17. Vznik a vývoj živých soustav, biologická evoluce

Teorie o původu života na Zemi
• Vnik života a vývoj organismů je považován za součást celkového vývoje Země
• Země vznikla přibližně před 4,6 miliardami lety
• Nejstarší paleontologické doklady o životě na Zemi jsou staré asi 3,5 miliard let
• Dnes máme různé hypotézy na vznik Země – Současná hypotéza je tzv. MLHOVINNÁ – Země a další planety Sluneční soustavy vznikají z mlhoviny – ochlazováním se smršťuje, hmota se zahušťuje, uprostřed vzniká jádro, postupná diferenciace – nejtěžší prvky do středu (Ni, Fe) zemský plášť vzdušný obal

• GEOLOGICKÉ ÉRY – biologický vývoj
o Prahory – koule se začíná ochlazovat, vznik základu kontinentů (kratony). Vznik základu atmosféry (obsahuje hodně amoniaku), vznik hydrosféry, praoceánů
o Starohory – formování pevninských bloků, v atmosféře přibývá C02 a 02
o Prvohory – neklidné období – Kaledonské (horstva Britských ostrovů), Hercynské vrásnění (Český masiv)
o Druhohory – relativně klidná éra, na konci se začíná probouzet Alpínské vrásnění (vznik české křídové tabule)
o Třetihory – krátké, neklidné období, Alpínské vrásnění – Alpy, Himaláje, Koldilery
o Čtvrtohory – změna období, střídání dob ledových a meziledových, fylogeneze rodu homo

Názory na vznik života
• Kreační teorie – zastávající názor, že život vznikl stvořením, zásahem nadpřirozené síly – Boha (i dnes má tato teorie řadu zastánců – většina náboženských směrů)
• Teorie naivní abiogeneze – měla svůj původ již u starověkých filosofů, předpokládala vznik organismů přímo z neživých anorganických látek; fr. chemik L. Pasteur důmyslnými pokusy dokázal, že náhle a samovolně z neživé hmoty nemohou vznikat ani mikroby
• Teorie panspermická – život je rozšířen po celém vesmíru ve formě zárodků (kosmozoí), které v případě, že dopadnou na vesmírné těleso s podmínkami vhodnými pro život, rozvinou se do vyšších a složitějších forem
• Eternismus – život nevznikl, je tu pořád
• Teorie evoluční abiogeneze – předpokládá vznik života postupným chemickým a biologickým vývojem, z neživé hmoty přímo na Zemi; evoluční proces vzniku života zahrnuje 3 etapy
o chemická evoluce = vznik jednoduchých organických sloučenin abiogenetickou cestou v období formování zemské kůry, tj. přec více než 4 miliardami let. Základem života na Zemi jsou bílkoviny, bílkovina = řetízek aminokyselin
o biochemická evoluce = z koloidních roztoků makromolekulárních látek vznikají za vchodných podmínek shluky koloidních částic, které vytvořily malé kapičky koacervátů = bílkovinné chomáčky, které plují v hydrosféře (modelové pokusy prováděli A. Oparin a J.B.S. Haldane)
1. důkazy – Miller, Oró
o biologická evoluce – vznik prabuněk (eobiontů) z bílkovin, pohlcují na co přijdou, začátek metabolismu. Eobionta jsou předchůdci prokaryotních buněk
1. koacerváty
2. metabolony
3. eobionti
4. protobionti

Vývojové myšlenky před Darwinem
• Starověk, středověk – nevnímali vývoj, vládly kreacionistické názory
• Novověk – nálezy fosílií – C. Linné – uspořádal systém (podle barvy, velikosti). Viděl vývoj, ale nezabýval se jím
• 18.-19. stol – rozvoj paleontologie,
o Hook, Smith – katastofisté (říkali, že po katastrofě je vždy nový, ale odlišný vývoj),
o Curier – hodně potop nebo biologický vývoj
1. Teorie kataklysmat
2. Zakladatel paleontologie
o J. B. Lamarck – vývoj existuje, nezná příčinu
1. Prostředí změny nezpůsobuje, vyvolává snahu organismů změnit se
o S. Hilaire – vývoj ve skocích
o Ch. Lyell – postupný, klidný vývoj
• Ch. Darwin – pocházel z bohaté rodiny, koupil si loď, spolu s malíři a vědci vyplul kolem světa; vydal knihy; O Vzniku druhů přirozeným výběrem, Vznik člověka a pohlavní výběr
o Tři základní teze darwinismu:
1. vývoj existuje
2. rozšíření organismu na Zemi je zákonité (výskyt organismů není náhodný)
3. hlavním faktorem vývoje je boj o život a přírodní výběr
• Následovníci:
o Ernest Heackel – „Ontogeneze je zkrácenou fylogenezí“
o Dollo – „Biologický vývoj je nezvratný“
o Osborn – zákon adaptivní radiace
• Darwinismus v současnosti – význam pro paleontologii, genetiku, ekologii (věda o vztazích mezi organismy i organismy a jejich prostředí)
• Fylogeneze člověka – Darwin prohlásil, že člověk má společné živočišné předky – období honby za chybějícím článkem, na Jávě vykopali něco, co vypadalo jako opice nebo člověk, další nález – neanderthal.
o Nálezy z prvohor: Barandie
o Nálezy z druhohor: Podhořany, Žleby, Pardubicko
o Vývoj ve čtvrtohorách: Australopithecus africanus – drobná postava, 140 cm, 35-45 kg, kapacita mozku 50 cm3, bipedie, lesostepi Afriky, primitivní nástroje
BIOLOGICKÁ EVOLUCE ad Biologie pro gymnázia
1. Termín evoluce – H. Spencer

2. Škola diluvianistů – mnoho potop světa – katastrogy
a. Robert Hook

3. Teorie kataklyzmat – G.Cuvier – zakladatel paleontologie – využíval linného systému

4. Lamarckismus –
a. Organismy mají přirozenou schopnost a vůli zdokonalovat se
b. Prostředí vzbuzuje snahu měnit se
c. Změny jsou předávány dalším generacím

5. Darwinismus – Darwin stavěl na učení Ch.Lyella – geologický vývoj probíhá dál. Stejnou teorii jako Darwin publikoval i A.R.Wallace
a. Přirozená variabilita organismů
b. Organismy produkují více potomstva než může přežít -> přirozený výběr nejschopnějších jedinců
c. Graduální – postupný – vývoj živých soustav

6. Neodarwinismus

7. Teorie sobeckého genu

8. Zamrzlá evoluce

ÚROVNĚ BIOLOGICKÉ EVOLUCE
1. Mikroevoluce – změny probíhající v populacích téhož druhu
2. Speciace – vznik nových geneticky izolovaných druhů (- vysvětli pojem druh a charakterizuj)
3. Makroevoluce – vznik vyšších taxonů než druh, dlouhé časové období

MECHANISMY EVOLUCE
1. Mutace
2. Migrace genů
3. Genetický drift
4. Selekce
a. Výběr stabilizující – v neměnném prostředí, podpora průměrných vlastností
b. Výběr usměrňující – v měnícím se prostředí, podpora jiných než průměrných vlastností – populační trend
c. Výběr disruptivní – nestejnorodé prostředí, preference extrémů – často vede ke speciaci
Hominizace a sapientace
• Hominizace – zlidštění
o oploštění hrudníku = rotace ramenního kloubu
o změny související s bipédií – tvar páteře, postavení pánve
o změny na lebce – mozková, obličejová část, změna zubů, zubního oblouku, zmenšení nadočnicových oblouků
o změny horní končetiny
• Sapientace = zmoudření, schopnost řeči, schopnost jemné motoriky, vývoj nervové soustavy

• Nejstarší paleolit – člověk zručný
HOMO HABILIS (nástroje používá, i vyrábí)

• Starý paleolit – člověk vzpřímený
HOMO ERECTUS
o nálezy: první – Dalmácie, Jáva, Afrika,
Slovenský kras, Moravský kras

• Střední paleolit – člověk rozumný = pračlověk
HOMO SAPIENS

• Mladý paleolit – člověk dnešního typu
HOMO SAPIENS SAPIENS
o typ Brno – dlouhá lebka
o typ Cromagnon – široká lebka
o nálezy – Dolní Věstonice
Koněpruzské jezkyně

Určování a datování nálezů
• Stratigrafické zařazení = věda o určování podle
známých vrstev

• Radioaktivní metoda – každá živá hmota obsahuje
konstantní množství radioaktivního izotopu uhlíku
Po smrti organismu se mění množství tohoto
izotopu v organismu, ubývá ho s poločasem
rozpadu, Po změření množství radioaktivního
izotopu v kosti je možné vypočítat, jak dlouho
již není živý

• Dendrochromologie – pomocí dřeva, letokruhů