Obsah
Vyhledávání

1

Základy evoluce živých soustav na Zemi

1.1 Vznik a vývoj života na Zemi


Nevědecké teorie: náboženské, samosplození-z ohně, z vody, z popela, život z vesmíru

Vědecké teorie (ověřené v laboratorních podmínkách)


Mezi vědecké teorie patří vznik života formou dvoufázové evoluce:

  1. chemické (materiálová) vznik organických látek z látek anorganických.
  2. biologické (informační) přeměna jednoduchých biologických látek ve složité, vznik buněk a jejich vývoj až po dnešní dobu.

A) Chemická evoluce-vznik organických látek z látek anorganických

Probíhala formou chemických reakcí, kterými se postupně vytvářely složitější látky Tento proces probíhal cca před 4 mld. let. Předpokládáme, že trval stovky miliónů let.

  1. Z anorganických látek postupně vznikaly látky organické-AMK, puriny-primitivní molekuly - vznik koacervátů a metabolonů :

    2. Koacerváty („malé kapičky“) – vznik z roztoků makromolekulárních látek , za vhodných podmínek (teplota, hodnoty pH)

    Metabolony – vznikají z koacervátů a jsou prvním termodynamickým otevřeným systémem, který je schopný přijímat z prostředí energeticky bohaté živiny.

  2. Z primitivních molekul se začínají vytvářet jednoduché bílkoviny, NK-RNA

  3. Primitivní molekula se dále vyvíjí, vzniká DNA - genetický kód a vytváří se tzv.informační molekula

  4. Prvotní životní soustavy (eobionta, protoorganizmy, progeonta) jsou soubory informačních buněk, které vedly ke vzniku archebakterií a eukaryotních organizmů (tento proces nebyl zatím prokázán).
    Předpokládáme, že se prvotní organizmy vyznačovali všemi základními projevy života, musely už obsahovat NK a proteiny, museli být ohraničeny membránou.
    Probionty (protoorganismy) = přímí předchůdci organismů, nedokonale se replikující systém, bez ustáleného genetického kódu

  5. Vznik primitivních buněk - archebaktérie, dále vznik fotosyntetizujících bakterií a souběžně sinic – tvorba kyslíku – kyslíkatá atmosféra – ozón- vznik eukaryotních buněk (rostliny, houby, živočichové)

Informační molekula:

Tyto molekuly měly pro vznik života základní význam. Mezi těmito informačními molekulami vznikaly základní vztahy, které byly základem pro vznik prvotních živých soustav.

Otázka vzniku života souvisí se vznikem genetického kódu a zabezpečením replikace NK, obsahující ve své struktuře genetickou informaci.


B) Biologická evoluce (pokračování chemické evoluce)

Je procesem vývoje složitějších buněk, mnohobuněčných organizmů a složitějších orgánových soustav.

Předpokládané etapy biologické evoluce tedy jsou:

  1. další vývoj jednoduché buňky
  2. vznik jednobuněčných organizmů

    3. Koloniální společenstva = přechod mezi jedno a mnohobuněčností (př. Volvox – Váleč koulivý)

  3. vznik mnohobuněčných organizmů
  4. vznik složitějších soustav

Za nejstarší živé organizmy jsou považovány bakterie a sinice a jednoduché zelené řasy (vývoj v praoceánech).

Obr. 1 Sinice


Obr. 2 Bakterie


Výskyt a základní význam bakterií: všudypřítomné, rozkladači organické hmoty, původci onemocnění.

Výskyt a základní význam sinic: vodní prostředí – stojaté vody – vytváří „vodní květ“, producenti kyslíku, součástí planktonu.


1.2 Fotosyntéza

  • základní chemický proces, zabezpečující život na Zemi
  • autotrofní organismy využívají anorganické látky (CO2 + H2O) a světelnou energii k syntéze organických látek (sacharidů) za současného vylučování kyslíku, nutná přítomnost chlorofylu

Sumární rovnice:

`12 H_2O + 6 CO_2` -- slun.záření + chlorofyl ---- `C_6 H_12 O_6` (glukóza) + `6 O_2 + 6 H_2O`

Fáze:

Primární (světelná) - závislá na světle, probíhající v membránách tylakoidů v chloroplastech, tvoří se ATP, dochází k FOTOLÝZE VODY
= H2O se rozkládá na 02 + H + elektrony

Sekundární (temnostní) - nezávislá na světle, redukce CO2 za vzniku sacharidu při využití ATP

  • nejznámější metabolickou cestou syntézy sacharidů = CALVINŮV CYKLUS

1.3 Evoluční teorie

Definice evoluce: z latiny vyvíjet se, průběžný vývoj
Autoři evolučních teorií:

Charles Robert Darwin (1809–1882) byl britský přírodovědec, zakladatel evoluční biologie.

Obr. 3 Ch. Darwin

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, chevalier de Lamarck (1744–1829), francouzský přírodovědec. Poprvé použil termíny bezobratlí a biologie.

Předpoklad Lamarckovi teorie evolučního procesu: organismy získávají za svého života zkušenosti a ty pak zúročují při tvorbě potomstva (př. Pokud srna hodně běhá, budou mít mláďata silné nohy).


Předpoklady Darwinovy teorie evolučního procesu:

  1. reprodukční nadprodukce
  2. variabilita organizmů
  3. selekce
    1. přírodní výběr
    2. pohlavní výběr
    3. umělý výběr
  4. konkurenční vztahy
  5. přizpůsobivost organizmů

Závěr: přežije nejsilnější jedinec (ve smyslu výše uvedených předpokladů)


1.4 Fylogeneze člověka

Fylogeneze je vývoj rostlinného nebo živočišného druhu. Člověk jako živočišný druh se začal vyvíjet na konci třetihor, jeho vývoj není dokončen.

Je součástí vývoje obratlovců (strunatci – obratlovci – savci – nehetnatci – hominoidea – gibonovití a hominidi – procesy hominizace…sapientace…)

Současné hypotézy dokladovány kosterními nálezy z období třeti a čtvrtohor (pocházejí z Afriky, Asie, Evropy i Ameriky).

Člověk se vyvíjel postupně procesem hominizace a sapientace.

Obr. 4 Předchůdci člověka

Proces hominizace (polidštění):

Vývojové změny prokazatelné na kostře a směřující k formám člověka.

  1. Napřimování postavy (projevy na páteři, dlouhých kostech a pánvi).
  2. Předozadní zploštění hrudníku (umožnění rotace v ramenním kloubu).
  3. Změny na lebce (způsobené velikostí mozku, nadočnicové oblouky).
  4. Sdružování ve společnosti (změna pudového chování na uvědomělé, systematické a opakované používání nástrojů – postavení palce do opozice k ostatním prstům).

Proces sapientace (zmoudření):

  1. Rozvinutí rozumových schopností.
  2. Abstraktní myšlení, řeč.
  3. Vytvoření organizované lidské společnosti.

Důkazy fylogenetického vývoje člověka:

  1. Embryologie (biogenetický zákon) – jedinec v průběhu ontogeneze (prenatálního období) opakuje, ve zkrácené podobě jednotlivá vývojová stádia, jimiž procházel dotyčný druh v průběhu svého fylogenetického vývoje.

  2. Srovnávací anatomie – rudimenty – zakrnělé orgány nebo výskyt vlastností, které měli význam u vývojově nižších předchůdců (apendix, ocasní část páteře, zuby moudrosti).
    Atavismy – rys nebo znak evolučně již překonaný a vymizelý, který se však znovu objeví jako vyjímka (noha u velryby, ocas u člověka).

  3. Molekulární genetika (vzájemná příbuznost druhů) – zabývá se studiem buněčných biologických procesů ne jejich molekulární úrovni.

Naleziště pozůstatků člověka:

Jeskyně Altamira (Španělsko), Lascaux (Francie), Kapavaja (J Ural), Dolní Věstonice, Předmostí u Přerova.

Obr. 5 Věstonická Venuše