Natuur, Wetenschap en Techniekconferentie Actie=Reactie, 21 november 2014 | Biologie Plus | www.biologieplus.nl
Door Wiebe Sloot - Natura ARTIS Magistra
Laat je leerlingen kennis maken met de onzichtbare natuur. Micropia toont de kleinste en machtigste organismen op onze planeet en geeft je leerlingen inzicht in de betekenis van microben voor mens en natuur. Ontdek tijdens deze lezing meer over de microwereld en ervaar praktische en leuke manieren om microbiologie te behandelen voor de bovenbouw.
Je ziet ze niet, maar ze zijn er wel. Ze zitten op je, ze zitten in je, en jij alleen hebt er al meer dan honderdduizend miljard. Ze zijn er als je eet, als je ademt en als je zoent. Ze zitten overal, op je handen en in je buik. En ze bemoeien zich met alles. Zij bepalen hoe onze wereld eruitziet: wat je ruikt en wat je proeft; of je ziek wordt of juist beter. Ze kunnen ons redden of vernietigen.
Microben, de kleinste en machtigste organismen op onze planeet. We weten nog maar weinig van ze af, maar kunnen veel van ze leren. Over onze gezondheid, alternatieve energiebronnen en wie weet wat nog meer. Als je de wereld van héél dichtbij bekijkt, gaat er een nieuwe voor je open. Mooier en bijzonderder dan je je ooit hebt kunnen voorstellen.
Microben zijn niet weg te denken uit ons leven. Ondanks het belang van microben is er vaak nog weinig aandacht voor deze onzichtbare en onmisbare wereld in de klas. Tijdens deze lezing zal Wiebe Sloot, hoofd laboratorium Micropia en voormalig docent, meer vertellen over de verborgen wereld van de microben.
Wiebe Sloot zal laten zien dat de onzichtbare microwereld ook voor bovenbouwleerlingen van primair onderwijs toegankelijk is. Hij geeft voorbeelden van leuke interactieve proefjes voor in de klas. Verder zal hij de dagelijkse context gebruiken om microbiële concepten te verklaren. Ook laat hij je kennis maken met het unieke onderwijsprogramma van Micropia en de mogelijkheden voor een bezoek met de klas.
Micropia: de grootste microbeleving ter wereld, midden in Amsterdam.
Meer informatie is te vinden op www.micropia.nl
Natuur, Wetenschap en Techniekconferentie Actie=Reactie, 21 november 2014 | Biologie Plus | www.biologieplus.nl
Door Wiebe Sloot - Natura ARTIS Magistra
Laat je leerlingen kennis maken met de onzichtbare natuur. Micropia toont de kleinste en machtigste organismen op onze planeet en geeft je leerlingen inzicht in de betekenis van microben voor mens en natuur. Ontdek tijdens deze lezing meer over de microwereld en ervaar praktische en leuke manieren om microbiologie te behandelen voor de bovenbouw.
Je ziet ze niet, maar ze zijn er wel. Ze zitten op je, ze zitten in je, en jij alleen hebt er al meer dan honderdduizend miljard. Ze zijn er als je eet, als je ademt en als je zoent. Ze zitten overal, op je handen en in je buik. En ze bemoeien zich met alles. Zij bepalen hoe onze wereld eruitziet: wat je ruikt en wat je proeft; of je ziek wordt of juist beter. Ze kunnen ons redden of vernietigen.
Microben, de kleinste en machtigste organismen op onze planeet. We weten nog maar weinig van ze af, maar kunnen veel van ze leren. Over onze gezondheid, alternatieve energiebronnen en wie weet wat nog meer. Als je de wereld van héél dichtbij bekijkt, gaat er een nieuwe voor je open. Mooier en bijzonderder dan je je ooit hebt kunnen voorstellen.
Microben zijn niet weg te denken uit ons leven. Ondanks het belang van microben is er vaak nog weinig aandacht voor deze onzichtbare en onmisbare wereld in de klas. Tijdens deze lezing zal Wiebe Sloot, hoofd laboratorium Micropia en voormalig docent, meer vertellen over de verborgen wereld van de microben.
Wiebe Sloot zal laten zien dat de onzichtbare microwereld ook voor bovenbouwleerlingen van primair onderwijs toegankelijk is. Hij geeft voorbeelden van leuke interactieve proefjes voor in de klas. Verder zal hij de dagelijkse context gebruiken om microbiële concepten te verklaren. Ook laat hij je kennis maken met het unieke onderwijsprogramma van Micropia en de mogelijkheden voor een bezoek met de klas.
Micropia: de grootste microbeleving ter wereld, midden in Amsterdam.
Meer informatie is te vinden op www.micropia.nl
VU hoogleraar Bico van Straalen legt uit waarom biologen niet twijfelen aan de evolutietheorie. Hij bespreekt drie soorten bewijsmateriaal. Volgens hem sluiten evolutietheorie en geloof in een God elkaar niet bij voorbaat uit.
Evolutie en schlepping
door Alfred Driessen, prof. emeritus natuurkunde
Er zijn weinig onderwerpen in de wetenschap die zo veel losmaken als juist de biologische evolutie. Al sinds de eerste jaren van deze theorie, in de tijd van Darwin tot op de dag van vandaag wordt er een discussie gevoerd tussen voorstanders en tegenstanders, die de evolutieleer als een bedreiging van het geloof in een almachtige God zien. De discussie werd zelfs tot in de rechtszaal voortgezet. Sommigen zetten de situatie op scherp met de slagzin: of wetenschap of geloof, d.w.z. ofwel evolutie of kiezen voor God. Persoonlijk vraag ik mij dan af of het echt zo is. Bestaat er dan een waarheid voor de wetenschap en een andere voor het geloof?
In de presentatie wordt getoond dat in de biologie evolutie geen punt van discussie is. Het lijkt erop dat vanaf de oercel tot de huidige planten- en dierenwereld alles zich ontwikkeld heeft in kleine stappen. De verhitte discussie over ontbrekende stappen, de missing links, is vaak door de feiten achterhaald: deze worden steeds weer gevonden.
Samenvattend kan men zeggen: er bestaat een goed onderbouwde en door feiten ondersteunde biologische theorie, de evolutietheorie. Als men daarna op basis van deze theorie naar diepere oorzaken zoekt en dan in wetenschappelijk-filosofische overwegingen de afwezigheid van natuurlijke oorzaken als toeval bestempelt, verlaat men het gebied van de natuurwetenschappen en zou men beter over evolutionisme kunnen spreken. Het evolutionisme maakt van de natuurwetenschappelijke evolutietheorie een filosofisch wereldbeeld.
In de presentatie wordt ook ingegaan op het ontstaan van het menselijk lichaam, en dat er tot op celniveau verschillende genen voor man en vrouw worden gevonden.
Aan het eind worden enkele citaten gegeven uit de Bijbel. Met de aanvaarding van deze citaten uit de Bijbel en de kennis van de moderne biologie kan men zeggen dat evolutie een zeer elegante vorm van schepping is.
Aan het eind wordt er integraal een essay weergeven over het dubbele gezicht van de evolutie.
Op donderdag 10 januari 2013 werd de 5e bijeenkomst van de Lezers van Stavast gehouden. Centraal stond geoloog Peter Westbroek en zijn boek De ontdekking van de aarde.
VU hoogleraar Bico van Straalen legt uit waarom biologen niet twijfelen aan de evolutietheorie. Hij bespreekt drie soorten bewijsmateriaal. Volgens hem sluiten evolutietheorie en geloof in een God elkaar niet bij voorbaat uit.
Evolutie en schlepping
door Alfred Driessen, prof. emeritus natuurkunde
Er zijn weinig onderwerpen in de wetenschap die zo veel losmaken als juist de biologische evolutie. Al sinds de eerste jaren van deze theorie, in de tijd van Darwin tot op de dag van vandaag wordt er een discussie gevoerd tussen voorstanders en tegenstanders, die de evolutieleer als een bedreiging van het geloof in een almachtige God zien. De discussie werd zelfs tot in de rechtszaal voortgezet. Sommigen zetten de situatie op scherp met de slagzin: of wetenschap of geloof, d.w.z. ofwel evolutie of kiezen voor God. Persoonlijk vraag ik mij dan af of het echt zo is. Bestaat er dan een waarheid voor de wetenschap en een andere voor het geloof?
In de presentatie wordt getoond dat in de biologie evolutie geen punt van discussie is. Het lijkt erop dat vanaf de oercel tot de huidige planten- en dierenwereld alles zich ontwikkeld heeft in kleine stappen. De verhitte discussie over ontbrekende stappen, de missing links, is vaak door de feiten achterhaald: deze worden steeds weer gevonden.
Samenvattend kan men zeggen: er bestaat een goed onderbouwde en door feiten ondersteunde biologische theorie, de evolutietheorie. Als men daarna op basis van deze theorie naar diepere oorzaken zoekt en dan in wetenschappelijk-filosofische overwegingen de afwezigheid van natuurlijke oorzaken als toeval bestempelt, verlaat men het gebied van de natuurwetenschappen en zou men beter over evolutionisme kunnen spreken. Het evolutionisme maakt van de natuurwetenschappelijke evolutietheorie een filosofisch wereldbeeld.
In de presentatie wordt ook ingegaan op het ontstaan van het menselijk lichaam, en dat er tot op celniveau verschillende genen voor man en vrouw worden gevonden.
Aan het eind worden enkele citaten gegeven uit de Bijbel. Met de aanvaarding van deze citaten uit de Bijbel en de kennis van de moderne biologie kan men zeggen dat evolutie een zeer elegante vorm van schepping is.
Aan het eind wordt er integraal een essay weergeven over het dubbele gezicht van de evolutie.
Op donderdag 10 januari 2013 werd de 5e bijeenkomst van de Lezers van Stavast gehouden. Centraal stond geoloog Peter Westbroek en zijn boek De ontdekking van de aarde.
1. Raadsels van de evolutie
Presentatie voor Probus
4 december 2015
Ton Hurkmans
2. Van de raadsels van de evolutie
Is voor alles nog geen solutie
Er blijven vele vragen
Het gaat nog lang niet dagen
Maar het is steeds meer evident
De Natuur is eminent
Veel raadsels zullen blijven bestaan
Ook al wonen er straks mensen op
de maan
3. Tijdbalk 4,5 miljard jaar oude geschiedenis van het leven
(1Gj= 1 miljard jaar; 1Mj=1 miljoen jaar; 1Kj= duizend jaar)
4,55 Gj vorming van de aarde
3,8 Gj de eerste sporen van chemisch leven: oersoep, uit heelal, hydrothermale bron?
3,5 Gj de eerste fossielen
2,7 Gj de eerste sporen van eukaryoten (oercel)
2,6 Gj de eerste op het land levende bacteriën
1,8 Gj de oudste fossielen van meercellige organismen
…………………
575 – 500 Mj (Cambrische explosie) oudste dieren en ontwikkeling van planten, raadsel?
250 Mj Perm-Trias extinctie, hierna versnelde de evolutie
5 Mj voorouders mens en chimpansees groeien uit elkaar
150 Kj de moderne mens (anatomisch gezien) ontstaat in Afrika
6. Massa extinctie in Perm-Trias
Aanwijzingen gevonden in Karoowoestijn voor grootste massa-extinctie aller tijden
250 Miljoen jaar geleden
7. Dinosauriërs
Dinosauriërs ontstonden 230 M jaar geleden in het Trias
en 140 M jaar de heersende landdieren, stierven uit ca. 65 M jaar geleden
(behalve de vogels) door meteorieten?. Hierna kwamen de zoogdieren.
10. De oorsprong van het leven
Hoe een zelfreproducerend molecuul ontstond
is nog een raadsel, verschillende hypothesen:
• Oersoep ?
Miller-Urey-experiment (1953)
Thans is deze hypothese vrijwel
volledig verlaten.
De oeratmosfeer lang niet zo
reducerend,
Samenstelling komt niet overeen
met de "ingrediënten" van Miller.
De vroegste atmosfeer zou vooral
bestaan hebben uit CO2 en H2
11. De oorsprong van het leven
door meteorieten en kometen, uit het heelal ?
Late heavy bombardment (3,9 miljard jaar geleden)
Kometen kunnen de jonge aarde hebben
voorzien van bouwstenen nodig voor het
ontstaan van leven,
grote hoeveelheden CO2 en waterdamp,
maar ook fragmenten van bestanddelen
voor de cruciale delen van de levende cel,
zoals fosfaatketens, basen en aminozuren
12. De oorsprong van het leven
In/bij vulkanische schoorsteen of ‘black smoker’ ?
onderzeese hydrothermale bron
Vulkanische schoorstenen,
onderzeese basische vulkanen
kunnen wel eens het milieu zijn
geweest waar de eerste primitieve
levensvormen zijn ontstaan .
Eerst chemosynthese ipv
fotosynthese:
Energie uit oxidatie van
waterstofsulfide uit de bodem
15. De reis van Darwin met de Beagle , werd 180 jaar later
gevaren met de Stad Amsterdam, “ in de voetsporen van de Beagle”
Zie YouTube : impressie in de voetsporen van de beagle
16. Evolutietheorie
De drie evolutionaire basisprincipes (Darwin)
Variatie
Selectie
Erfelijkheid
en…?
Endosymbiose of Symbiogenese
(gaat met sprongen)
Epigenese
(Nature and Nurture)
17. Basis van het leven
• Al het leven op Aarde heeft dezelfde
basisstructuur in het DNA en gebruikt dezelfde
twintig aminozuren in eiwitten om de erfelijke
informatie die in het DNA ligt opgeslagen tot
uitdrukking te brengen
18. DNA
Watson en Crick 1953
Het woordenboek van het leven heeft 4
letters (basen): A T C G
A T en G C vormen basenparen in DNA
Woorden bestaan uit 3 letters, de codons
Deze coderen voor aminozuren in eiwitten
Er zijn 20 aminozuren
Chromosomen (DNA) in cel, mens 2x23
Chromosoom bevat de genen, die coderen
DNA van gen - RNA - ribosoom - eiwit
(eiwitexpressie)
21. DNA
Darwin voorbij
• Slechts 2,8% van DNA (exonen)
codeert met eiwitten (bij de mens)
• De rest speelt echter net als
donkere materie, belangrijke rol.
• Geen junk!
Nieuw inzicht:
Donker DNA samen met
omgevingsfactoren en gedrag
versnellen evolutie (epigenetica)
Darwin voorbij
26. Het raadsel van de complexe cel
Eukaryote cel
1 kernlichaampje
2 celkern
3 ribosomen
4 vesikel of blaasje
5 ruw endoplasmatisch
reticulum
6 golgi-apparaat
7 cytoskelet
8 glad endoplasmatisch
reticulum
9 mitochondriën
10 peroxisoom
11 cytoplasma
12 lysosoom
13 centrio
27. Het raadsel van Fotosynthese
• Twee fotosystemen, fotosysteem I en II
tweetrapsraket
nodig voor splitsen
van water in H en O2
en maken van
organische verbindingen
• Mangaancyclus belangrijk
oorsprong:
basische onderzeese vulkanen?
toekomstige energiebron (biomimicry)?
• Door bacteriën in plantencel geplant (symbiogenese)
• Leven kan niet zonder O2. Zuurstof respiratie zeer efficiënt
• Oorsprong? Mangaancyclus, bacteriën
28. Alice en de Red Queen
Het raadsel van seks, geslachtelijke voortplanting
- een loterij,
husselen van genen
- winnende combinaties ontbonden
- dubbel verlies, afval
- zelfzuchtige genen --> rommel
- kloneren voor bewaren van
gencombinaties vaak beste keuze
- kleurloze oninteressante wereld
+ genetische diversiteit
minder kwetsbaar
+ husselen van genen
nieuwe gunstige combinaties
eliminatie van ongunstige
+ nuttige innovaties
+ minder nakomelingen, 2x zo fit
+ Red Queen, blijven lopen
Nadelen: Voordelen:
29. Het raadsel van seks, geslachtelijke voortplanting
- een loterij,
husselen van genen
- winnende combinaties ontbonden
- dubbel verlies, afval
- zelfzuchtige genen --> rommel
- kloneren voor bewaren van
gencombinaties vaak beste keuze
- kleurloze oninteressante wereld
+ genetische diversiteit
minder kwetsbaar
+ husselen van genen
nieuwe gunstige combinaties
eliminatie van ongunstige
+ nuttige innovaties
+ minder nakomelingen, 2x zo fit
+ Red Queen, blijven lopen
+ Kleurrijke wereld
Nadelen: Voordelen:
31. Het raadsel van seks
Handelen gedreven door driften (Freud)
Zegt iets van persoon
32. Het raadsel van beweging
Opkomst mobiliteit na Perm-Trias massa extinctie
95% (zee), 70% (land) van soorten stierf uit, 250 Mj geleden
Verspreiding mobiele organismen herschiep leven
Mobiliteit versnelde de evolutie (Red Queen)
Meer interactie
Actieve predatie
Landdieren
Gewervelde dieren
Ontstaan van bloemplanten
voordelen van seks, geslachtelijke voortplanting
In centrum van deze ontwikkelingen: spieren
33. Het raadsel van beweging
Myosine en actine, aquarel David Goodsell
“Uitvinding” van de spier
Myosine bindt zich aan actine
ATP drijft glijdende filamenten aan
Loslaten, zwaaien, slepen
als roeien met roeispanen, binden
Gemeenschappelijke voorouder
Gewervelde en ongewervelde dieren
600 M jaar geleden?
Talloze myosinen geëvolueerd
Actine is overal, ook in celskelet
Ook nog ander hoofdtype: kinesine
35. Het raadsel van zien
• Toch zijn veel van de genen die de ogen opbouwen
bij ongewervelde en gewervelde dieren identiek
• 600 M jaar geleden ontstaan uit lichtgevoelige cel
36. Het raadsel van zien
• Oorsprong: lichtgevoelige cel met het pigment rodopsine
• Gemeenschappelijke voorouder
van de gewervelde en de ongewervelde dieren
• Besturing van kleine commissie van genen.
• Gewervelde en ongewervelde dieren kozen verschillende
“richtingen”, grote verschillen bv ogen mens en octopus
Vermoeden: ogen gewervelde dieren geëvolueerd uit oogvlek
als die van een lancetvis
37. Het raadsel van bewustzijn
• Neuraal Darwinisme
• Neuronen die samen
vuren vormen verbinding
• Ervaring selecteert
succesvolle combinaties
synapsis (συνάπσις) verbinding
• 240 Biljoen synapsen
240.000.000.000.000 !
Geest wordt van binnen uit vorm gegeven
43. Samenvatting
• De revolutie in denken over evolutie
kwam met Darwin
• Steeds meer evidentie, zonder echte “bewijzen”
• Steeds meer instrumenten voor begrip
paleontologie, ouderdomsbepaling, genetica
• Lijkt wel wetenschap,
puzzelstukken passen in elkaar, zelfs voorspellingen
• We stammen af van een eukaryote cel
• Evolutie is zeer complex
Er zullen altijd vragen blijven ????????
44. Raadsels van de evolutie
Bronnen:
Levenswerk, (Nick Lane, 2009)
Evolutie, triomf van een idee (Carl Zimmer, 2002)
NWT, Minispecial Genetica en Epigenetica, maart en juni 2011
Het grote wetenschapsboek, (Veen Media 2015)
Internet, Wikipedia en andere openbare bronnen
Evolutie, het enige intelligent design, Volkskrant, 18-06-2005
The meaning of evolution, Reconstruction of Darwin’s theory
Symbiose, acquiring genomes, Margulis and Sagan
New Scientist, december 2015
Vrij Nederland, november 2014
Proefschrift Arthur Eger TU Delft (2007)
Editor's Notes
Raadsels van de evolutie. Dit is een onderwerp zo veelomvattend dat je het alleen maar kunt aanstippen.
Ruim een jaar geleden las ik het boek “levenswerk” van Nick Lane.
Dit was voor mij een van de beste boeken die ik gelezen had dat jaar en ik dacht daar wil ik meer over lezen en wellicht is dit iets voor de lezing van Probus.
Toen ik er aan begon, dacht ik waar ben ik aan begonnen, dit is zo veelomvattend, maar naarmate ik er meer over las werd ik steeds meer gefascineerd door het wonder van de evolutie.
Ik heb geprobeerd slechts een paar van de grote raadsels van de evolutie aan te stippen.
Na deze serieuze gedachten, vormt dit Sinterklaasgedichtje de inleiding.
Overigens is dit een verkeerde voorstelling van zaken en dan bedoel ik niet de Sinterklaas, die is reëel en een icoon van complexe evolutie
Nee we stammen niet af van een aap.
Dit zijn belangrijke gebeurtenissen in de evolutie gedurende het verloop van eonen.
De vorming van de aarde
De eerste sporen van chemisch leven, meteorieten bombardement
De eukaryote cel, de oercel, de eerste complexe vorm van leven
De Cambrische explosie, ook wel de oerknal van het leven genoemd, nog grotendeels raadsel hoe een dergelijke diversiteit zo plotseling kon ontstaan
De Perm_Trias extinctie en daarna de versnelling van de evolutie
De ontwikkeling van mensachtigen en de mens
Cambrische explosie diversiteit nam explosief toe. Vond plaats geheel onder water, duurde 10 M jaar daarna op land, eerst planten en daarna ongewervelde dieren
Bacteriën kunnen reusachtige gelaagde structuren vormen die stromatolieten worden genoemd
Tegenwoordig vrij zeldzaam.
250 M jaar geleden.Aanwijzingen gevonden in Karoowoestijn voor grootste massa-extinctie aller tijden
Onder sedimenten kwamen veel soorten tevoorschijn.
Karoowoestijn was eerst zee
Dinosauriërs ontstonden 230 M jaar geleden in het Trias
Tijdens het hierop volgende Jura en Krijt waren de dinosauriërs 140 miljoen jaar lang de heersende landdieren, vermoedelijk de grootste die ooit geleefd hebben.
Dinosauriërs waren waarschijnlijk warm noch koudbloedig
Op de grens van het Krijt (140 tot 66 miljoen jaar geleden) en het Tertiair (66 tot 2 miljoen jaar), de zogenaamde K-T-overgang,
vond een massa-extinctie plaats: een massaal uitsterven, in dit geval van ongeveer de helft van de toen levende diersoorten.
Vooral de grotere levensvormen werden zwaar getroffen; geen enkel echt landdier zwaarder dan vijf kilo overleefde.
Een meteorietinslag is tegenwoordig de populairste verklaring voor het uitsterven van alle dinosauriërs behalve de vogels
Hierna kwamen de zoogdieren
u stamt uiteindelijk af van een schattig eekhoorntje, hier gereconstrueerd op een computertekening. En NIET VAN EEN AAP!!!
Dat constateren wetenschappers na onderzoek van twee minuscule, versteende enkelbotjes van Purgatorius, een klein donzig diertje dat door veel paleontologen wordt beschouwd
als de stamvader van alle apen, en dus ook van de mens.
Uit fossielen en genetisch materiaal is afgeleid dat de moderne mens uit het Afrika van meer dan 50.000 jaar gelden afkomstig is
Volgens een aantal theorieën is het leven ontstaan uit een zogenaamde oersoep.
De oersoep is een mengsel van organische stoffen en water, dat ontstaan is door reacties in de oeratmosfeer van de aarde door hitte en blikseminslagen werden deze afgebroken tot losse ionen, en die ionen vormden onder invloed van elektrische ontladingen organische verbindingen, zoals aminozuren, nucleotiden en koolhydraten.
Deze organische verbindingen zouden de basis hebben gevormd voor de eerste primitieve organismen
Deze theorie is met name gebaseerd op het beroemde Miller-Urey-experiment uit de jaren 50 van de 20e eeuw.
Heden ten dage is deze hypothese vrijwel volledig verlaten.
De oeratmosfeer zou lang niet zo reducerend zijn als men aannam, en de samenstelling ervan zou ook niet overeenkomen met de "ingrediënten" van Miller.
De vroegste atmosfeer zou vooral bestaan hebben uit CO2 en H2,
de andere vitale bestanddelen voor een dergelijke synthese-scenario zouden afwezig of in slechts veel geringere concentraties aanwezig zijn.
Hoewel deze hypothese dus grotendeels verlaten is, wijst het experiment van Miller er toch op dat het mogelijk is aminozuren te synthetiseren uitgaande van simpele basisingrediënten.
Bovendien is inmiddels bewezen dat dit soort aminozuren zich spontaan kunnen verenigen tot een simpel soort eiwitten, proteinoiden.
De aarde werd ongeveer 4 miljard jaar geleden getroffen door een hevige meteorietenregen die bekend staat als het Late Heavy Bombardement.
In die periode van 20 miljoen jaar daalden er vermoedelijk enkele miljoenen ruimtestenen neer op aarde.
Berekeningen van de Britse onderzoekers tonen aan dat er door de meteorietenregen ongeveer 10 miljard ton koolstofdioxide en 10 miljard ton waterdamp in de atmosfeer terecht gekomen.
Het Late Heavy Bombardment (LHB, letterlijk het late hevige bombardement) was een periode van ongeveer 4,0 tot 3,8 Ga (4,0 tot 3,8 miljard jaar geleden)
waarin het binnenste gedeelte van het Zonnestelsel (de Aarde en de Maan en de planeten Venus, Mercurius en Mars) blootstond aan een veel groter dan gemiddeld aantal inslagen van meteorieten.
Het bestaan van de periode werd ontdekt bij het bestuderen van de ouderdom van kraters op de Maan en stenen die met de Apollo-vluchten meegebracht waren van de Maan.
Het bleek dat veel Maankraters in deze periode waren gevormd.
Sommige kraters uit het Late Heavy Bombardment zijn zo groot als Aardse continenten.
Het Late Heavy Bombardement kwam na een juist relatief rustige periode van een aantal honderd miljoen jaar.
Ter vergelijking: de vorming van het Zonnestelsel vond volgens de meest aanvaarde schatting rond 4,6 Ga plaats.
Veel geleerden zijn van mening dat de vulkanische schoorstenen wel eens het milieu zouden kunnen zijn geweest waar de eerste primitieve levensvormen zijn ontstaan (zie: abiogenese).
Rondom deze vulkanische schoorstenen heeft zich op de bodem van de oceaan een heel ecosysteem ontwikkeld dat zijn energie niet haalt uit fotosynthese maar chemosynthese.
Op deze diepten dringt namelijk in het geheel geen licht door, dus zijn er ook geen planten.
De energie wordt hier gehaald uit de oxidatie van de waterstofsulfide die uit de bodem tevoorschijn komt, de zogenaamde chemosynthese.
Citroenzuurcyclus
ATP
Energie aanwezig in de schoorstenen
Hydrothermale schoorstenen startpunt voor vorming van complexe organische verbindingen.
Energie en katalysatoren aanwezig.
De evolutie theorie dat Darwin beschreef in zijn fameuze boek De oorsprong van soorten (1859) bracht een revolutie teweeg in het denken
Zijn bevindingen tijdens zijn reis met de HMS de Beagle vormden de basis voor zijn boek
Het volgende korte filmfragment is een impressie van de reis met de Stad Amsterdam “ in de voetsporen van de Beagle” van de prachtige VPRO uitzendingen op de zondagavonden over de reis van Darwin met de Beagle, die 180 jaar later gevaren werd met de Stad Amsterdam, met o.a. Sarah Darwin en O’Hanlon Zie YouTube :
impressie in de voetsporen van de Beagle, https://youtu.be/mmpHKqMxExM
DNA (nucleine zuur) drager van het erfelijk materiaal
In DNA zijn er 4 verschillende basen:
guanine, cytosine, adenine en thymine, afgekort met respectievelijk G, C, A en T.
Guanine en cytosine kunnen samen een basenpaar vormen met drie waterstofbruggen.
Adenine en thymine kunnen samen een basenpaar vormen met twee waterstofbruggen.
DNA bevindt zich in cellen in de vorm van chromosomen.
Chromosomen kunnen miljoenen baseparen bevatten.
Door middel van de replicatie wordt het DNA in een chromosoom gekopieerd.
De replicatie gaat vooraf aan de celdeling.
Zodoende krijgt elke cel een kopie van het DNA, en kan via de voortplanting het DNA doorgegeven worden aan het nageslacht.
Op een chromosoom bevinden zich tientallen tot honderden genen.
Een gen bestaat uit een of meer DNA-sequenties die coderen voor een of meer eiwitten.
Eiwitten vervullen binnen en buiten de cel een zeer grote verscheidenheid aan biologische functies.
In eukaryote organismen bevinden de chromosomen met het DNA zich in de celkern.
Daarnaast is er ook DNA aanwezig als mitochondriaal DNA in de mitochondriën in de vorm van circulaire chromosomen.
Bij planten daarnaast ook in plastiden (zoals bladgroenkorrels).
Prokaryoten (zoals bacteriën en blauwalgen), die geen celkern of andere organellen hebben, bevatten eveneens circulaire chromosomen.
Aan de hand van de genetische code kan de DNA-sequentie van een gen vertaald worden in de aminozuursequentie van een eiwit.
Dit proces wordt eiwitexpressie genoemd.
Bij de transcriptie wordt het DNA van een gen eerst gekopieerd naar mRNA, en het mRNA wordt vervolgens bij de translatie vertaald naar een eiwit.
Bij de meeste organismen vormen de genen maar een klein gedeelte van de totale hoeveelheid DNA.
Veel andere gedeelten van de chromosomen zijn betrokken bij de regulatie van de eiwitexpressie.
Van veel van het overige DNA is de functie niet bekend.
RNA staat hier voor meer complex gedrag van RNA: transcriptie dan messenger RNA en vervolgens ribosomaal RNA
Bij de meeste organismen vormen de genen maar een klein gedeelte van de totale hoeveelheid DNA.
Veel andere gedeelten van de chromosomen zijn betrokken bij de regulatie van de eiwitexpressie.
Van veel van het overige DNA is de functie niet bekend.
Aandeel niet coderend DNA bij mens is bijna 98%
Analogon van donkere materie
Zoals het heelal vol zit met donkere materie, zo reageert in onze cellen het donkere DNA:
eindeloze op het oog nutteloze slieten genetische code, die het overgrote deel van het genoom uitmaken.
Sinds kort beginnen genetici te begrijpen wat al dat donker DNA doet.
Evolutie geen rechtlijnige opstapeling van mutaties, maar een dynamisch proces dat onder invloed staat van het gedrag en de omgeving.
Functie van genen verandert door de omgeving waarin ze leven.
Genen kunnen aan en uitgezet worden door omgeving, kan zelfs overgeërfd worden.
30.000 genen bij mens maar niet alle genen komen tot uitdrukking.
Pas als gen wordt afgelezen krijgt het een functie.
RNA speelt in de moderne theorieën ook steeds belangrijkere rol, steeds meer RNA’s ontdekt.
Allereerste leven op aarde is ontstaan uit deze moleculen.
Er zijn 3 takken, die ontstaan zijn uit een gemeenschappelijke voorouder2 takken met bacterien en 1 belangrijke tak die van de eukaryoten
Mitochondrien (de energiecentrale van de cel) in de eukaryote cel door symbiogenese met bacteriën
Idem chloroplasten in planten, die overgesprongen zijn vanuit lichtgevoelige bacteriën
Dit is een sterk vereenvoudigde weergave van de eukaryote cel
Belangrijke functies: de celkern met DNA, RNA heeft de informatie maar kan ook wat doen in tegenstelling tot DNA, dat alleen informatiedrager is.
RNA gaat via het celplasma naar de ribosomen, naar de eiwitfabriek
RNA zou er in de evolutie wel eens eerder kunnen zijn geweest dan DNA
Mooi voorbeeld in Naturalis
Hier ziet u een gedetailleerder beeld Een mooi model hiervan is te zien in Naturalis, dat u als een puzzle in elkaar kunt zetten.
1 nucleolus (kernlichaampje)
2 celkern of nucleus
3 ribosomen
4 vesikel of blaasje
5 ruw endoplasmatisch reticulum (RER, R van rough)
6 golgi-apparaat
7 cytoskelet
8 glad endoplasmatisch reticulum (SER, S van smooth)
9 mitochondriën
10 peroxisoom
11 cytoplasma
12 lysosoom
13 centrio
Bij de lichtreacties van fotosynthese zijn twee zogenaamde fotosystemen betrokken, fotosysteem I en II (afg. PSI en II).
Een fotosysteem is in staat om lichtenergie om te zetten in chemische bindingen.
Een fotosysteem is een zogenaamd integraal eiwitcomplex.
Dit betekent dat het uit een groot aantal eiwitten en andere moleculen bestaat die met elkaar samenwerken.
Met integraal wordt bedoeld dat het hele membraan van de thylakoïde omvat.
Het kan zowel reacties in het stroma aangaan als in het lumen.
Ze komen voor bij fototrofe cyanobacteriën en eukaryoteorganismen (planten en protisten).
Mangaancluster
Bernard Shaw werd op een feestje benaderd door een prachtige actrice.
We zouden samen een kind moeten krijgen zegt de actrice, want dat zou gezegend zijn met mijn schoonheid en jouw hersenen.
Maar, antwoordt Shaw: wat als het mijn schoonheid en jouw hersenen had?
Het is het vreemdste willekeurige proces van succesvolle genen dat we kennen.
Zo gauw seks er een winnende combinatie van genen heeft geproduceerd lost het zelfde proces ze weer op.
Seks helpt, beter bestand tegen parasieten. Bij kloneren kan hele populatie weggevaagd worden.
Bij kloneren wordt een mutatie doorgegeven op volgende generaties en na verloop van tijd kan dan de hele populatie weggevaagd worden.
Bij geslachtelijke vermenigvuldiging komt een mutatie uiteindelijk terecht in 1 individu en die kan worden geëlimineerd voor het voortbestaan van de populatie.
Klonale populaties zijn ook vaak veel jonger, 1000den jaren oud.
Red Queen theorie (Alice in Wonderland), seks houdt parasieten op afstand.
Je moet blijven lopen om op je plaats te blijven!
It takes all the running you can do, to keep in the same place
Volgens de evolutiebiologie biedt seksuele voortplanting voordelen.
Door het mengen van de genen van de vader en moeder van elk individu komt meer genetische variatie voor binnen de soort en kan de soort sneller evolueren.
Dit stelt de soort in staat zich sneller aan veranderingen in de leefomgeving aan te passen en zijn niche in het ecosysteem bezet te houden.
Het is het vreemdste willekeurige proces van succesvolle genen dat we kennen.
Zo gauw seks er een winnende combinatie van genen heeft geproduceerd lost het zelfde proces ze weer op.
Volgens de evolutiebiologie biedt seksuele voortplanting voordelen.
Door het mengen van de genen van de vader en moeder van elk individu komt meer genetische variatie voor binnen de soort en kan de soort sneller evolueren.
Dit stelt de soort in staat zich sneller aan veranderingen in de leefomgeving aan te passen en zijn niche in het ecosysteem bezet te houden.
Hierdoor ontstaat een KLEURRIJKE wereld, de wereld van de bloemetjes en de bijtjes.
Dit is een schilderij (1856–1858) van Lord Frederic Leighton, de sirene en de visser uit NB de victoriaanse tijd.
Het vraagteken kan denk ik wel weg!
Freud
Seks is alom aanwezig, veelal bepalend voor ons handelen
Volgens Freud heeft onze motivatie om dingen te doen betrekking op psychische energie.
De bronnen van deze energie zijn onze drijvende krachten of instincten.
Er zijn 2 soorten instincten: het levens instinct, libido en het doods instinct , thanatos
De mens wordt gezien als een wezen dat primair streeft naar lustbeleving.
Het menselijk handelen wordt gedreven door driften, een aangeboren drang naar bevrediging van die lusten die resulteren in het voldoen aan bepaalde levensbehoeften, zoals eten en voortplanting.
Perm-Trias-massa-extinctie: (door combinatie van verschillende factoren, vulkanisme, opwarming CO2 uit oceanen)
Het Perm werd afgesloten door de grootste massa-extinctie in de Aardse geschiedenis.
Gebeurde in een “flits”
Zo'n 90% tot 95% van alle mariene soorten stierven uit, net als zo'n 70% van alle soorten op het land.
Na het Perm nam de evolutie van reptielen en andere landdieren een vlucht.
Wedergeboorte! Onbekend waarom dit gebeurde.
Ontstaan van bloemplanten die profiteren van beweeglijke dieren en daarmee van de voordelen van seks van de vastzittende planten.
Co-evolutie.
Beweeglijkheid moedigt ook het ontwikkelen aan van betere zintuigen en versnelt de evolutie
In het centrum echter staat de uitvinding van de natuur die dit allemaal mogelijk maakte: de uitvinding van de SPIER.
Myosine en actine
Veel verschillende soorten ogen.
Een octopus kan heel scherp zien
Gewervelde en ongewervelde dieren kozen tegengestelde celtypen
Gewervelde en ongewervelde dieren kozen verschillende “richtingen”, grote verschillen bv ogen mens en octopus
Een enkel type lichtgevoelige cel, die het pigment rodopsine bevatte, ontwikkelde zich in een gemeenschappelijke voorouder van de gewervelde en de ongewervelde dieren onder besturing van een kleine commissie van genen.
Lichtgevoelige cel werd gedupliceerd.
Gewervelde en ongewervelde dieren kozen tegengestelde celtypen
Vermoeden: oog van gewerveld dier is geëvolueerd uit een oogvlek, die veel leek op die van een lancetvis.
Alles doet mee en bepaalt bewustzijn
Ook met name de omgeving (aanvulling van Igor)
Denken mannen en vrouwen echt anders?
Gaan we ons brein uitbreiden?
Proefschrift van Arthur Eger, Industrieel Ontwerpen TU Delft
Dit zal de natuur nooit zo doen!
Had een tomaat moeten worden, maar het is een ….
Genetische modificatie met Crispr mogelijk wapen tegen kanker
Een van de vuistregels van de evolutie: datgene wat belangrijk is, verandert het minst. Zit voor een belangrijk deel in junk-DNA: “Hooggeconserveerd DNA”
Deze Leguaan kijkt je aan vanuit een ver verleden.