ökoloogilised tegurid jaotuvad:
1. biootilised tegurid- need tulenevad organismide kooselust ja tegurite mõju võib olla kasulik, neutraalne või kahjulik.
2. abiootilised tegurid- tulenevad organismi ümbritsevast eluta loodusest.
Kahte liiki:
a) kliimategurid (temp, tuuled, sademed),
b) elukeskkond: muldkeskkond, vesikeskkond, õhkkeskkond.

Valguse mõju organismidele


Valguskiirgus jõuab Maale päikeselt ja jaotub kolmeks:
1. Nähtav valgus 380-760 nm - seda
2. Ultraviolettkiirgus e ultravalgus 380-10 nm
3. Infrapuna kiirgus e infravalgus 760nm- 1 mm

Nähtav valgus


Seda vajavad rohelised taimed fotosünteesiks. Erinevatel taimeliikidel on erinev nõudlus valguse suhtes:
1. valguslembesed taimed- vajavad täisvalgust. N: niidutaimed
2. varju taluvad taimed- kasvavad tavaliselt täisvalguses kuid võivad elada ka varjus. N: mustikas.
3. varjulembesed taimed- alusmetsataimestiku taimed. N sinilill ja jänesekapsas.

Loomade nägemismeel on seotud valgusega. Hulkrakstel on silmad, ainuraksetel valgulised retseptorid. Nad reageerivad valguse olemasolule ja puudumisele. Loomad reageerivad valguskiirguse lainepikkusele ja intensiivsusele.

Fotoperiodism ja selle mõju organismidele


Organismide reaktsiooni ööpäevase valgus- ja pimedusaja muutustele nimetatakse fotoperiodismiks. Fotoperiodism avaldub eriti taimeriigis. N: paljude taimede õitsemine sõltub valguse-, pimedusperioodi pikkusest.
Selle alusel jaotuvad taimed:
1) lühipäevataimed- neil moodustuvad õied ainult siis kui päeva pikkus ei ole üle 12 tunni. N:sojauba, hirss, riis.
2) pikapäevataimed- neil moodustuvad õied siis kui päeva valgust on üle 12 tunni. N: rukis, kaer, kartul, lina.
3) fotoperiodismita taimed- õitsemine ei sõltu päeva pikkusest. N: võilill, nelk, tomat, kurk.

Valgus- ja pimedusaja pikusele reageerivad ka loomad. Rändeperiood, karvavahetus.

Infravalgus


Suur osa maapinnale jõudvast valguskiirgusest neeldub ning muundub pikemalaineliseks soojuskiirguseks e infravalguseks. Eksotermiline- kõigusoojane, kehatemperatuur sõltuvuses välistemperatuurist. See on eriti oluline eksotermsetele organismidele, kes saavad selle käes end soojendada.

Ultravalgus


Osa ultravalgusest jõuab Maale. Enamus hajub või neeldub Maad ümbritsevas atmosfääris.Suures koguses on UV kiirgus kahjulik kõigile elusorganismidele, sest põhjustab mutatsioone DNAs ning valkude denaturatsiooni (valgu kõrgemat järku struktuuride lagunemine). Mõõdukas koguses on organismile kasulik, sest selle toimel kulgeb vitamiini D süntees. Suures kontsentratsioonis hävitab kõik mikroorganismid ja seda kasutatakse operatsioonisaalide steriliseerimiseks.

Temperatuur ja selle mõju organismidele


Enamik Maal elavatest organismidest on kõigusoojased ning nende kehatemperatuur sõltub otseselt välistemperatuurist. Talve elavad üle kuhugi varjudes või talveunes. Imetajad on püsisoojased ja samuti ka linnud e endotermsed. Talveuinakusse langevad karu, kährikkoer ja mäger. Neil ei lange elutegevuse intensiivsus oluliselt. Hiired on talvel aktiivsed. Linnud lendavad ära soojale maale. Taimedel on talvel puhkeperiood.

Vee tähtsus organismidele


Vesi on taimede fotosünteesi üheks lähteaineks ning kõikidele organismidele vajalik rakkude elutegevuseks. Kuivalembestel taimedel on kohastumused kuivuse talumiseks vee varumiseks ja säästlikuks kasutamiseks.
  • Väike lehepind
  • Väikene lehtede arv või nende puudumine
  • Lehtedel paksenenud kattekude või kattekude on kaetud vahakihi või karvakestega. Sukulendid- need on lihakate lehtedega või lihakate varte ja taandarenenud lehtedega taimed.
  • Sügav juurestik

Hapniku tähtsus organismidele


Vajalik aeroobseks hingamiseks nii taimedele kui ka loomadele. Õhus on hapniku umbes 21 %. Vees lahustuva hapniku hulk sõltub vee temperatuurist ja soolsusest. Hapnik lahustub paremini külmas ja magedas vees. Hapnik vabaneb veekogus taimede fotosünteesil ja tuleb juurde ja õhust. Erinevatel organismidel on hapniku tarve erinev. Kõrge nõudlusega forell ja madala nõudlusega koger.

Veekogude pH taseme tähtsus


Loodusliku sademevee pH on 5,6. Rabajärvede vesi on happeline. Lubjarikka veega järved on aluselised. Seal kasvab hundinui. Kaladele vastuvõetav on 5-9 pH.

Ökoloogilise teguri toime organismidele


Organismide vahelised suhted


Organismide vahelised suhted on biootilised tegurid. Need võivad olla nii liikide sisesed kui ka liikide vahelised suhted. Inimtegevusest tulenevad mõjud nim antropogeenseks teguriks.
N: lageraie, soode kuivendamine, reostus.
Organismide vahelisteks suheteks on järgmised:
1. sümbioos- see on eri liiki organismide vastastiku kasulik kooselu. N: samblik= rohevetikas (fotobiont) või tsüanobakter + seeneniidistik (mükobiont)
       -----------------orgaaniline aine
                         vesi+mineraalained---------------------------
Mükoriisa e seenjuur: taim (taim võib olla puud ja rohttaimed) + seen

2. kommensalism- eri liiki organismide kooselu, mis on ühele poolele kasulik, teisele kahjutu. Kasu saaja on kommensaal. N: erinevad putukaliigid linnupesas, bakterid inimese soolestikus.
3. konkurents- sama või eri liiki organismide vastastikku piirav kooselu ja see väljendub liigi siseses ja liikide vahelises olelusvõitluses piiratud keskonnategurite pärast.
4. parasitism- see on eri liiki organismide kooselu vorm, mis on ühele kasulik ja teisele kahjulik. Parasiit on kasusaaja ja ohver on peremees. Parasiidid võivad elada kas: 1. teiste organismide sees. N:paeluss. 2. organismide pinnal, nii taime kui ka looma pinnal. N: sääsed, lutikad, puugid, lehetäid, lehekirbud taimedel.
5. kisklus- röövlooma ja saaklooma omavaheline toitumissuhe. Kiskja on loom, kes toitumiseks tapab teisi loomi. Reguleerib isendite arvukust. N. ämblikud söövad kärbseid.
6. herbivooria e taimtoidulisus- see on taimtoidulise looma e herbivoori ja taime omavaheline toitumissuhe.
Loomaliigid võivad toituda:
  1. ühest kindlast taimeliigist. N: bambuskaru toitub bambusest
  2. kindlatest taimeosadest. N: koaala toitub eukalüpti lehtedest
  3. erinevat liiki taimedest.
7. omnivooria e segatoidulisus- toitumine nii taimedest kui ka loomadest

Harjutus
ploomipuu ja lehetäi (parasitism), sipelgas ja lehetäi(sümbioos), ristik ja jänes(herbivooria), samblik ja puu (kommensalism), nirk ja uruhiir (kisklus), kuusk ja kuuseriisikas(sümbioos, mükoriisa), nisu ja roosteseen(parasitism), ürask ja seen(sümbioos), lehetäi ja lepatriinu tõuk(kisklus), kapsaliblika röövik ja ristõieline taim(herbivooria), lepa juured ja käopäkk (õistaim, mis ei oma klorofülli)(parasitism), maipõrnikas ja haab(herbivooria)

Ökosüsteemid


Liik- populatsioon või populatsioonide rühm, mille isendid on üksteisega sarnasemad, võrreldes teiste liikide isenditega ning ristuvad omavahel, andest viljakaid järglasi.
Areaal e levila- maaala e territoorium, mida mingi liigi isendid asustavad.
Populatsioon- see on ühisel territooriumil samal ajal elavad ühe liigi isendid. N: toomemäe vahtrad, üks populatsioon.

Populatsiooni iseloomustavad järgmised tunnused:
1. Populatsiooni arvukus
2. Populatsiooni tihedus- isendite arv pindalaühikul, nõudlusest keskkonnale, isendite suurusest sõltub.

Elukooslus e biotsönoos


Selle moodustavad ühel territooriumil elavad paljud erinevad populatsioonid. Populatsiooni elupaika nim elukeskkonnaks e biotoobiks.

Ökosüsteem on isereguleeruv süsteem, millesse kuuluvate populatsioonide koosseis ja arvukus on pika aja joosul stabiilne.

Ökosüsteem
Biotsönoos
Biotoop
taimeriik, loomariik, seeneriik, mikroorganismid
muldkeskkond, õhkkeskkond, vesikeskkond

Ökosüsteemi iseloomustavad järgmised tunnused:
  1. liigiline koosseis
  2. liigirikkus- liikide arv
  3. dominant- kui on männimets siis on dominandiks mänd
  4. produktsioon e biomassi juurdekasv pinnaühiku kohta

Toitumissuhted ökosüsteemis


Toitumissuhete alusel reastatud organismid moodustavad toiduahela. (Pilt)

                                                     mikroorganismid, seened ja erinevad selgrootud loomad*
Tootjad e produtsendid --------- » tarbijad e konsumendid ----------» lagundajad e destruendid
*põhiliselt taimed, protistid, autotroofsed bakterid      *herbivoorid*kiskjad

Harjutus

leht, lehelind, lepatriinu tõuk, kodukakk, lehetäi
leht--lehetäi--lepatriinu tõuk--lehelind--kodukakk
nugis, pähkel, orav, kotkas
pähkel--orav--nugis--kotkas

Toiduahela moodustavad omavahel toitumissuhetes olevad tootjad, tarbijad ja lagundajad.

Laguahel


Lagundajad toituvad surnud organismides olevast orgaanilisest ainest või elutegevuse jääkidest. See on järk-järguline protsess, mille lõppsaadusteks on anorgaanilised ained. Neid saavad kasutada tootjad.
Ökosüsteemi populatsioonid moodustavad paljusid toiduahelaid, kus sama liigi isendid kuuluvad üheaegselt mitmesse toiduahelasse. Nii moodustuvad omavahel põimunud toiduahelate kogumid, mida nim toiduvõrguks.

Ökosüsteemi iseregulatsioon


Troofiline tase- toiduahela lüli.
Iga järgmine troofiline tase reguleerib eelmise arvukust. See takistab mistahes troofilise taseme isendite arvu piiramatut kasvu.
Populatsiooni arvukuse perioodilisi ajalisi muutusi nimetatakse populatsiooni laineteks.
Iseregulatsioon toimib kõigi järjestikuste troofiliste tasemete vahel. Selle tulemusena tagatakse populatsioonide arvukuse püsimine kindlates piirides ja kujuneb välja ökoloogiline tasakaal.

Ökoloogiline tasakaal- ökosüsteemi seisund, kus populatsioonide arvukus püsib pikemat aega stabiilsena.

Biosfäär


Biosfäär on Maa pinnakihtide ruumiosa, mis sisaldab elusorganisme. Biosfäär on kõige suurem ökosüsteem.

Biosfäär hõlmab:
1) Atmosfääri alumisi kihte, see on kogu troposfääri ja stratosfääri kuni osoonikihini.
2) Maakoore pindmisi kihte.
3) Peaaegu kogu vesikond.

Biosfäär jaotub bioomideks. Bioom on samatüübiliste ökosüsteemide kogum.

Ökosüsteemides toimuvad muutused


Eristatakse stabiilset, kasvavat ja kahanevat populatsiooni:
  • Stabiilset populatsiooni iseloomustab sündivuse ja suremuse tasakaal ning elutingimused on suhteliselt püsivad ja soodsad.
  • Kasvav populatsiooni korral on sündivus suurem kui suremus.
  • Kahaneva populatsiooni korral on surevus suurem kui sündivus. See on tingitud nii biootilistest kui abiootilistest teguritest. Väga olulist rolli mängib antropogeenne tegur(inimtegevus). N:veekogude eutrofeerumine- muutumine rohketoitelisteks, N- ja P -ühendid.

Ökoloogilise tasakaalu muutuste tagajärjed:
Lakkab ökosüsteemi iseregulatsioon- muutub ökosüsteemi kuuluvate populatsioonide arv ja arvukus.
Tulemuseks ökosüsteem võib:
a) hävida, N: keskkonnasaastatus ületab taluvuse piire,
b) võib asenduda teisega, N: kuusik, kus tehakse lageraie, varjulembesed taimed asenduvad valguslembesed taimed.

Aine ülekandumine ühelt troofiliselt tasemelt teisele


Organismid vajavad toitu:
1. energia saamiseks
2. organismile omaste ühendite sünteesiks (biomolekulid)

Ükski troofiline tase ei suuda kogu toidus olevat ainet oma  biomassiks muuta ning kogu toidus olevat energiat kasulikult tarbida.

Ökoloogilise püramiidi reegel: Iga järgmise troofilise taseme biomass on umbes 10% eelmise taseme biomassist.
pähklid----orav-----nugis---kotkas
5t            500 kg     50kg     5kg
Toiduahelal on  max 4-6 troofilist taset.

Biomassi püramiid saadakse siis kui ühe toiduahela kõigi troofiliste tasemete biomasse kujutame ristkülikuna, kusjuures ristküliku pindala S peab olema võrdeline selle troofilise taseme biomassiga.

Energia ülekandumine ühelt troofiliselt tasemelt teisele


Energiavahetuse suhtes on biosfäär avatud süsteem, sest kogu biosfääri eluspüsimine on tagatud teda läbivale pidevale energiavoole. Umbes 1% taimedele jõudnud energiast muudetakse fotosünteesil keemiliste sidemete energiaks. See toimub põhiliselt rohelistes taimedes. Osa keemiliselt seotud energiast kasutavad taimed oma eluenergiaks ja selle käigus vabaneb osa soojusenergiana. enamik maal elavatest liikidest on heterotroofid ja need saavad eluks vajaliku energia toiduga hangitud orgaanilise aine lagundamisel (oksüdatsioonil). Osa saadused energiast hajub samuti soojusena. Iga troofiline tase talletab umbes 10% toidus sisalduvast energiast.

Ökoloogilised globaalprobleemid lk 28-33 (TÖÖ KÜSIMUSED)


1. Millest on need tingitud?
Inimkonna kiirest juurdekasvust
2. Nimeta neid.
toidupuudus, õhu, vee, mullastiku saastumine, toimetulek jäätmemajandusega, osoonikihi hävinemine, kasvuhooneefekti süvenemine
3. Mis põhjustab inimeste toidupuuduse ning milles nähakse sellele lahendusi?
Aafrika suured maaalad on põllumaaks kõlbmatud, halvasti korraldatud toiduainete jaotussüsteem, tabanud on mitmed põuad. Inimeste koondumine viljakamatesse piirkondadesse on kaasa toonudmetsa hävimise, ülekarjatamise, mullastiku vaesumise, erosiooni ja kõrbestumise.
Lahendust nähakse inimeste toitumisharjumuste muutmisel. Arengumaades oleks vaja täiustada maaharimisviise ja -tehnoloogiat ning vältida monokultuuride kasvatamisest tulenevat mullastiku vaesumist.
4. Mis põhjustab mullastiku hävimise? (erosioon, kõrbestumine)
Mullastiku looduslik ärakanne, mida tingivad paduvihmad ja vooluveed, tuuleiilid ning temperatuuri kõikumine. Kõrbestumisele aitavad kaasa kliimategurid kui eelkõige metsaraie, liigkarjatamine ja ebaõiged väetamis- ja maaharimisvõtted.
5. Nimeta Eesti taastuvaid ja taastumatuid loodusvarasid.
Taastuvad:tuul, päike, puit, turvas. Taastumatu: põlevkivi, liiv, savi, fosforiit
6. Miks ei jätku joogivett kõigile maakera elanikele ning millised oleksid lahendused?
Magevesi on jaotunud ebaühtlaselt ja paljudes kohtades saastunud. Tänapäeva Tööstustehnoloogia võimaldab heitvete puhastamist, merevee destilleerimine, veehoidlate rajamine.
7. Mis põhjustab happevihmasid? Happevihmade mõju mullastikule ja okasmetsadele.
happevihmad on inimeste tegevuse tagajärjel tekkinud. Kütuste põletamisel atmosfääri satuvad happelised oksiidid ühinevad veeauruga ning selle tulemuseks ongi happeliste reaktsiooniga sademed. Happevihmad muudavad mulla keemilist koostist.
8. Millest on tingitud kasvuhooneefekti süvenemine ning millised on selle tagajärjed?
9. Nimeta Eesti olulisim keskkonnaprobleem.

Liikide hävimine ja looduskaitse


Hävimisohus on madala arvukuse ja väikese levilaga liigid.

Kuidas inimtegevus ohustab liike? loe õpikust!!!
Inimesed laiendavad oma elupaiku, sundides loomadel oma elupaika vahetama. Kliima soojenemine, õhusaaste, mis tekitab happevihmasid.

Looduskaitse tegevusvaldkonnad


Looduskaitse üldine eesmärk on loodusliku mitmekesisuse säilitamine.

Sõltub:
1. Iga riigi seadustest
2. Elanikkonna teadlikusest
3. Kohalikest kultuurilistest ja religioossetest iseärasustest.

Kuidas kaitstakse haruldasi ja hävimisohus liike?


Kasvu ja pesapaiku kaitstakse. Kui on võimalik, luuakse kaitsealad. Kaitstakse neid liike korjamise, küttimise, kaubitsemise jne eest.

Keskkonnakaitse peamised tegevusvaldkonnad


Keskkonnakaitse rahvusvaheliste ja riiklike seaduste ning ühiskondlike kokkulepe süsteem, mis on suunatud loodusvarade säästlikule kasutamisele, keskkonna saastamise vähendamisele ning loodusliku mitmekesisuse säilimisele. Oluline on elanikkonna teadlikuse tõstmine ja igaüheõiguseks nimetatakse inimest loodusega siduvaid õigusi ja kohustusi.

Bioloogilise mitmekesisuse konvensioon võeti vastu 1992 Rio de Janeiros.

Eesmärk:
1. bioloogilise mitmekesisuse säilitamine
2. loodusvarade säästlik kasutamine

Eesti looduskaitse korraldus


Eesti looduskaitse aluseks on "Looduskaitseseadus", mis võeti vastu aaastal 2004 Riigikogu poolt.
1. loodusliku mitmekesisuse säilitamine
2. kultuurilooliselt ja esteetiliselt väärtusliku looduskeskkonna säilitamine
3. loodusvarade säästlik kasutamine
Seadusega on määratud kaitstavad loodusobejrktid, milleks on:
1. kaitsealad
2. kaitsealsed liigid
3. üksikobjektid
Kaitsealad jaotudvad samuti kolmeks:
1. rahvuspargid- soomaa, karula, lahemaa, vilsandi
2. looduskaitsealad
3. maastikukaitsealad

Natura 2000


See on üleeuroopaline loodus- ja linnuhoiualade võrgustik. Eesmärgiks on väärtuslikke ja ohustatud looma- ja taimeliikide ning nende elupaikade ja kasvukohtade kaitse. 16% maismaast.

Haruldaste ja ohustatud liikide kaitse Eestis


Kaitse aluseks on "Looduskaitseseadus" ning sellega seotud keskkonnaministri määrused. Sellised liigid on jaotatud kolme kategooriasse:
1. haruldased ja otseses hävimisohus olevad liigid- iga isendi kaitse on oluline, parim võumalus on kaitsela luua, kui seda ei saa siis kaitstakse iga isendit piirangutega.
2. väheneva arvukusega phustatud liigid või liigid, mis võivad olemasolevate keskkonnategurite jätkumisel sattuda hävimisohtu. Neid ei tohi korjata ega tappa ja elupaiku ei avalikusta.
3. liigid, mille arvukust ohustab nende elupaikade ja kasvukohtade rikkumine või hävimine.

Säästev areng ja keskkonnapoliitika


Agenda 21
Ülemaailmne 21.saj säästva arengu programm, mis on kõigi riikide tegevuskavade koostamise aluseks. (1992 Rio de Janeiro)
*lodusresursside sööstlik kasutamine, sest tuleb tagada tulevaste põlvede jätkusuutlikus
*keskkonnasõbralik ja tasakaalustatud maailmamaj. areng
*21. saj. saavutada inimkonna arvukuse stabiliseerumine
Et neid eesmärke täita, tuleb kõigil riikidel ja omavalitsustel koostada säästva arengu tegevuskava.

Eesti keskkonnapoliitika


1910 rajati Vaika linnukaitseala. 1971 esimene rahavuspark Lahemaa. Eesti kekkonnapoliitka tugineb riiklikele seadustele ja määrustele ning kogu elanikkonna keskkonnateadlikusele. Eesti õigusaktid lähtuvad säästva arengu strateegiast ja juhinduvad rahvusvahelistest kokkulepetest. 1995 võeti vastu "Säästva arengu seadus", 1997 koostati sellele seadusele toetades "Eesti keskkonna strateegia". Selle uuendatud variant võeti vastu 2005.

Eesti keskkonnastrateegia 2010 põhimõtted:
  • see on suunatud Eesti majanduse ja inimeste tegevusmotiivide mõjutamisele säästva arengu suunas
  • põhimõte, et loodusvarad säiliksid ka tulevastele põlvedele
  • keskkonnateadlikuse kasvatamine
  • säästlik kasutamine

Säästev Eesti 21
Määrab kindlaks riigi ja ühiskonna arendamise eesmärgid aastani 2030. Võeti vastu 2005.
Põhieesmärgid:
  • Eesti kultuuriruumi elujõulisus
  • inimeste heaolu kasv
  • sotsiaalselt sidus ühiskond
  • ökoloogiline tasakaal
  • "Säästev Eesti" sisaldab ka meie ühiskonna võimalikke arenguvalikuid. Loetakse olulisemaks optimaalsemat varianti, sest seda peetakse meie ainsaks jätkusuutlikuks arenguteeks- Eesti kui teadmusühiskond.

Kordamine

ökoloogia
ökoloogiline tegur
biootiline tegur
abiootiline tegur
fotoperiodism
alumine ja ülemine taluvuslävi
ökoloogiline amplituud
ökoloogilise teguri optimum
anropogeenne tegur
sümbioos
kommensalism
konkurents
parasitism
kisklus
herbivooria
omnivooria
liik
populatsioon
areaal e levila
ökotoop- keskkonnategurid
biotsönoos- elukooslus
ökosüsteem
toiduahel
toiduvõrk
populatsioonilaine
ökoloogiline tasakaal
biosfäär
ökoloogilise püramiidi reegel
looduskaitse
keskkonnakaitse
igaüheõigus- õigused ja kohustused, mis seovad inimest ja loodust, inimese keskkonnateadlikus ja eetilised, moraalsed
Küsimused globaalprobleemide kohta. (vihikust)
loetleda globaalprobleemid
mis põhjustab mullastiku hävimise
Eesti taastuvad ja tastumatud maavarad- põlevkivi, fosforiit, dolomiit, liiv, kruus, savi
happevihmade teke
kasvuhooneefekt, metaan CH4
Seletada Eesti loduskaite korraldust
Natura 2000
Mis viisil inimtegevus võib liike ohustada?

Evolutsioon


Evolutsiooniteooria kujunemine


Evolutsioon on mistahes süsteemi pöördumatu kindlasuunaline areng keerukuse ja täiuslikuse suunas. Bioevolutsioon e bioloogiline evolutsioon on elu ajalooline areng Maal, liikide üksteisest põlvnemine ning keerukamate eluvormide teke.

Teadlaste arvamused:

Georges Cuvier:
  • Kõik liigid on algselt loodid ja muutumatud.
  • Mida sügavama kihid, seda erinevamad on kivistised võrreldes elavate organismidega.
Oli seisukohal, et varem elanud organismid on hukkunud üleilmsete katastroofide tõttu.

Babtiste de Lamarck:
"Zooloogia filosoofia" 1809
  • Elu tekib korduvate iseärkamiste teel ja on pidevas aeglases arengus.
  • Kõigil organismidel on kaks suundumust: 1. sisemine tund täiuslikkusele, 2. kohanedes keskkonnatingimustega tekivad organismides muutused, mis on alati otstarbekohased.
  • Elu jooksul omandatud tunnused päranduvad vähemalt osaliselt järglastele
Tema esitas esimese tervikliku evolutsiooniteooria.

Charles Darwin:
1859 "Liikide tekkimisest"
  • Liigid muutuvad- peamiseks põhjuseks looduslik valik.
  • Organismid paljunevad ja järglasi tekib rohkem kui saab ellu jääda.
  • Need isendid, kellel on pärilikult mingeid eeliseid, jäävad ellu ja annavad paljunemisvõimelisi järglasi.
Esimene teaduslikult põhjendatud evolutsiooniteooria.
darvinism- Darwini teooria
lamarkism- keskkonnategurite toimel tekkinud muutused organismides on otstarbekad ja pärilikud
sünteetiline evolutsiooniteooria- see põhineb darvinismil, kui sinna on lisatud mendellik geneetika

Evolutsiooni tõendid


Paleontoloogia- teadus välja surnud möödunud aegadel elanud organismidest.
Fossiil e kivistis- välja surnud organismide jäänused ja jäljendid

Erineva sügavusega kihtidest saadud kivistised näitavad organismide muutumist.
  • Mõned kivistised näitavad vahevormi tunnuseid organismi tüüpide vahel
  • Näitab liigi ajaloolist põlvnemist e fülogeneesi

Kivististe vanuse määramine

  • suhteline vanus
  • absoluutne vanus- kivistise tegelik vanus, määratakse radioaktiivsete elementide abil
  • geokronoloogiline skaala- maa eri piirkondade kivistised järjestatakse vanuse järgi ja võrreldakse ja tulemus kõrvutatakse vanuse määrangutega, mis on saadud isotoopide abil

Võrdlusmeetodid


  1. Feneetiline võrdlus- võrdlus fenotüüpide alusel.
    1. võrdlev anatoomia. võrreldakse eri liikide välis ja siseehitust. Tulemusi kasutatakse organismide jaotamisel perekondadesse, sugukondadesse, seltsidesse jne. Ehitusplaanilt sarnased elundid on homoloogilised. Need näitavad sugulust.
    2. Mandunud elundid- need on talituslikult tähtsusetud elundid, mis teiste lähedase ehitusega liikidel on välja arenenud ja talitlevad
    3. Embrüonaalse arengu võrdlus- ka kõrgematel loomadel esinevad arengus alamatele loomadele iseloomulikud arengujärgud. N: Seljakeeliku olemasolu kõigil selgroogsetel varases lootejärgus. Lõpuspilude olemasolu maismaa selgroogsete loodetel.
  2. Geneetiline võrdlus- aluseks molekulaargeneetilised meetodid. Kogu eluslooduses on põhimõtteliselt sarnased molekulaargeneetilised protsessid- replikatsioonid, transkriptsioon (rna süntees), translatsioon (valgu süntees). samuti on suur samasus geneetilises koodis. Kinnitavad Maa ühtset päritolu ja tõendavad elu evolutsioonilist arengut.
  3. Biogeograafilised võrdlused- organismirühma liigid, kes asustavad sarnaseid alasid, on omavahel tunduvalt sarnasemad, kui need liigid, kes asustavad kaugemaid erinevaid alasid.(kuigi nad kuuluvad samadesse organismi rühmadesse)
  4. Kultuurtaimede ja koduloomade aretus- oluline pärilik muutlikus ja kunstlik valik. Tänu sellele saadi looduslikest lähteliikidest erinevaid sorte ja tõuge. Liikide evolutsiooniline muutumine ja mitmekesistumine toimus loodusliku valiku toimel.

Elu päritolu


lk 58-61
  1. Mida tõestas Louis Pasteur aasta 1860? Bakterid tekivad üksnes olemasolevatest bakteritest. Kõik elus pärineb elust.
  2. Millistel eeldustel põhineb elu tekke teaduslik püstitus? Arvati, et elu võis tekkida tänapäevastest erinevatel tingimustel, keemiliste protsesside tagajärjel.
  3. Millised olid füüsikalise evolutsiooni tulemused? Füüsikaline evolutsioon viis keemiliste elementide mitmekesisuse tekkeni, galaktikate, tähtede ja planeedisüsteemide arenguni.
  4. Kirjelda keemilise evolutsiooni etappe.
    1. bioloogiliste monomeeride teke- monosahhariidid, aminohapped
    2. bioloogiliste polümeeride teke- polünukleotiidid
    3. polümeermolekulide organiseerumine rakutaolisteks süsteemideks
  5. Milliseid eksperimentaalseid tõendeid on biomolekulide abiootilise tekke kohta? ilma ensüümideta. Miller korraldas katse, mille tingimused olid sarnased keemilisele evolutsioonile. saadi erinevaid aminohappeid, suhkruid ja lipiide. Nad ei olnud siiski kõik organismidele vajalikud. Biokeemik Fox aga leidis, et aminohapete kuumutamisel laavatükil tekivad erinevad ained, mis vees moodustavad nn. mikrokehasid
  6. Milliseid tõendeid on orgaaniliste molekulide kosmilise päritolu kohta? 1969 a kukkus Austraaliasse meteoriit, millest leiti üle 90 aminohappe. Osad neist olid maised, osa aga tundmatud. arvatakse, et Maa kujunemisl tabas seda meteoriidisadu, mis rikastas siinset keskkonda biomolekulide loomiseks vajalike monomeeridega.
  7. Milline osa võis olla mineraalidel biomolekulide abiootilisel sünteesil? Mineraalid on võimelised siduma ja kontsentreerima orgaanilisi komponente.
  8. Milles seisneb RNA maailma hüpotees? RNA oli DNA eellane. Arvatakse, et olles üheahelaline ja võimeline moodustama mitmesuguseid tertsiaarstruktuure, võis kunagi olla ensümaatilise aktiivsusega ja katalüüsida ise enda replikatsiooni. Esmase info kandjaks olid RNA molekulid. 1982 a leiti, et on olemas RNA, millel on katalüüsi võime, mida nimetati ribosüümiks. Õ lk61.
  9. Millised probleemid seisavad elu tekke nüüdisaegse käsitluse ees? Katsete käigus pole suudetud saada ei RNA ega DNA sünteesi. Pole osatud seletada geneetilise koodi teket, mille vahendusel kandub info nukleiinhappelt valgule.

Elu areng Maal


  • arvatakse et Maa vanus on 4,55 miljardit aastat
  • 4-3,5 miljardit aastat tagasi tekkis elu Maal
Vanimad elusorganismid olid anaeroobsed (ei vaja hingamiseks hapniku) heterotroofsed (toitub valmis orgnaanilisest ainest) prokarüoodid (eeltuumne). Põhiliselt bakterid ja arhed. Ilmusid fotosünteesijad prokarüoodid. Eraldus vaba hapnik atmosfääri. Aeroobsed prokarüoodid. Eukarüootsete organismide teke (päristuumsed). Lugeda lk 63 õpikust, lk 90, joonis.(vastata küsimustele)
Eukarüootsed organismid tekkisid:

Esimesed hulkraksed organismid ilmusid enne vanaaegkonna algust.

Vanaaegkond

Kambriumi alguses arenesid välja hulkrakstete loomade ehitustüübid. Need olid ainuõõssed, ussid, limused, lülijalgsed ja kiilikloomad. Umbes 15. milj aasta jooksul toimus meres skeletiga organismide massiline levik. Seda nimetatakse kambriumi plahvatusesks.
Millega seda seletada ja kuidas aitavad sellele kaasa keskkonnatingimusd?
Regulaatorgeenide olemasolu. Meres olid piirkonnad, mida nimetatakse ökoniššideks. Organismid said omale vajaliku elukeskkonna
Kambriumi lõpus surid lülijalgsed välja

Odoviitsium- ilmusid esimesed maismaal elavad vetikad ja taimed. Lõpul kliima jahenes, toimus mandrijäätumine. Tõi kaasa suure väljasuremise.

Silur- ilmusid esimesed kalad, moodustusid korallrifid,. Maismaal ilmusid primitiivsed sõnajalgtaimed, loomadest lülijalgsed.

Devon- ilmusid kahepaiksed. Need põlvnesid lihtuimsetest kaladest. Meredes suurenes kalade mitmekesius. Lõpupoole oli suur väljasuremine.

Karbon- kliima oli soe ja niiske. Puu kõrguseks kasvasid osjad ja sõnajalad. Nendest süsi. Suureneb lülijalgsete ja kahepaiksete mitmekesisus. Loomadel koorega munad (loe selle kohta). osadel putukatel kohanes lennuvõime.

Perm- suurim väljasuremine Maa ajaloos.

Keskaegkond

Triias- valitsesid suuremõõtmelised roomajad, dinosaurused, hiidsisalikud. Ilmusid esimesed imetajad. Väikesed ja põlvnesid roomajatest. Maismaal põhiliselt paljasseemtaimed ja sõnajalgtaimed.

Juura- ilmuvad esimesed linnud, kes põlvnevad ühest dinosauruste harust. Maismaal levivad katteseemne- e õistaimed. Putukad mitmekesistusid.

Kriit- toimus suur väljasuremine ajastu lõpul. Hävisid dinosaurused ja meredes elavad loomarühmad.

Paleogeen- toimus imetajate kiire evolutsioon. N: Kabjalised, kiskjalised, londilised, närilised. Vaalalised ja loivalised kohastusid eluks vees. Austraalia mandril suurenes kukkurloomade mitmekesisus.

Neogeen- kliima, taimestik ja loomastik  sarnaneb tänapäevasega. Laiemalt levisid kahepaiksed, roomajatest maod, imetajatest hiired, rotid ja ka laululinnud. 7-5 miljonit aastat tagasi lahknesid inimlased teistest primaatidest ehk esikloomalistest.

Evolutsiooni mehhanismid ja protsessid


Evolutsioonilised muutused saavad alguse üksikute organismide muutumisest. Muutused peavad tekkima geneetilises materjalis ning päranduma järgmistele põlvkondadele. volutsioneeruvad populatsioonid ja liigid. Liigi ühe populatsiioni isendid on omavahel fenotüübiliselt sarnasemad võrreldes sama liigi teiste populatsioonide isenditega. Fenotüübiline sarnasus tuleneb geneetilisest sarnasusest.

Genofond- populatsiooni isendite kõigi geenide ja nende alleelide ning genoomi(kromosoomistik) mittekodeerivate osade kogumit nimetatakse populatsiooni genofondiks.

Populatsiooni isendid võivad omavahel vabalt ristuda ning alleelid(geeni erivorm) võivad omavahel kombineeruda. Viljastumisel liituvad vanemate kõigi geenide alleelid paarideks ja nii moodustub järglase fenotüüp. Genotüüpide arv populatsioonis sõltub selle geeni alleelide arvust. Geeni alleelide arv on tavaliselt erinev. Seetõttu on ka erinev genotüüpide sagedus populatsioonis.

Eri alleelide ja genotüüpide arvu ristsuhet nimetatakse populatsiooni geneetiliseks struktuuriks antud geeni suhtes.

Populatsioonide geneetilist struktuuri võivad muuta järgmised tegurid:
  1. geneetilise materjali muutus- nii arv kui ka struktuur
  2. olemasolevate alleelide ja sellest tulenevate genotüüpide sageduse muutus

Populatsiooni geneetilise struktuuri püsiva suunaga muutusi nimetatakse mikroevolutsiooniks.

Mikroevolutsiooni tegurid on:
  • mutagenees
  • geenivool
  • geneetiline triiv
  • looduslik valik
    • Mutageneesi allikad on:
      • mutatsioonid
        • geenmutatsioon- väikesed muutused DNA struktuuris
        • kromosoommutatsioon- muutused kromosoomide pikkuses ja struktuuris
        • genoommutsatsioon- homoloogiliste kromosoomide korduste muutused
Fenotüübis avaldub väike hulk mutatsioone. Avaldudes võivad nad organismi eluvõimet ja sigivust mõjutada kasulikult, kahjulikult või olla neutraalsed.

Kui mutatsioon pole dominantselt letaalne, siis pärandub see põlvest põlve ning moodustab koos teiste mutatsioonidega populatsiooni mutatsioonilise muutlikuse varu. Mutatsiooni kahjulikus ja kasulikus pole absoluutne ja jääv. Mutatsiooniline muutlikus annab evolutsioonile lähetematerjali.
        • kombinatiivne muutlikus- seisneb vanemate geenide ja nende alleelide ümberkombineerumises järglaste fenotüüpideks. genotüüpide arv sõltub, kui palju alleele on ühel või teisel geenil.
    • Geenivool- esineb siis kui ristuvad sama liigi eri populatsioonide isendid. Geenivool tagab populatsioonide geneetilise ühtlustumise.
    • Geneetiline triiv- seisneb geenide ülekande juhuslikkuses järgmisse põlvkonda. Selle tulemusena võib genotüüpide sagedus põlvest põlve juhuslikus suunas muutuda. Geneetilisel triivil on kahesugune toime:
      1. Vähendab geneetilist muutlikust väiksestes populatsioonides
      2. Suurendab geneetilisi erinevusi liigi eri populatsioonide vahel

Mis võib mõjutada geneetilist triivi:
Veebilehtedel seletatud:
http://biomedicum.ut.ee/~martv/genolex.html#asutaja
http://biomedicum.ut.ee/~martv/genolex.html#pudelikael
pudelikaelae, asutaja ehk rajaja, milles seisnevad ja kuidas mõjutavad? Õ lugeda ja joonis.

asutaja efekt (founder effect) -- e. rajaja efekt, geneetilise triivi üks äärmuslikke erijuhte, mis tuleneb populatsiooni asutamisest (e. rajamisest) väga väikese arvu isendite poolt, äärmisel juhul üksikisendeist, kes on pärit mingist suurest populatsioonist. Asutajate väikese arvu tõttu on uue populatsiooni geenifond juhuslikel (valimivea) põhjustel oluliselt erinev emapopulatsiooni omast: selles puuduvad paljud alleelid, osa tavalisi alleele võib saada haruldaseks ja, vastupidi, mõni haruldane alleel võib saada sagedaks ning võivad fikseeruda ka mõned uued mutatsioonid. Asutaja efekt ilmneb peamiselt juhul, kui uus asutatud populatsioon on emapopulatsioonist täielikult või oluliselt isoleeritud -- nt. ookeanisaarte, eraldatud järvede, mäestikuorgude, uute mandrite jne. koloniseerimisel. Kuna asutatud populatsioon on vähemalt algperioodil vähesearvuline, siis toimib seal tugevalt ka tavaline (kestev e. persistentne) geneetiline triiv. Nende asjaolude tõttu võib uus populatsioon täiesti juhuslikel põhjustel saada uue evolutsioonisuuna kuni uue alamliigi, liigi  või perekonna tekkeni välja.

pudelikaela efekt (bottleneck effect) -- ajutise e. mööduva geneetilise triivi üks erijuhte, mis tuleneb populatsiooni arvukuse järsust, kuid 1...3 põlvkonna jooksul mööduvast arvukuse langusest. Populatsiooni arvukuse suur langus ja järgnev lühiajaline madalarvukuse ("pudelikaela") periood põhjustavad olulisi juhuslikke muutusi geenifondis. Need muutused on oma olemuselt sarnased asutaja efektiga, selle erinevusega, et ei teki emapopulatsioonist eraldatud uut populatsiooni, vaid algselt suur populatsioon ise teeb läbi ajutise arvukuse  madalseisu ja taastub seejärel samal asualal, kuid suuresti juhuslikult muutunud geneetilise struktuuriga.  Populatsiooni arvukuse kollaps võib olla tingitud looduslikest katastroofidest, kuid osal loomadel esinevad perioodiliselt korduvad arvukuse järsud langused ja tõusud -- nn. populatsioonilained e. elulained.

Kordamisküsimused


evolutsioon, bioevolutsioon, erinevad evolutsioonid
Kes lõi esimese teadusliku ja kes terviklikku evolutsiooniteooria?
Mis on lamarkism?
Sünteetiline evolutsiooniteooria?
Paleontoloogia, millega tegeleb ja fossiil?
Fülogenees- liigi ajalooline areng
Võrdlev anatoomia?
Homoloogilised elundid ja mandunud elundid?
Mida näitab embrüonaalse arengu võrdlus?
Mida tähendavad geneetilised võrdlused  ja biogeograafilised võrdlused?
Mis infot annab kultuurtaimede ja koduloomade aretus, miks ta on evolutsiooni tõendiks?
Elu päritolu: keemilise evolutsiooni etapid, nende kirjeldus, arvatavad tingimused, Oparini hüpotees.
Ribosoomid, RNA maailm?
Mida pole suudetud selgitada evolutsiooniteoorias?
Kui vana on maa, ja millal tekkis elu?
Selgitada elu esialgset arengut maal- kuni hulkraksuse kujunemine?
Mis on kambriumi plahvatus- millest tekkinud?
Millega põhjendatakse organismide väljasuremist?
Populatsiooni genofond?
Populatsiooni geneetiline struktuur?
Mis on mikroevolutsioon, tegurid?
Selgitage mutageneesi osa?
Mis on geneetiline triiv?
Mis on geenivool, kuidas mõjutab?
Pudelikaela efekt, rajaja efekt?

KONTROLLTÖÖ


Looduslik valik


See seisneb populatsiooni isendite valikulises ellujäämises ja ebavõrdses paljunemises, mis on tingitud nende geneetilistest erinevustest ja elutingimuste piiravast toimest.

Keskkonna piiravad tegurid võivad olla:
  • biootilised- haigusetekitajad, vaenlased, konkurendid
  • abiootilised tegurid- ebosoodsad tingimused, klimaatilised tegurid
Organismide sõltuvust kõigist neist tingimustest nimetas Darwin olelusvõitluseks.

Individuaalsetest geneetilistest iseärasustest tulenev erinev edukus olelusvõitluses on looduslik valik. Loodusliku valiku objektiks on isendid, kuid looduslik valik ei põhjusta geneetilisi muutusi neis isendeis endis vaid mõjutab järglaspõlvkondade geneetilist struktuuri. Nende tunnuste kaudu, mille individuaalsed erinevused sõltuvad genotüübist.

Loodusliku valikut peetakse populatsiooni geneetilise struktuuri oluliseks kujundajaks.

Suguline valik kui sugupoolte erinevuse kujundaja


Lahksuguliste loomade populatsioonides toimib sugupoolte vahelisi erinevusi kujundavalt suguline valik. Valik toimub võimalikult soodsa genotüübiga partneri saamiseks. Aluseks on vastassugupoole tunnused.

Loodusliku valiku tüübid


  1. Stabiliseeriv valik- Sellele on iseloomulik liigile iseloomulike tunnuste suhteline püsivus. Kinnistuvad populatsioonile valjakujunenud tunnused ja liigile kahjulikud tunnused kaovad. toimib püsivate ökoloogiliste tegurite korral. Peetakse peamiseks valiku tüübiks.
  2. Suunav valik- Toimub siis kui elutingimused kindlas suunas muutuvad või kui populatsioon asustab uue asuala. Järelikult saavad eelispaljunemise tavaliste tunnustega isenditest mingi tunnuse poolest erinevad isendid. N: suunava valiku toimel arenesid 1) kalauimedest maismaa selgroogsete jäsemed, 2) maismaa selgroogsete taaskohastumisel veeeluga kujunes nii kala sisalikel kui vaalalistesl voolujooneline kalakujuline keha.
  3. Lõhestav valik- toimib siis kui populatsiooni poolt asustatud ala jaotab elutingimustelt erinevateks piirkondadeks.N: tugev liikidevaheline konkurents.

Kohastumine


Kohastumused on populatsiooni või liigi isendite ühised pärilikud omadused ja tunnused, mis soodustavad nende eluvõimet ja paljunemist.
Kohastumusi loob, muudab ja säilitab looduslik valik.

Kohastumine on organismide ehituse ja talitluse pärilik muutumine populatsioonides loodusliku valiku toimel. Toimub põlvkondade vahetumise käigus ja viib kindlasuunaliste ja pöördumatute muutusteni genofondis.

Kohanemine on üksikisendi sobitumine elutingimuste muutustega päriliku reaktsiooninormi piires.

Kohanemine on mittepärilik ja võib olla pöörduv. ta võib olla kiire ja lühiajaline aga ka aeglane ja pikaajaline.

Kohastumused organismidel lk 77-79

Kõrbetaimed- neil on sügav juurestik, päevasel ajal on õhulõhed suletud, öösel varuvad süsihappegaasi,lihakad lehed ja varred vee varumiseks või vastupidi vee aurumist piiravad kitsad ja nahkjad lehed
Linnud- eesjäsemed on kujunenud tiibadeks, toruluud on tunduvalt kergemad, kahekordne hingamine, sissehingamisel läheb õhk kopsu ja osa õhukottidesse
Imetajatel- võimalus vastsündinud organismi piimaga toita,
Inimesel- anatoomilised iseärasused, mis lubavad püsti käia,
Loomade käitumiskohastumused- ,
Varjevärvus ja varje kuju- muudab organismid keskkonna taustal märkamatuks, karvkate või sulestik muudab värvi,
Hoiatusvärvus- see annab võimalikele ohustajatele märku varjatud kaitsevahenditest,
Mimikri- sarnasus teise liigiga.

Liigiteke

Makroevolutsioon

Eluslooduse süsteem

Inimese põlvnemine



Sorry, the document that you have requested is not available.

Try again

A new version of this document is available. Refresh now




Č
ą
Ago Press,
Nov 21, 2008, 5:43 AM
Comments