Vad är evolution?
Skapelseberättelsen
• Gud skapade världen på sju dagar
• Han skapade djur och växter (sådana vi
ser dem idag)
• Adam fick ge namn åt alla
Fossil hittades, 1700-talet
• Hur förklara dessa?
• Syndafloden!
• Men kan det verkligen stämma...?
Fossil av vattenlevande djur, högt
uppe på berg - 1000-tals m.ö.h.
• Jorden måste vara mycket äldre än vad Gamla
Testamentet anger!
• Geologer är de första som utmanar bibelns
världsbild!
• Biologer bygger vidare: Om lagren är miljontals
år gamla, måste fossilen i dem vara lika gamla!
• Fossil längre ner i lagren innehåller enklare
organismer än de ovanför
• Detta pekar på att det skett en evolution
OK - evolution. Men hur?
• Många teorier - men bara en har kunnat
stå emot de prövningar som väntar en
naturvetenskaplig teori!
Bevis för evolutionen
• Paleontologen Jim
Jensen med ett
Ultrasaurus-ben
Bevis för evolutionen
• Det är inte så att det finns ett ensamt
bevis, som säger att evolutionen har ägt
rum. Men det finns många "småbevis"
som alla leder i samma riktning, nämligen
den om evolutionsteori.
Evolutionens drivkrafter: Kampen
för tillvaron
• Bara ett fåtal av
blåsparvens
(Sialia sialis)
ungar kommer att
överleva till vuxen
ålder, och få egna
ungar.
Evolutionens drivkrafter: Kampen
för tillvaron
• Det föds betydligt fler
ungar än vad som
överlever till vuxen
ålder.
• Det blir en kamp – på
liv och död – om vem
som ska överleva.
• Den som är bäst
anpassad till rådande
miljö, har störst
chans att överleva –
och få ungar.
Evolutionens drivkrafter: Variation
Björkmätare (Biston betularia) i spräcklig och svart
variant
Evolutionens drivkrafter: Variation
• Inom en population finns det
alltid en viss variation
• Alla individerna ser inte
likadana ut!
• Variationen + kampen för
tillvaron leder till olika fitness
• Fitness = en individs relativa
reproduktiva framgång, d.v.s.
hur många överlevande ungar
en viss individ får, jämfört med
andra individer av samma art.
Evolutionens drivkrafter:
Ärftlighet
• Egenskaper hos en
individ ärvs av
ungarna
• Exempel:
• Längd/form på
näbben
• Hudfärg
• Längd på halsen
• Etc.
Evolutionens drivkrafter: Tid
• Vi vet att universum
skapades för 13,8
miljarder år sedan. Vi
vet att jorden
skapades för 4,55
miljarder år sedan.
• Evolution tar tid, men
tid finns – i massor!
Bevis för evolutionen - Erosion
• Det rinnande
vattnet eroderar
en bergart.
• I denna bergart
kan man finna
fossil.
• Exempel:
– Ghost Ranch,
New Mexico
Bevis på evolution - Erosion
• Erosion i Grand
Canyon, Colorado
Stratigrafi
• Stratigrafi =
Åldersbestämning med
hjälp av sedimentlagren.
• Om lagerföljden är orörd
befinner sig de äldsta
fossilen nederst.
• Det är alltid så att de mer
"primitiva" organismerna
finner man längre ned i
lagren (eftersom de är
äldst).
• Fossil från samma lager är
förstås också lika gamla,
även om lagren kan vara på
olika platser på jorden.
Hur bildas ett fossil?
• Bildserien som följer visar hur ett fossil av
en Ophthalmosauru skulle kunna bildas.
Hur bildas ett fossil?
Hur bildas ett fossil?
Hur bildas ett fossil?
Hur bildas ett fossil?
Hur bildas ett fossil?
• Eftersom maneter och andra "mjuka" djur
inte innehåller några hårda delar, bildas
det mycket sällan fossil från dessa.
Fossil kan också vara:
• Fossila fotspår
– På bilden intill visas
spår efter
dinosaurier. De
upptäcktes 2007 i
östra Frankrike, på
gränsen till
Schweiz, och är
troligen 150
miljoner år gamla.
Fossil kan också vara:
• Böljslagsmärken
– Förstenade märken i
sanden (precis under
vattenytan) efter
vågor.
• Grävmärken efter
maskar,
bottenlevande djur
etc.
Här gick "Lucy"
• Eller, tja, det var ju inte
exakt samma individ av
Australopithecus som
man funnit så fint fossil
av, men det är faktiskt
fossila fotspår av en
stor och en liten
Australopithecus (en
hane och en hona).
Här gick "Lucy"
• Fotspåren är från från
Laetoli vid Olduvai i
Tanzania. De gjordes
i vulkanisk aska, och
cementerades ihop av
mjukt regn strax efter
att de gjorts. En tid
efter detta, täcktes de
av annan aska, och
spåren bevarades till
eftervärlden.
Vad är ett ledfossil?
• Ett ledfossil är ett fossil
som kan användas för
att åldersbestämma
andra fossil. Det betyder
att om man hittar ett
fossil i samma lager som
ett ledfossil, så måste
det fossil man hittat vara
lika gammalt som
ledfossilet.
Vad är ett ledfossil?
• För att ett fossil ska kunna
fungera som ledfossil, måste
det
• ha haft en snabb evolution,
d.v.s. endast funnits under
begränsad tid
• ha haft en stor geografisk
spridning
• vara vanligt
• vara lätt att identifiera
• inte vara bundet till någon
speciell bergart eller sediment
Vad är ett ledfossil?
• Olika arter av trilobiter och ammoniter är klassiska ledfossil.
Ammoniter
• Ammoniter (Ammonoidea)
är en utdöd underklass av
bläckfiskar som levde från
ungefär 400 till 65 miljoner
år sedan. Ammoniter har
genom åren använts flitigt
som ledfossil, främst under
jura, eftersom nya arter
utvecklades snabbt och
levde under en relativt kort
period i jorden historia.
Trilobiter
• Trilobiter, utdöd klass
trilobitartade leddjur och är
således nära släkt med
dagens kräftdjur och
insekter. De levde i havet
från äldre kambrium till
yngre perm (för ca 560–250
miljoner år sedan).
• Många trilobiter är viktiga
ledfossil och värdefulla för
jämförande
åldersbestämningar,
särskilt i lagerföljder från
kambrium och ordovicium.
Radiometri
• Radiometri innebär att
man mäter halten av
något radioaktivt
ämne, dvs
sönderfallet hos olika
isotoper, i ett föremål
för att bestämma
dess ålder.
Kol-14-datering
• Kol-14 (14C) är
radioaktivt, vilket
innebär att det
sönderfaller till andra
ämnen med en jämn
hastighet. Dock bildas
det nytt kol-14 hela
tiden i atmosfären, så
halten kol-14 är
konstant.
Kol-14-datering
• Eftersom organismer
på jordens yta
regelbundet sätter i
sig kol-14 (de äter,
helt enkelt, eller
(växter) tar upp
koldioxid ur luften), så
är också halten kol-14
konstant i
organismerna – så
länge de lever.
Kol-14-datering
• När organismen dör,
slutar den ta upp kol14, och halten kol-14
kommer därför
successivt att minska.
Kol-14-datering
• Eftersom man vet hur
snabbt kol-14
sönderfaller, kan man
mäta hur mycket kol-14
det finns i något dött
material, jämföra hur
mycket det finns i nu
levande organismer, och
därigenom räkna ut hur
länge sedan det var det
döda materialet dog.
Kol-14-datering
• Åldern på ismannen
"Ötzi", som
upptäcktes i de
italienska alperna
1991, bestämdes
med kol-14-metoden
till 5200 år.
Annan radiometrisk datering
• Kol-14 sönderfaller ganska snabbt, så man
kan inte saker som är äldre än c:a 50 000
år gamla.
• För att datera äldre material – stenar och
fossil, t.ex. – mäter man ämnen som
sönderfaller långsammare.
Stämmer den radiometriska
dateringen?
• Man brukar inte använda sig av endast en
metod när man vill åldersbestämma ett
fossil. Kol-14-datering kalibreras med hjälp
av dendrokronologi (man räknar
årsringarna på träd), och för äldre fossil
används flera olika radioaktiva ämnen.
Jämförande
anatomi 1
• Genom att jämföra
anatomin för olika
utdöda och levande
arter kan man finna
stora likheter.
• Jämförande anatomi:
dinosaurie
(Compsognathus) urfågel
(Archaeopteryx) - fågel
(höna)
Jämförande
anatomi 1
• Likheter i anatomin
tyder på ett släktskap,
och ibland också en
utvecklingslinje. I det
här fallet har
utvecklingen gått från
s.k. fågelhöftade
dinosaurier, via
urfågeln
Archaeopteryx till
dagens fåglar.
Jämförande
anatomi 2
Likheter hos nu levande arter
• I bilden intill syns hur
handlovsbenen utvecklats
olika hos olika arter
• Detta tyder på ett
gemensamt ursprung
• Ju mer lika varandra två
arters anatomi är, desto
närmare släkt är de.
Jämförande
anatomi 2
Divergent evolution
• Ett organ (eller ett
protein eller funktion)
har utvecklats olika
hos olika arter
• Man ser likheter i
anatomin, men det
finns olikheter i
funktionen
Valens evolution
• Bildserien som följer visar valens evolution
från Pakicetus, som kan vara den tidigaste
landlevande val-förfadern, via
Ambulocetus ("den gående valen") och
Rodhocetus till Basilosaurus och dagens
tandvalar.
Valens evolution
• Idag: Späckhuggare (Orcinus orca )
Valens evolution
• 38 miljoner år sedan: Basilosaurus
Valens evolution
• 47 miljoner år sedan: Rodhocetus
Valens evolution
• 50 miljoner år sedan: Ambulocetus
Valens evolution
• 53 miljoner år sedan: Pakicetus
Valens evolution
•
•
•
•
Teorier om valens evolution grundar sig på studier av
fossil (jämförande anatomi)
mitokondrie-DNA hos nu levande arter
Valens närmaste landlevande släkting: Kossan!
Hästens
evolution
• Bilden nedan
visar hästens
evolution från
50 miljoner år
tillbaka fram
till idag.
Utvecklingen
grundar sig på
fossilfynd.
Hästens
evolution
• Lägg märke till
hur foten och
benet
specialiseras
och förändras
under
evolutionen!
• Från början:
– Fotgångare
– Skogslevande
Hästens
evolution
• Förändring i miljön
sker, från skog till
mera stäpp/savann.
Detta leder till
evolution!
• Idag:
– Tågångare snabbare
löpning på stora ytor
– Stäpp/savannlevande
Ögats
evolution
• Bilden visar
olika
evolutionära
stadier av
ögats
evolution.
Ögats
evolution
• De olika
evolutionära
stegen finns
representer
ade hos nu
levande
organismer.
Till
exempel:
Ögats
evolution
• Ljuskänsliga proteiner
finns redan hos en del
encelliga organismer,
som Euglena
• I flercelliga organismer
specialiserades vissa
celler till att innehålla
mycket ljuskänsligt
protein (a)
• Detta var fördelaktigt, då
en plötslig förändring i
ljusstyrka kunde betyda
att ett rovdjur närmade
sig
Ögats
evolution
• En grund grop
(b) gjorde det
lättare att se
varifrån ljuset
kom
• Ljuskänsliga
celler i en
grund grop
finns hos
plattmaskar,
som planaria
Ögats
evolution
• En djupare grop
(c) gör att det blir
lättare att se var
ljuset kommer
ifrån, och ger en
tydligare bild.
• Ett öga som i en
hålkamera (c)
finns hos dagens
pärlbåtar
(bläckfiskar)
Ögats
evolution
• Med en tunn hinna
över gropen (d) blev
det lättare att hålla
borta smuts och
infektioner. Den
tunna hinnan
utvecklades med
tiden till en lins och
en hornhinna (e, f),
vilket gör det ännu
lättare att kunna se
skarpt.
kreationism motbevisat?
• Creationism Disproved? - YouTube
Den fylogenetiska regeln
• En individ genomgår under sin fosterutveckling släktets hela
evolutionära utveckling från encellig organism till fullbildad unge.
Den fylogenetiska regeln
• Även om detta inte är 100% riktigt, så går det tydligt att se att vissa
grundläggande strukturer utvecklas olika hos olika arter. Detta tyder på
ett gemensamt ursprung.
Strukturer ombildas och får nya funktioner
under evolutionens gång
• Det som är blått i bilden blir till gälar hos fiskar, men t.ex.
hörselben hos människan.
• Detta är grundvalen för den fylogenetiska regeln.
Likheter i DNA och protein
• DNA är "ritningen" till hur proteiner ska se ut.
• Proteiner består av aminosyror kopplade till
varandra som ett långt "pärlband".
Likheter i DNA och protein
• Ju mer lika ordningen på aminosyrorna är hos olika
arter, desto mer lika varandra är DNA-molekylerna,
och desto närmare släkt är de olika arterna.
Likheter i DNA och protein
• Lägg märke till att människans och rhesusapans sekvens är mycket lika, men människans
och jästens är mycket olika.
Likheter i beteende
• Mycket i beteendet är
nedärvt.
• Grunden till det
nedärvda beteendet
finns i DNAmolekylen.
Evolutionen har inget mål
• Allt som lever idag har lika lång
evolution, oavsett om det är en
bakterie, en fågel eller en
människa.
• Därför:
– Det går inte att säga att en bakterie är
"skapelsens krona".
– Det går inte att säga att en pingvin är
"skapelsens krona".
– Det går inte att säga att människan är
"skapelsens krona".
Evolutionen har inget mål
• Evolutionen har inte
slutat, utan fortgår än
idag
– Artbildning har
observerats
– Arter förändras p.g.a.
olika selektionstryck
(t.ex. människans
torskfiske eller bakterier
förändras p.g.a. ökad
användning av
antibiotika)
Evolutionen har inget mål
• Evolveras
människoarten också?
– Troligen – fast
långsamt!
– Vi vet inte vilka
selektionstryck som
påverkar oss...
