biology notes 5/5/2025





Darwinin evoluutioteoria

- Charles Darwin (1809-1882) oli englantilainen luonnontieteilijä.
- Keräsi maailmanympärysmatkallaan (1831-1836) aineistoa, jonka pohjalta esitti evoluutioteoriansa.
- 1859 Darwin julkaisi kirjansa "Lajien synty"
- Päätteli keräilemänsä aineiston avulla, että kaikki lajit ovat kehittyneet yhteisestä kantamuodosta luonnonvalinnan seurauksena

- Eliöiden tehokas lisääntyminen tuottaa liian suuren yksilömäärän --> henkiinjäämistaistelu
- Saman lajin yksilöiden välillä muuntelua --> luonnonvalinta

Darwin tutki lintuja, jotka on myöhemmin nimety darwininsirkuiksi.

Darwinia pilkattiin evoluutioteoriastaan pilakuvilla.



Hicksiä aikoinaan pilkattiin Hicksin bosonista, joka myöhemmin todettiin oikeaksi päätelmäksi. Platonin luola.

Darwininsirkuille on kehittynyt erilaisia nokan muotoja sen mukaan, millaista ravintoa ne syövät ja miten ne hankkivat ravintonsa.



Charles Darwin osallistui Beagle-laivalla tehdylle maailmanympärimatkalle, jonka aikana hän kehitteli evoluutioteoriaansa.


Charles Darwin esitti evoluutioteoriansa kirjassa "Lajien synty" vuonna 1859:

Eliöiden tehokas lisääntyminen --> liian suuri yksilömäärä --> henkiinjäämistaistelu --> luonnonvalinta --> huonot yksilöt karsiutuvat, olosuhteisiin parhaiten sopeutuneet jäävät jatkamaan sukua.

Synteettinen evoluutioteoria

Darwinin teoriaan on yhdistetty (synteesi = yhdistäminen) muun muassa perinnöllisyys- ja populaatiotutkimuken uusia tuloksia.



Evoluutio perustuu hyvien toimintojen kasautumiseen. Kun kirahvilla on tapahtunut mutaatio, jonka seurauksena kaulanikamien solut reagoivat kasvuhormoniin nopeammin tai kauemmin, myös verisuonet ja hermot pidentyvät yhtä paljon.

Nykykäsityksen mukaan yksilöiden välinen henkiinjäämistaistelu ei ole niin fyysistä kuin Darwin ajatteli. Koala eli pussikarhu nukkuu 80 % elämästään. Koska koalan elimistö hajottaa eukalyptuksen myrkyllisiä aineita, se kuitenkin menestyy hyvin omasa ympäristössään.

Fossiilit

- Fossiili on eliön jäänne, joka on vähintään 10 000 vuotta vanha.
- Fossiileja syntyy yleensä vain eliöistä, joissa on luita, kuoria, puuainesta tai muita kovia rakenteita.

1. Kun eliö kuolee, hajottajat käyttävät sen ravinnokseen
2. Joskus eliö kuitenkin hautautuu nopeasti veden pohjaliejuun tai tulivuoren suhkaan, missä hajottajien toiminta on mahdotonta
3. Kuollut eliö ei silloin hajoa, vaan sen osat korvautuvat hitaasti mineraaleilla. On syntynyt fossiili, muinaisen eliön kivettynyt jäänne.

Meripihkan sisällä voi olla kokonaisia eläimiä.

Paleontologit tutkivat myös fossiloitunutta ulostetta. Esimerkiksi 44 senttimetriä pitkä, 5 miljoonaa vuotta vanha dinosauruksen ulostefossiili auttaa selvittämään dinosaurusten ruokavaliota.








Ihmisen elimistön surkastumia

- Viisaudenhampaat

Takimmaiset hapaat eli viisaudenhampaat ovat jäänne ajalta, jolloin esi-iillämme oli pitempi leuka eivätkä aivot vieneet yhtä paljoa tilaa kallosta kuin nykyisin

- Korvanliikuttajalihakset

Toimivilla korvanliikuttajalihaksilla voisi käännellä korvalehtiä ja kerätä ääniaaltoja eri suunnista kuin jänis. Useimmilla ihmisillä lihas ei kuitenkaan pysty aiheuttamaan liikkeitä, vaikka yllättävän äänen seurauksena lihakset yhä värähtelevät kin siinä korvassa, joka on äänen puolella

- Umpilisäke

Umpisuolen pääsä olevassa umpilisäkkeessä elää jäniksellä ja muilla kasvinsyöjäeläiillä selluloosaa hajottavia bakteereja. Tämä on tärkeää, koska kasvisolujen soluseinä sisältää paljon selluloosaa. Ihmisellä mpilisäke ei enää toimi samalla tavalla, eikä selluloosa haoa ruoansulatuksessa lukuun ottamatta vähäistä paksusuolen bakterrien hajottamaa määrää. Umpilisäkkeellä on kuitenkin jonkin verran merkitystä elimistön puolustamisreaktioiden kannalta varsinkin pienellä lapsella.

- Ihokarvat

Ihmisen karvapeitettä voidaan sanoa surkastumaksi, vaikka neliösenttimetriä kohden ihmisellä on keskimäärin yhtä onta karvaa kuin muillakin apinoilla. Ihmisen karvat vaan ovat lyhyempiä ja ohuempia, joten ihmisellä ei näytä olevan turkkia. Kun karvankohottajalihakset supistuvat, iho menee kananlihalle ja turkin oli tarkoitus nousta tuuheaksi. Surkastuneiden karvojen vuoksi tästä ei ole ihmiselle juurikaan etua. Karvankohottajalihasten toiminnasta on kuitenkin kylmässä luonnossa hyötyä, koska lihastyö tuottaa lämpöä.

Tapani Hopkins. Tee haastattelusta muistiinpanoja. Hänen tutkimuksissaan kertyi jopa 100 litraa hyönteisiä. Joskus lajien nimiä nimetään oikean latinan sijaan pseudolatinaksi. Jonkun hyönteisen nimeäminen toisen henkilön mukaan on korkea kunnianosoitus, mutta välillä se on aika tricky koska haluaako välttämättä nimetä jonkun groteskin ötökän rakkaan ihmisen mukaan.

Eräs kuoriainen on nimetty herjauksena Hitlerin mukaan, mutta kyseinen kuoriainen on kuolemassa sukupuuttoon sen tähden, kun ötökkäkeräilijät haluavat sen ötökän nimen takia omaan kokoelmaan.



Ihmisellä ja useimmilla muillakin nisäkkäillä vilkkuluomi eli kolmas silmäluomi on surkastunut vaaleanpunaiseksi kudosmöykyksi silmän nenän puoleiseen kulmaan.



Sytokromi-c-proteiinia tuottavaa geeniä käytetään molekyylikellona. Geenissä 339 emästä. Kuvassa numerot kertovat, kuinka monen emäksen ero lajien välillä on.

Eliökunnan tieteelliseen luokitteluun ei ole tällä hetkellä kansainvälisesti vakiintunutta ja yhdenmukaista esitystä. Luokitteluperusteet muuttuvat sitä mukaa, kun tieteellistä tietoa saadaan lisää. On arvioitu, että tieteellisen luokittelun käytänteet vakiintuisivat seuraavan 10 vuoden aikana.

Keskeiset erot esitettyyn tieteelliseen luokitteluun:

- Domeeneja on kaksi: bakteerit ja arkeonit, tumalliset kuuluvat arkeonien domeeneihin.
- Tumallisten taksonien nimeäminen on vielä kesken ja taksonien tasot eivät ole vakuuntuneet. Erityisesti kuntatason luokittelu on ongelmallinen: kasvit, sienet ja eläimet eivät ole hierarkkisesti samoilla luokitelutasolla, joten kaikkia näytä kolmea ei voi nimittää kunniksi. Tästä syystä on esitetty luovuttavan käsitteistä kasvikunta, sienikunta ja eläinkunta.
- Kalat ja matelijat eivät ole taksoneita vaan muotoluokkia, eli näiden ryhmien muodostuminen ei perustu eliöiden sukulaissuussuhteisiin vaan ulkonäköön. Kalat luokitellaan taksoneihin ympyräsuiset, rustokalat tai viukaeväiset. Matelijat lokitellaan taksoneihin kilpikonnat, liskot, käärmeet tai krokotiilit.
- Osa taksoneista on saanut suomenkielisen nimen: onteloiset (ekskavaatit) ja värirakkulaiset (kromalveolaatit). Nimet eivät ole vielä vakiintuneet.

Biodiversiteetti

= biologinen monimuotoisuus

1. lajinsisäinen perinnöllinen muuntelu
2. erilaiset lajien runsaus
3. erilaisten elinympäristöjen runsaus

Maapallolla elämä on monimuotoisinta sademetsissä ja koralliriutoilla.
Arviot maapallolla elävien lajien yhteismäärästä vaihtelevat 10 miljoonasta jopa biljoonaan.



Luokittelun perusteet

- Luokittelu perustuu eliöiden rakenteen, käyttyätymien, perimän ja biokemian tutkimiseen ja vetailuun
- Luokitteluperusteet muuttuvat sitä mukaan, kun tieteellistä tietoa saadaan lisää.

Yksi suurimmista biologian tieteenalan nykyisistä kehitysharppauksista on tapahtunut perimän tutkimuksessa. Tieteellinen tieto perimän rakenteesta ja toiminnasta on lisääntynyt ja muuttunut, mikä on vaikuttanut biologian eri tutkimusaloihin. Esimerkiksi aiemmin lähinnä eliöiden ulkoisen rakenteen vertailuun perustunut eliöiden luokittelu on päivittynyt DNA:n tutkimusvälineiden ja -menetelmien kehittymisen myötä. Muutokset biologisessa tiedossa ovat haastaneet myö opetussuunnitelmien laatijat, oppimateriaalien tekijät ja opettajat miettimään, milloin ja miten muutokset tuodaan opetukseen.

Lajintuntemuksen merkitys

- Helpottaa havainnoimista.
- Vahvistaa omaa luontosuhdetta --> elinympäristön suojelu --> omat elämäntapavalinnat
- Ympäristöongelmien ennaltaehkäisy ja ratkaisut / toimiva suojelukeinot
- Hyödyntäminen esim. lääketieteessä, ravinnontuotannossa, teollisuustuotannossa ja ympäristönsuojelussa.

Aspiriini on tulehduskipulääke, jonka vaikuttava aine on asetyylisalisyylihappo. Alun perin salisyylihappo löydettiin kasveista, mutta myöhemmin sitä on opittu valmistamaan laboratorioissa. Lääkkeen nimestä "spir" viittaa salisyylihappoa sisältävän mesiangervon entiseen tieteelliseen lajinimeen spirea ulmaria.

Luokittelujärjestelmä

Eliöiden luokittelujärjestelmän kehittäjä Carl von Linné



Carl von Linné (1707-1778) loi perustan eliöiden tieteelliselle luokittelulle. Hän kiinnostui eliöiden luokittelusta toimiessaan lääkärinä ja kasvitieteilijänä. Linnén elinaikana kasveja hyödynnettiin lääkkeinä, minkä vuokri lääkäreiltä edellytettiin myös kasvien tuntemusta.

Linnén tavoitteena oli nimetä ja luokitella kaikki kasvit, eläiet ja kivet. Hän luokitteli eliöt kahteen ryhmään sen perusteella, liikkuivatko ne vai eivät. Sienet Linné luokitteli kasveihin.

- Eliöiden luokittelu esitetään hierarkkisilla tasoilla.
- Mitä alemmalle luokittelun tasolle mennään, sitä läheisempää sukua lajit ovat toisilleen.
- Taksoni tarkoittaa sukulaisuussuhteiden mukaan muodostettua ja nimettyä eliöryhmää esim. laji ja luokka ovat taksoneita.



Ihmisen tieteellinen luokittelu

domeeni tumalliset eli eukaryootit Eucarya
yläkunta peräsiimaiset Opisthokonta
kunta eläinkunta Animalia
pääjakso selkäjänteiset Chordata
alajakso selkärankaiset Vertebrata
luokka nisäkkäät Mammalia
osaluokka istukalliset nisäkkäät Eutheria
lahko kädelliset Primates
osalahko apinat Simiiformes
yläheimo ihmisapinat Hominoidea
heimo isot ihmisapinat Homindae
suku ihmiset Homo
laji ihminen Homo sapiens


Vanamon tieteellinen luokittelu

domeeni tumalliset eli eukaryootit Eucarya
kunta kasvikunta Plantae
alakunta putkilokasvit Tracheobionta
kaari siemenkasvit Spermatophyta
alakaari koppisiemeniset Magnoliophytina
luokka kaksisirkkaiset Magnoliopsida
lahko (ei lahkonimeä suomeksi) Dipsacales
heimo vanamokasvit Linnaeaceae
suku vanamot Linnaea
laji vanamo Linnaea borealis


Heimo on eliöryhmä, josta on selvästi erotettavissa lajien sukulaissuhde: esimerkiksi lohikalojen heimoon kuuluville kaloille, kuten lohelle, taimenelle, siialle ja muikulle, ominainen tuntomerkki on selkäevän takana oleva rasvaevä.



Nykyaikainen luokittelu

- Luokittelu perustuu eri lajien DNA:n vertiluun.
- Luokittelu muuttuu tutkimusmenetelmien kehittymisen myötä.
- Kaksi eri lajia voivat olla niin erinäköisiä, että niitä on vaikea uskoa lähisukulaisiksi keskenään esim. valkovuokko ja lapinvuokko kuuluvat eri heimoon.