Biologische determinanten
Probleem 1. Natuurlijke selectie
EXTRA
EVOLUTIE VOOR DARWIN
Voor Darwin hadden verschillende wetenschappers ideeën over evolutie:
- Jean Lamarck (1744-1829) was een van de eerste wetenschapper die het woord
biologie gebruikte: de studie over het leven als aparte wetenschap. Hij geloofde in
twee belangrijke oorzaken van veranderingen in soorten:
- Alle soorten hebben een natuurlijke neiging om een hogere vorm aan te
nemen.
- Het erven van de benodigde kenmerken
- Baron Cuvier (1769-1832) formuleerde een theorie genaamd catastrofisme: soorten
worden periodiek uitgedoofd door plotselinge rampen en vervolgens vervangen door
andere soorten.
Bewijs voor evolutie voor Darwin was afkomstig van drie bronnen:
- Opvallende structurele overeenkomsten tussen verschillende levende soorten. De
overeenkomsten wijzen op een gemeenschappelijke voorouder.
- Fossielen: botten uit oudere geologische lagen waren niet hetzelfde als botten uit
recentere geologische lagen. De verschillen tussen de geologische lagen wijzen op
een verandering van de organische structuur over de tijd.
- Verschillende soorten hadden een vergelijkbare embryologische ontwikkeling wat
wijst op een gemeenschappelijke voorouder.
De evolutionisten voor Darwin hadden geen theorie die kon verklaren hoe veranderingen
over tijd plaatsvonden en hoe de functionele kenmerken (lange nek van een giraf of stekels
van een stekelvarken) van soorten konden ontstaan. Darwin voorzag de evolutionisten van
een causaal mechanisme dat de biologische verschijnselen kon verklaren.
LEERDOEL 1: WAT IS DE EVOLUTIETHEORIE VAN DARWIN ?
EVOLUTIE
Evolutie: soorten ondergaan een geleidelijke en geordende verandering. De evolutietheorie
van Darwin is gebaseerd op het functionalisme: het principe dat biologische fenomenen het
best begrepen kunnen worden door te proberen te bergrijpen wat het functionele nut is van
een kenmerk voor het organisme. Alle kenmerken van organismen hebben volgens Darwin
een functionele betekenis. De botten van verschillende dieren zijn geadapteerd om
verschillende functies uit te voeren.
Darwin heeft ontdekt dat verschillende vinken een gemeenschappelijke voorouder hadden,
maar er variatie was ontstaan als gevolg van de verschillende ecologische omstandigheden
,waarin de dieren leefden. De geografische variatie gaf bewijs voor het idee dat diersoorten
kunnen veranderen over tijd als gevolg van de ecologische omstandigheden.
Darwin stelde dat er veel meer organismen bestonden dan het aantal organismen dat
daadwerkelijk konden overleven en voortplanten. Het resultaat is een proces van struggle
for existence: gunstige soorten blijven bestaan en ongunstige soorten sterven uit. Wanneer
dit proces van generatie na generatie wordt herhaald wordt door adaptatie een nieuwe
soort gevormd. Fitness: het vermogen van organismen om te overleven en hun genen door
te geven aan een volgende generatie.
PRODUCTEN VAN EVOLUTIE
Het evolutieproces bestaat uit drie producten:
1. Adaptaties (primaire product van evolutie): erfelijk en betrouwbaar ontwikkelde
eigenschappen die het gevolg zijn van natuurlijke selectie doordat de eigenschappen
de overlevingskans en voortplantingskans vergroten. De eigenschappen hebben een
functioneel design en hebben de functie op adaptieve problemen op te lossen. De
adaptaties hebben een genetische basis en moeten worden overgedragen op
generaties. De adaptaties zijn over het algemeen soort-specifiek en soort-typisch.
Iedere adaptatie heeft een eigen evolutie periode. Organismen met deze
eigenschappen zullen beter kunnen overleven en voortplanten dan andere
organismen waardoor ze over generaties heen meer zullen voorkomen in de
populatie. Environment of evolutionary adaptedness: de adaptieve problemen die
verantwoordelijk zijn geweest voor het vormen van de adaptatie. Adaptatie periode:
de tijd waarin de adaptatie langzaam werd gevormd. Voorbeeld: navelstreng.
2. Bijproducten: eigenschappen die adaptieve problemen niet oplossen en geen
functioneel design hebben. De bijproducten zijn een bijzaak van de eigenschappen
met een functioneel design omdat ze daaraan gekoppeld zijn. Voorbeeld: navel.
3. Willekeurige effecten: willekeurige effecten die gekoppeld zijn aan adaptaties en
geproduceerd worden door plotselinge veranderingen in mutaties,
omgevingsfactoren of ongelukken en fouten tijdens de ontwikkeling. Willekeurige
effecten kunnen een positief of negatief effect hebben op het organisme.
Willekeurige effecten kunnen ook neutraal zijn. Voorbeeld: vorm van de navel.
- Ruis: een willekeurig effect dat niet gekoppeld is aan de adaptatie maar
onafhankelijk is van de adaptieve eigenschappen.
,LEERDOEL 2: WAT IS NATUURLIJKE SELECTIE?
NATUURLIJKE SELECTIE
Theorie van natuurlijke selectie: gericht op adaptaties die het gevolg zijn van succesvolle
overleving. Natuurlijke selectie: verschijnsel dat organismen met een beter aan het milieu
aangepast genotype een grotere overlevingskans en voortplantingskans hebben en daardoor
meer in de populatie zullen voorkomen dan anderen. Natuurlijke selectie is het proces
waarbij geërfde eigenschappen die een selectief voordeel opleveren in de populatie
toenemen. Een voorbeeld van een voordelige eigenschap is een brede snavel wanneer voor
een populatie vinken alleen zaden beschikbaar zijn.
Natuurlijke selectie bestaat uit drie cruciale voorwaarden:
- Variatie: organismen variëren in de kenmerken die ze hebben en deze variatie is
essentieel voor het proces van evolutie. De variatie tussen organismen vormt het
ruwe materiaal voor evolutie.
- Inheritance: slechts een deel van de variatie tussen organismen wordt overgeërfd
van generatie op generatie. Alleen variaties die worden overgeërfd spelen een rol
binnen het evolutieproces. Variaties die worden veroorzaak door omgevingsfactoren
hebben geen rol binnen het evolutieproces zoals een misvormde vleugel door
omgevingsfactoren.
- Selectie: afhankelijk van de omgeving waarin een soort leeft, zijn sommige
eigenschappen gunstig en andere eigenschappen nadelig. Een organisme dat
voornamelijk gunstige eigenschappen bezit, heeft een grotere kans om veel
nakomelingen te produceren dan een organisme met veel nadelige eigenschappen.
Organismen met de gunstige eigenschappen laten meer nakomelingen achter omdat
die eigenschappen helpen bij de taken van overleving of voortplanting.
Survival of the fittest: de organismen die het best zijn aangepast aan de omgeving hebben
een grotere kans om te overleven en zich voor te planten. Survival of the fittest is de
natuurlijke selectie die optreedt door het overleven van het nageslacht van de best
aangepaste binnen een populatie.
Differentieel reproductie succes: het relatieve reproductie succes van een groep
organismen ten opzichte van een andere groep organismen. Reproductie succes is belangrijk
om eigenschappen met een selectief vooroordeel van generatie op generatie over te dragen.
, LEERDOEL 3: WAT IS SEKSUELE SELECTIE?
SEKSUELE SELECTIE
De theorie van natuurlijke selectie kon geen verklaring geven voor het bestaan van
eigenschappen die geen overlevingsfunctie hadden. De staart van een pauw was
bijvoorbeeld een opvallende eigenschap die juist roofdieren leek aan te trekken. Daarnaast
verschilden mannelijke en vrouwelijke pauwen aanzienlijk in de structuur en grootte van de
staart. Om antwoord te geven op dit fenomeen formuleerde Darwin een tweede theorie.
Theorie van seksuele selectie: gericht op adaptaties die het gevolg zijn van succesvolle
mating. Er zijn twee manieren waarop seksuele selectie plaatsvindt:
- Intraseksuele competitie: competitie tussen leden van hetzelfde geslacht. Een
voorbeeld is twee herten die met de hoorns in elkaar strijden. Het organisme dat de
competitie verliest faalt er gewoonlijk in om zich te reproduceren. De eigenschappen
die leiden tot succesvolle mating worden doorgegeven. Evolutieveranderingen over
tijd kunnen dus het gevolg zijn van intraseksuele competitie. Mannelijke organismen
strijden fysiek tegen elkaar om seksuele toegang tot vrouwtjes te krijgen.
- Interseksuele selectie (selectie voorkeurspartner): als de leden van een bepaalde
geslacht een idee hebben over de kwaliteiten die gewenst zijn in de leden van het
andere geslacht, dan worden de leden van het andere geslacht die deze kwaliteiten
bevatten gekozen voor paring. De organismen die de kwaliteiten niet hebben falen
om zich te reproduceren. Female choice: voornamelijk vrouwelijke organismen zijn
discriminerend en kieskeurig bij het vinden van een mannelijke
voortplantingspartner. De staart van een pauw is geëvolueerd als gevolg van
interseksuele selectie: vrouwelijke pauwen hadden de voorkeur voor mannelijke
pauwen met een grote staart.
NATUURLIJKE SELECTIE EN SEKSUELE SELECTIE IN DE EVOLUTIETHEORIE
De rol van natuurlijke selectie en seksuele selectie in de evolutietheorie
1. Natuurlijke selectie en seksuele selectie zijn de primaire oorzaak van evolutionaire
veranderingen en adaptaties, maar niet de enige oorzaak van evolutionaire
veranderingen. Genetische drift: willekeurige veranderingen in de genetische
opmaakt van een populatie.
- Mutaties: toevallige veranderingen in chromosomen van het DNA of de
geslachtscellen
- Founder effect: een kleine proportie van de populatie vormt een nieuwe niet-
representatieve kolonie waarbij een bepaalde eigenschap wordt doorgegeven
en het genetisch materiaal veranderd.
- Genetic bottlenecks: een grotere vermindering van de oorspronkelijke
populatie door een catastrofe waardoor een bepaalde eigenschap in de
overgebleven populatie voor verandering in het genetisch materiaal kan
zorgen.
Probleem 1. Natuurlijke selectie
EXTRA
EVOLUTIE VOOR DARWIN
Voor Darwin hadden verschillende wetenschappers ideeën over evolutie:
- Jean Lamarck (1744-1829) was een van de eerste wetenschapper die het woord
biologie gebruikte: de studie over het leven als aparte wetenschap. Hij geloofde in
twee belangrijke oorzaken van veranderingen in soorten:
- Alle soorten hebben een natuurlijke neiging om een hogere vorm aan te
nemen.
- Het erven van de benodigde kenmerken
- Baron Cuvier (1769-1832) formuleerde een theorie genaamd catastrofisme: soorten
worden periodiek uitgedoofd door plotselinge rampen en vervolgens vervangen door
andere soorten.
Bewijs voor evolutie voor Darwin was afkomstig van drie bronnen:
- Opvallende structurele overeenkomsten tussen verschillende levende soorten. De
overeenkomsten wijzen op een gemeenschappelijke voorouder.
- Fossielen: botten uit oudere geologische lagen waren niet hetzelfde als botten uit
recentere geologische lagen. De verschillen tussen de geologische lagen wijzen op
een verandering van de organische structuur over de tijd.
- Verschillende soorten hadden een vergelijkbare embryologische ontwikkeling wat
wijst op een gemeenschappelijke voorouder.
De evolutionisten voor Darwin hadden geen theorie die kon verklaren hoe veranderingen
over tijd plaatsvonden en hoe de functionele kenmerken (lange nek van een giraf of stekels
van een stekelvarken) van soorten konden ontstaan. Darwin voorzag de evolutionisten van
een causaal mechanisme dat de biologische verschijnselen kon verklaren.
LEERDOEL 1: WAT IS DE EVOLUTIETHEORIE VAN DARWIN ?
EVOLUTIE
Evolutie: soorten ondergaan een geleidelijke en geordende verandering. De evolutietheorie
van Darwin is gebaseerd op het functionalisme: het principe dat biologische fenomenen het
best begrepen kunnen worden door te proberen te bergrijpen wat het functionele nut is van
een kenmerk voor het organisme. Alle kenmerken van organismen hebben volgens Darwin
een functionele betekenis. De botten van verschillende dieren zijn geadapteerd om
verschillende functies uit te voeren.
Darwin heeft ontdekt dat verschillende vinken een gemeenschappelijke voorouder hadden,
maar er variatie was ontstaan als gevolg van de verschillende ecologische omstandigheden
,waarin de dieren leefden. De geografische variatie gaf bewijs voor het idee dat diersoorten
kunnen veranderen over tijd als gevolg van de ecologische omstandigheden.
Darwin stelde dat er veel meer organismen bestonden dan het aantal organismen dat
daadwerkelijk konden overleven en voortplanten. Het resultaat is een proces van struggle
for existence: gunstige soorten blijven bestaan en ongunstige soorten sterven uit. Wanneer
dit proces van generatie na generatie wordt herhaald wordt door adaptatie een nieuwe
soort gevormd. Fitness: het vermogen van organismen om te overleven en hun genen door
te geven aan een volgende generatie.
PRODUCTEN VAN EVOLUTIE
Het evolutieproces bestaat uit drie producten:
1. Adaptaties (primaire product van evolutie): erfelijk en betrouwbaar ontwikkelde
eigenschappen die het gevolg zijn van natuurlijke selectie doordat de eigenschappen
de overlevingskans en voortplantingskans vergroten. De eigenschappen hebben een
functioneel design en hebben de functie op adaptieve problemen op te lossen. De
adaptaties hebben een genetische basis en moeten worden overgedragen op
generaties. De adaptaties zijn over het algemeen soort-specifiek en soort-typisch.
Iedere adaptatie heeft een eigen evolutie periode. Organismen met deze
eigenschappen zullen beter kunnen overleven en voortplanten dan andere
organismen waardoor ze over generaties heen meer zullen voorkomen in de
populatie. Environment of evolutionary adaptedness: de adaptieve problemen die
verantwoordelijk zijn geweest voor het vormen van de adaptatie. Adaptatie periode:
de tijd waarin de adaptatie langzaam werd gevormd. Voorbeeld: navelstreng.
2. Bijproducten: eigenschappen die adaptieve problemen niet oplossen en geen
functioneel design hebben. De bijproducten zijn een bijzaak van de eigenschappen
met een functioneel design omdat ze daaraan gekoppeld zijn. Voorbeeld: navel.
3. Willekeurige effecten: willekeurige effecten die gekoppeld zijn aan adaptaties en
geproduceerd worden door plotselinge veranderingen in mutaties,
omgevingsfactoren of ongelukken en fouten tijdens de ontwikkeling. Willekeurige
effecten kunnen een positief of negatief effect hebben op het organisme.
Willekeurige effecten kunnen ook neutraal zijn. Voorbeeld: vorm van de navel.
- Ruis: een willekeurig effect dat niet gekoppeld is aan de adaptatie maar
onafhankelijk is van de adaptieve eigenschappen.
,LEERDOEL 2: WAT IS NATUURLIJKE SELECTIE?
NATUURLIJKE SELECTIE
Theorie van natuurlijke selectie: gericht op adaptaties die het gevolg zijn van succesvolle
overleving. Natuurlijke selectie: verschijnsel dat organismen met een beter aan het milieu
aangepast genotype een grotere overlevingskans en voortplantingskans hebben en daardoor
meer in de populatie zullen voorkomen dan anderen. Natuurlijke selectie is het proces
waarbij geërfde eigenschappen die een selectief voordeel opleveren in de populatie
toenemen. Een voorbeeld van een voordelige eigenschap is een brede snavel wanneer voor
een populatie vinken alleen zaden beschikbaar zijn.
Natuurlijke selectie bestaat uit drie cruciale voorwaarden:
- Variatie: organismen variëren in de kenmerken die ze hebben en deze variatie is
essentieel voor het proces van evolutie. De variatie tussen organismen vormt het
ruwe materiaal voor evolutie.
- Inheritance: slechts een deel van de variatie tussen organismen wordt overgeërfd
van generatie op generatie. Alleen variaties die worden overgeërfd spelen een rol
binnen het evolutieproces. Variaties die worden veroorzaak door omgevingsfactoren
hebben geen rol binnen het evolutieproces zoals een misvormde vleugel door
omgevingsfactoren.
- Selectie: afhankelijk van de omgeving waarin een soort leeft, zijn sommige
eigenschappen gunstig en andere eigenschappen nadelig. Een organisme dat
voornamelijk gunstige eigenschappen bezit, heeft een grotere kans om veel
nakomelingen te produceren dan een organisme met veel nadelige eigenschappen.
Organismen met de gunstige eigenschappen laten meer nakomelingen achter omdat
die eigenschappen helpen bij de taken van overleving of voortplanting.
Survival of the fittest: de organismen die het best zijn aangepast aan de omgeving hebben
een grotere kans om te overleven en zich voor te planten. Survival of the fittest is de
natuurlijke selectie die optreedt door het overleven van het nageslacht van de best
aangepaste binnen een populatie.
Differentieel reproductie succes: het relatieve reproductie succes van een groep
organismen ten opzichte van een andere groep organismen. Reproductie succes is belangrijk
om eigenschappen met een selectief vooroordeel van generatie op generatie over te dragen.
, LEERDOEL 3: WAT IS SEKSUELE SELECTIE?
SEKSUELE SELECTIE
De theorie van natuurlijke selectie kon geen verklaring geven voor het bestaan van
eigenschappen die geen overlevingsfunctie hadden. De staart van een pauw was
bijvoorbeeld een opvallende eigenschap die juist roofdieren leek aan te trekken. Daarnaast
verschilden mannelijke en vrouwelijke pauwen aanzienlijk in de structuur en grootte van de
staart. Om antwoord te geven op dit fenomeen formuleerde Darwin een tweede theorie.
Theorie van seksuele selectie: gericht op adaptaties die het gevolg zijn van succesvolle
mating. Er zijn twee manieren waarop seksuele selectie plaatsvindt:
- Intraseksuele competitie: competitie tussen leden van hetzelfde geslacht. Een
voorbeeld is twee herten die met de hoorns in elkaar strijden. Het organisme dat de
competitie verliest faalt er gewoonlijk in om zich te reproduceren. De eigenschappen
die leiden tot succesvolle mating worden doorgegeven. Evolutieveranderingen over
tijd kunnen dus het gevolg zijn van intraseksuele competitie. Mannelijke organismen
strijden fysiek tegen elkaar om seksuele toegang tot vrouwtjes te krijgen.
- Interseksuele selectie (selectie voorkeurspartner): als de leden van een bepaalde
geslacht een idee hebben over de kwaliteiten die gewenst zijn in de leden van het
andere geslacht, dan worden de leden van het andere geslacht die deze kwaliteiten
bevatten gekozen voor paring. De organismen die de kwaliteiten niet hebben falen
om zich te reproduceren. Female choice: voornamelijk vrouwelijke organismen zijn
discriminerend en kieskeurig bij het vinden van een mannelijke
voortplantingspartner. De staart van een pauw is geëvolueerd als gevolg van
interseksuele selectie: vrouwelijke pauwen hadden de voorkeur voor mannelijke
pauwen met een grote staart.
NATUURLIJKE SELECTIE EN SEKSUELE SELECTIE IN DE EVOLUTIETHEORIE
De rol van natuurlijke selectie en seksuele selectie in de evolutietheorie
1. Natuurlijke selectie en seksuele selectie zijn de primaire oorzaak van evolutionaire
veranderingen en adaptaties, maar niet de enige oorzaak van evolutionaire
veranderingen. Genetische drift: willekeurige veranderingen in de genetische
opmaakt van een populatie.
- Mutaties: toevallige veranderingen in chromosomen van het DNA of de
geslachtscellen
- Founder effect: een kleine proportie van de populatie vormt een nieuwe niet-
representatieve kolonie waarbij een bepaalde eigenschap wordt doorgegeven
en het genetisch materiaal veranderd.
- Genetic bottlenecks: een grotere vermindering van de oorspronkelijke
populatie door een catastrofe waardoor een bepaalde eigenschap in de
overgebleven populatie voor verandering in het genetisch materiaal kan
zorgen.
