AUTOR: Ing. Helena ZapletalováANOTACE: Tento DUM je určen žákům 3. ročníku gymnázia pro předmět biologie a seminář z biologie

KLÍČOVÁ SLOVA: evoluce, evoluční teorie, selekce, samoplození, abiogeneze. lamarkismus. darwinismus, neodarwinismus

Vznik života na ZemiVY-32-INOVACE-BIO-307

NÁZORY NA VZNIK ŽIVOTA

Kreační teorie

• je nejstarší teorií o vzniku života a zastávají ji většina náboženství.

• Tvrdí, že život vznikl nadpřirozenou silou

zásahem nadpřirozené bytosti• Zastánci:C.Linné,R.Hook,J.B.Lamarck

Teorie samoplození

• vznik organismů přímo z neživé hmoty (např. žáby z bahna, myši z obilí apod.)

• vyvrátil francouzský chemik Louis Pasteur

Teorie panspermismu• život rozšířen v celém vesmíru ve formě tzv.

kosmozoí, která se ve vhodných podmínkách rozvinou do vyšších forem

• nevysvětluje tedy vznik života jako takového, jen jeho objevení se na Zemi

• rozpracoval švédský chemik S. Arrhenius, současně zastává i H. C. Crick (jeden z objevitelů struktury DNA)

Teorie evoluční, autochtonní abiogeneze

• vznik života postupných vývojem z neživé hmoty přímo na Zemi 

TEORIE EVOLUČNÍ, AUTOCHTONNÍ ABIOGENEZE

• proces vzniku života zahrnuje dvě fáze– chemická evoluce = vznik stavebních látek živé

hmoty– biologická evoluce = vznik buněk a jejich vývoj po

dnešní dobu

Chemická evoluce• proběhla v několika etapách a zahrnuje v sobě

– vznik jednoduchých organických sloučenin abiogenetickou cestou již v době formování zemské kůry (tj. cca před 4 mld. let)• praatmosféra měla redukční charakter, obsahovala řadu

jednoduchých sloučenin (voda, vodík, oxid uhličitý, sulfan, amoniak, dusík, fosfan, kyanovodík…)

• z těchto látek mohou při dodání energie (např. UV záření, teplo vulkanických pochodů, elektrické výboje) vzniknout jednoduché sloučeniny (aminokyseliny, dusíkaté heterocykly)

• Pokusy prováděl ruský biolog Oparin, který tvrdil, že buňkám nejdříve předcházely mikroskopické shluky makromolekulárních částic (koacervátů). Ty vykazovaly některé vlastnosti charakteristické pro buňky.

Biologická evoluce

• aby mohly metabolony nastoupit cestu evoluce, musely nejdříve získat schopnost autoreplikace – otázka vzniku života souvisí se vznikem genetického kódu a zabezpečením přesné replikace nukleové kyseliny, obsahující ve své struktuře genetickou informaci

Proces biologické

evoluce

• z latiny evolvere = vyvíjet, odhalovat, resp. evolutio = vývoj, odhalován

• Biologická evoluce se chápe jako změna v genetickém materiálu populace v čase.

• podle měřítka evolučních změn rozlišujeme:– mikroevoluce – menší evoluční změny během kratšího

časového období, například změny frekvencí alel v populacích během několika generací

– speciace – štěpení vývojových linií a vznik nových druhů– makroevoluce – větší evoluční změny v průběhu

geologického času, děje nad úrovní druhu

• mechanismy evoluce:– výběr – selekce (přírodní, pohlavní, rodičovský, umělý)– genetický drift (v podstatě náhoda)– genetický draft (svezení se, selekce na pozadí, selekční

vymetení. Důsledkem genetického draftu je to, že vede ke snížení genetických rozdílů mezi jedinci stejné populace a zároveň zvětšuje rozdíly mezi různými druhy.)

– speciace – vznik nových druhů– extinkce – vymírání druhů– mutace

Genetický drift - animace

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Random_sampling_genetic_drift.gif

ZÁKLADNÍ EVOLUČNÍ TEORIE

Rané úvahy o evoluci

– Anaximandros (žák Thaléta z Milétu, 6. st. př. n. l.): „První živočichové se zrodili ve vlhku a měli na sobě ostnatou kůru. Ale když dorůstali, vystupovali na souš, a když se kůra zlomila, žili ještě krátký čas.“

– Empedoklés z Akragantu (5. st. př. n. l.): „Z prvotního chaosu vznikly jednotlivé části rostlinných i živočišných těl, které se navzájem různě spojovaly a kombinovaly, až vznikly normální organismy i podivné obludy. Časem života neschopná monstra vyhynula a udržely se jen dokonalé bytosti.“

– Aristotelés (4. st. př. n. l.): kladl důraz na účelnost v živé přírodě – ke vzniku orgánu či organismu je nezbytná finální příčina, která orgánu nebo organismu dává účel, cíl – tato aristotelovská teleologie chápala účelnost jako primárně danou a nezávislou na organizaci živé hmoty a jejích funkcí

– škola diluvianistů (18. století): nalezené zkameněliny považovali za zbytky živočichů, kteří zahynuli při biblické potopě světa

– Cuvier (18./19. století): teorie kataklyzmat – opakované katastrofy globálního měřítka (vysvětlovali tím opět nálezy různých zkamenělin)

Počátek 19.století - Lamarkismus• první ucelená evoluční teorie: JEAN BAPTISTE LAMARCK

• všechny organismy mají vrozenou schopnost a vůli po pokroku ke složitějším a dokonalejším formám a jednají tak, aby se vyrovnaly s nároky prostředí a přežily jeho změn

• prostředí samo změny nevyvolává, vzbuzuje však potřebu změny u organismů samých

• nově získané znaky jsou dědičné a přenášejí se na další generace

– příklad aplikace: potomci rychle běhající srny budou mít silné nohy, synové kovářů budou svalnatější, žirafa se natahuje do větví, proto budou mít potomci delší krky apod.

Konec 19.století - Darwinismus

CHARLES DARWIN (1809–1882)

Darwinovy teorie – celkem pět• teorie existence evoluce druhů = druhy nejsou neměnné, ale mění se v

čase• teorie společného původu druhů = vývoj z jednoho společného

předka (později „LUCA“ = last universal common ancestor)• teorie postupné divergence = rozrůzňování druhů, štěpení linií• teorie gradualismu = postupný vývoj hromaděním drobných změn

(zavrhl saltacionismus: „Příroda skoky nedělá.“)• teorie přirozeného výběru = hlavní mechanismus pohánějící veškeré

evoluční změny, protiklad umělého výběru, který provádí člověk

Neodarwinismus

• Neodarwinismus představuje snahu syntetizovat hlavní myšlenky darwinismu s poznatky molekulární biologie, genetiky a cytologie, stejně jako s novými objevy v rámci parazitologie a nových poznatků o rozmnožování. Je to pojem, který nelze dost přesně definovat, protože různým evolučním biologům vycházejí z této syntézy dosti odlišné koncepty. Obvykle se za neodarwinismus považují ty směry, které kladou důraz na některé základní myšlenky darwinismu

POUŽITÉ ZDROJE:

www.glassschool.cz

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Random_sampling_genetic_drift.gif

HANČOVÁ, Hana. Biologie v kostce 1: Obecná biologie. Mikrobiologie. Botanika. Mykologie. Ekologie. Genetika. 2. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1999, 112 s. ISBN 80-720-0340-2.

RNDR. JAN JELÍNEK, RNDr. Vladimír Zicháček. Biologie pro gymnázia. 2011. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2011. ISBN 978-80-7182-213-4.

Macháček, T. et al. Biomach, výpisky z biologie [online]. 2013– [cit. 013-09-09]. Dostupné z: www.biomach.cz.