Luku 11

B1.

Eroja saavat aikaan: mutaatiot, suvullinen lisääntyminen

Hyödyt: erilaiset ominaisuudet ovat hyödyllisiä eri ympäristöolosuhteissa → mahdollistaa lajin säilymisen

B2.
Miten perinnöllinen muuntelu liittyy eliön lisääntymistapaan, mutaatioon, kelpoisuuteen ja evoluutioon?

• Lisäätymistapa: suvullisessa lisääntymisessä syntyy enemmän perinnöllistä muuntelua kuin suvuttomassa
• Mutaatiot: uusia ominaisuuksia syntyy mutaatioiden kautta. Suvuttomassa lisääntymisessä mutaatiot ovat ainoa perinnöllisen muuntelun lähde.
• Kelpoisuus: perinnöllisen muuntelun ansiosta suvullisesti lisääntyvät yksilöt ovat geneettisesti erilaisia, ja tämän vuoksi niillä voi olla erilainen kelpoisuus
• Evoluutio: suvullinen lisääntyminen tuottaa enemmän perinnöllistä muuntelua, mikä mahdollistaa nopeamman evoluution (lajien syntymisen)

B3.
a) perinnöllinen muuntelu
b) sopeuma (suojaväritys saalistusta ajatellen): musta väritys on hyvä naamiokeino hämärässä sademetsässä, kun taas vaalean kellertävät ja täplikkäät värimuunnokset ovat hyvä suojaväritys savannimaisessa elinympäristössä
c) ero johtuu yhdestä geenistä (resessiivinen alleeripari); samassakin pentueessa voi olla eri värimuotoja

C1.
a) Turkkien eri värit ja kuviot toimivat suojavärityksenä erilaisissa elinympäristöissä. Näin saalistava ilves ei tule nähdyksi niin helposti, sillä ilves saalistaa väijymällä.
b) Muuntelu on seurausta geneettisistä ja ympäristön aiheuttamista eroista. Muuntelua ilmenee yhden populaation yksilöiden välillä (yksilömuuntelu) tai saman lajin eri populaatioiden välillä (ryhmämuuntelu). Perinnöllinen muuntelu on evoluution edellytys.
c) Toiset yksilöt ovat arempia kuin toiset.
d) Yksilön käyttäytymiseen vaikuttavat perintötekijät ja ympäristö (kokemukset ja oppiminen).
e) Ilves on hämäräeläin, joka viihtyy kivikkoisessa ja mäkisessä metsämaastossa. Se on väijymällä saalistava petoeläin. Ilves elää yksinään lisääntymisajan ulkopuolella.

C2.
a) Jos lajin on mahdollista mukautua ympäristöön, se lisää omia selviytymismahdollisuuksiaan merkittävästi.
b) Muovautumismuuntelu on erityisen tärkeää eliöillä, jotka eivät pysty liikkumaan ja siten etsimään parempaa kasvuympäristöä.
c) Mitä elintärkeämpi tai lisääntymisen kannalta tärkeä piirre on, sitä varmemmin kaikki yksilöt ovat samankaltaisia.
d) –
e) Ulkonäössä eroa voi olla asioissa, joihin on helppo vaikuttaa, esimerkiksi kampaus. Toisaalta oppimissaan tiedoissa ja taidoissa voi eroa olla paljonkin.

C3.

Johtuu: mutaatio väripigmenttien kehittymistä koodaavassa geenissä.

Lisääntyminen voi olla vaikeaa, jos pariutumisen edellytyksenä on korea ja näyttävä väritys, kuten useilla linnuilla ja kaloilla. Lisäksi albiinoyksilö tulee helposti nähdyksi ja siten saalistetuksi. UV-säteilyltä suojaavan pigmentin puuttuessa eläin altistuu enemmän UV-säteilylle.

D1.

• Voikukan juuri voidaan jakaa samankokoisiin osiin, ja kasvattaa niistä aikuisia yksilöitä eri olosuhteissa
• Myös solukkoviljely on toinen vaihtoehto

_________________________________

Luku 12

B1.

a) Vasenkierteisiä kotiloita on jäänyt henkiin ja ne ovat lisääntyneen oikeakierteisiä kotiloita enemmän. Toisin sanoen vasenkierteisyydestä on tullut luonnonvalinnan suosima ominaisuus ja samalla lisääntymisetu.
b) Suuntaavasta valinnasta: käärmeet ovat sopeutuneet syömään kierteistä kotiloa tehokkaasti.
c) Kaikista luonnonvalintatyypeistä seuraa populaation sopeutumista edistävien geenien (alleelien) yleistymistä ja sitä huonontavien alleelien vähenemistä. Tällöin alleelien lukusuhteet populaatiossa muuttuvat eli tapahtuu evoluutiota. Oikeakierteisyyttä aiheuttava alleeli/ alleelit harvinaistuvat vähentäen perinnöllistä muuntelua alueilla, joissa kotilokäärme esiintyy.

B2.

a) Teollisuusmelanismi on mikroevoluution ilmiö, jossa esimerkiksi monien perhosten tummien muotojen on todettu yleistyneen teollisuuden aiheuttaman ympäristön saastumisen (tummumisen) takia.
b) Lajin yksilöiden välillä on luontaisia värisävyeroja eli geneettistä muuntelua.
c) Väriin vaikuttavaan alleeliin (geenin muoto) ja sitä kautta perhosyksilöiden väritykseen.
d) Jäkälät ovat erityisen herkkiä ilmansaasteille.
e) Tämä johtui siitä, että vaaleat perhosyksilöt erottuivat hyvin tummaa puunrunkoa vasten ja joutuivat siten helpommin saalistavan linnun syötäväksi. Täten tummien yksilöiden määrä kasvoi vaaleisiin yksilöihin nähden.
f) Tummat yksilöt jäivät henkiin ja lisääntyivät vaaleita yksilöitä enemmän, jolloin yhä suurempi osa jälkeläisistä oli sävyltään tummia.
g) suuntaava valinta.
h) Kun ilmansaasteet vähenevät voi tapahtua päinvastainen muutos eli vaaleat perhoset alkavat yleistyä tummien värimuotojen sijaan.

B3. Valintapaine

Seuraava esimerkki osoittaa, että luonnonvalinta voi vaikuttaa nopeastikin populaation yksilöiden ominaisuuksiin. Joissakin tapauksissa luonnonvalinnan vaikutuksia voidaan seurata jopa geenitasolla.
Yhden esimerkin ripeästä luonnonvalinnasta tarjoaa miljoonakala. Se on pieni akvaariokalana tunnettu Etelä- ja Väli-Amerikasta peräisin oleva parvikala, jonka koirailla on yleensä suuri ja värikäs pyrstö. Koiraat eivät kuitenkaan ole kaikkialla yhtä näyttävän näköisiä. Trinidadin saarella on populaatioita, joiden koiraiden väritys on päinvastoin hyvin vaatimaton. Huomiota herättämättömiä koiraita esiintyy runsaimmin vesissä, joissa on paljon petokaloja. Tästä tutkijat päättelivät, että nämä populaatiot ovat sopeutuneet elinympäristöön ”luopumalla” kirkkaasta värityksestä, joka houkuttelee pedot koiraiden kimppuun. Teoriaa testattiin siirtämällä petokaloja alueille, missä miljoonakalakoirailla oli poikkeuksellisen näyttävä pyrstö. Muutaman sukupolven päästä koiraiden ulkoasu oli vaatimaton. Näyttävät koiraat olivat joutuneet petojen syötäviksi, ja sukua olivat päässeet jatkamaan vain huomiota herättämättömät yksilöt.

a) Miksi miljoonakalakoirailla on yleensä värikäs pyrstöevä? V: Värikäs pyrstö kiinnittää kutuaikana naaraskalojen huomion.
b) Miksi joissakin elinympäristöissä elävät koiraat ”menettivät” huomiota herättävän ulkonäkönsä (eli luonnonvalinta karsii komean pyrstön tuottavia geenien muotoja)? V: Värikäs pyrstö kiinnittää kutuaikana naaraskalojen huomion.
c) Mitkä valintapaineet siis vaikuttavat miljoonakalakoiraiden väritykseen? V: Liian paljon huomiota herättävä väritys houkuttelee saalistajat koiraskalojen kimppuun. Väritykseen vaikuttavat vastakkaiset valintapaineet: toisaalta pedoilta suojautuminen ja toisaalta naaraiden huomion saaminen.

-------------

B4. Havaijinsirkat
Havaijilla erään sirkkalajin koiraat houkuttelivat naaraista sirittämällä. Saarelle levisi 1800-luvulla uusi tulokaslaji; eräs loiskärpänen. Loiskärpänen laski munansa sirkkakoiraisiin, jotka kärpänen paikallisti kuuloaistinsa avulla. Kuoriuduttuaan loiskärpäsen toukat söivät sirkkakoiraan. Loiskärpäset vähensivät sirkkapopulaatiota rajusti. Lopulta sirittävistä koiraista ei enää tehty kuulohavaintoja.

Kuitenkin myöhemmin 1990-luvulla huomattiin, että sirkkakoiraita oli saarella runsaasti. Ne vaan eivät enää sirittäneet. Miten selität tämän? (Ps. lisätietoa löydät internetistä tutkijan nimellä ja kenttäsirkan englanninkielisellä nimellä: "Zuk" ja "cricket").

a) Minkälaiset koiraat olivat alun perin saarella kelpoisimpia? V: Sirittävät (”houkutusääni” naaraille)
b) Mikä bioottisen ympäristötekijän muutos heikensi sirittävien sirkkakoiraiden kelpoisuutta? Miksi näin kävi? V: Loiskärpäsen ilmaantuminen saarelle, sillä ne löysivät loisimisen kohteiksi sirisiviä sirkkoja.
c) Minkälaiset sirkkakoiraat olivat tässä muuttuneessa ympäristössä kelpoisimpia? Miksi? V: ”Hiljaiset” koiraat, koska loiskärpäset eivät löytäneet niitä.
d) Miten ja miksi populaatio muuttui koiraiden suhteen? V: Sirittävät koiraat hävisivät saarelta. Luonnonvalinnan seuruksena ei-sirityskykyiset koiraat yleistyivät ja lisääntyessään siirsivät tätä ominaisuutta populaatioon

B5.
a) Mikä biologian ala tutkii muinaista eliömaailmaa fossiilien avulla? Paleontologia .
b) Mikä on fossiili? Mitä sanan latinankielinen alkuperä fossilis tarkoittaa kirjaimellisesti? Vähintään 10 000 vuotta vanha eliön jäänne / maasta kaivettu.
c) Miksi fossiilien syntyminen vaatii hapettomat (anaerobiset) olosuhteet? Hapettomissa olosuhteissa ei ole hajotustoimintaa.
d) Fossiili ei ole aina aikanaan eläneen eliön osa, vaan se voi olla eliön jättämä jälki tai merkki. Anna esimerkki tällaisesta fossiilityypistä. Vvalos, painanne ja kivettymä

C1.
a) Reviirikäyttäytymisen merkitys evoluution kannalta on se, että vain ne yksilöt, joilla on reviiri pääsevät lisääntymään. Reviirin valtaaminen kertoo välillisesti koirasyksilön hyvistä ominaisuuksista ja vahvuuksista. Parhaan reviirin omaavat yksilöt houkuttelevat tehokkaimmin naaraita. On olemassa myös esimerkiksi yöpymis- ja ruokailureviirejä.
b) Muuttoliikkeen avulla yksilöt ja niiden geenit siirtyvät populaatiosta toiseen lisäten perinnöllisen muuntelun mahdollisuutta. Evoluutioon vaikuttaa geenivirta, jonka avulla eri alueilla elävien saman lajin populaatioiden välillä siirtyy geenejä esimerkiksi siitepölyn, siementen ja yksilöiden välityksellä.
c) Koska parittelua edeltävään soidinkäyttäytymiseen vaikuttaa yksilön perimä (synnynnäiset vaistot ja vietit), niin yleensä vain saman lajit yksilöt tunnistavat lajitoverinsa soidinkäyttäytymisen. Vastavuoroisiin vaistotoimintoihin (signaalit) perustuva soidin johtaa saman lajin yksilöiden paritteluun. Näin soidinkäyttäytyminen toimii lähisukuisten lajien kesken isolaatiotekijänä.
d) Kalat, sammakkoeläimet ja hyönteiset tuottavat valtavan määrän jälkeläisiä korvatakseen suuren poikaskuolleisuuden. Nämä eliöt panostavat jälkeläistuotannossaan määrään, jolloin ainakin osa jälkeläisistä selviää todennäköisesti lisääntymisikään asti jatkamaan sukua.
e) Eläimet vaeltavat paikasta toiseen löytääkseen ravintoa, parittelukumppaneita tai elintilaa. Vaelluksien ansiosta ylitiheä populaatiokoko pienenee ja toisaalta laji saattaa laajentaa levinneisyysaluettaan. Pitkien vaellusten aikana sairaat ja heikoimmat yksilöt saattavat karsiutua pois.

C2.

Linnuilla on usein monimutkaisia soidinmenoja. Ne saattavat olla lähisukuisillakin lajeilla melko erilaiset.

a) Mitä tarkoitetaan soidinmenoilla (soidin)? V: Soidinvireen synnyttämä vaistotoimintojen ketju, joka eläimillä yleensä edeltää pariutumista ja johtaa paritteluun.

b) Mikä merkitys on sillä, että soitimeen liittyy lajityypillistä ja monimutkaista käyttäytymistoimintaa? V: Koska parittelua edeltävään soidinkäyttäytymiseen vaikuttaa yksilön perimä (synnynnäiset vaistot ja vietit), niin yleensä vain saman lajit yksilöt tunnistavat lajitoverinsa soidinkäyttäytymisen. Vastavuoroisiin vaistotoimintoihin (signaalit) perustuva soidin johtaa saman lajin yksilöiden paritteluun. Näin soidinkäyttäytyminen toimii lähisukuisten lajien kesken isolaatiotekijänä.

c) Mitä tarkoitetaan soidinalueella ja soidinpuvulla? Anna esimerkkejä. V: Soidinalue on alue, jolle koiraat kerääntyvät vuosittain soitimelle. Myös naaraat tulevat sinne paritellakseen koiraiden kanssa. Esimerkit metso, teeri ja suokukko.Soidinpuvulla tarkoitetaan erityisesti lintujen lisääntymiskautena joidenkin lajien koiraille kehittyvää tavallista värikkäämpää höyhenpukua, esimerkiksi haahka.

d) Miksi luonnossa riikinkukkokoiraiden pyrstöt eivät ole kehittyneet vielä pidemmiksi? V: Riikinkukoilla lisääntymiskumppanin valinnan tekee yleensä naaras. Tunnettu esimerkki sukupuolivalinnasta on riikinkukon pyrstön komeus. Luonnonvalinta on kuitenkin suosinut tiettyyn rajaan saakka riikinkukkokoiraan pitkää ja näyttävää pyrstöä. Ylipitkä pyrstö on kuitenkin ennemmin haitta kuin etu esimerkiksi petoja paettaessa, joten riikinkukkojen pyrstöt eivät ole kehittyneet aina vain pidemmiksi.

C3. Monien lintulajien koiraat (esimerkiksi riikinkukko, fasaani, sinisorsa ja haahka) ovat hyvin näyttäviä ja koreita naaraisiin verrattuna.

a) Miksi monien lintulajien koiraat ovat värikkäitä? Sukupuolivalinta suosii niitä koiraiden ominaisuuksia, joiden ansiosta koiras saavuttaa naaraiden suosion ja pääsee siksi lisääntymään. Sukupuolivalinnan aikaansaamat ominaisuudet ilmenevät koiraissa sekä kyvyssä kilpailla naaraista toisten koiraiden kanssa että ominaisuuksina, joilla saavutetaan naaraan suosio. Täten selkärankaisilla, kuten linnuilla ja kaloilla, koiraat ovat usein naaraita ”koreilevimpia”.

b) Miksi naaraat ovat usein vaatimattoman värisiä? Vaatimaton väritys toimii suojavärityksenä haudonnan aikana.

c) Selvitä minkä värisiä ovat edellä mainittujen lajien poikaset. Useiden lintulajien naaraat, nuoret yksilöt ja poikaset ovat ruskeankirjavia omaten hyvän suojavärityksen.

C4. YTL Hyvän vastauksen piirteet: (tehtävä 3).

C5.
”Ensimmäiset merkit bakteerien antibioottiresistenssin kehittymisestä havaittiin pian antibioottien käyttöönoton jälkeen. Erityisesti viimeisten kymmenen vuoden aikana bakteerien antibioottiresistenssin lisääntyminen ja monipuolistuminen on kuitenkin ollut yllättävän nopeaa sekä sairaaloissa että avohoidossa kaikkialla maailmassa. Bakteereilla on useita eri resistenssimekanismeja. Näistä tärkeimpiä ovat antibiootin hajottaminen tai sen rakenteen muuttaminen uuden entsyymin avulla sekä antibiootin vaikutuskohdan muuttaminen toisenlaiseksi niin, ettei antibiootti enää vaikuta bakteeriin. Antibiootin vaikutuksen välttäminen on mahdollista myös uusien aineenvaihduntareittien avulla. Eräät bakteerit pystyvät sulkemaan ulkokuorensa antibiootilta, ja toiset pystyvät jopa poistamaan antibiootin ulos bakteerisolun sisältä. Ongelmaksi ovat muodostuneet erityisesti moniresistentit bakteerit, jotka ovat resistenttejä useille eri antibiooteille samanaikaisesti.” Lähde: Duodecim-lehti

Lue teksti ja vastaa kysymyksiin.
a) Mitä tarkoitetaan resistenssillä? resistenssi eli vastustuskyky
b) Mitkä evoluutiovoimat ovat vaikuttaneet antibioottiresistenssien bakteerikantojen kehittymiseen? Eli mitkä tekijät ovat ohjanneet bakteerien nopeaa evoluutiota yllä mainitussa esimerkissä? mutaatiot → perinnöllinen muuntelu /ympäristön muuttuminen antibioottien käytön yleistyessä /valintapaineena on toiminut kyky selvitä hengissä antibiootin läsnäollessa → kelpoisuusetu vastustuskykyisille bakteereille luonnonvalinta. Antibiooteille herkät bakteerit kuolevat, mutta resistentit bakteerit voivat kasvaa ja lisääntyä häiriöttä. Nämä resistentit bakteerit saattavat levitä ja aiheuttaa infektioita muille ihmisille, jotka eivät ole käyttäneet antibiootteja.

c) Anna muita esimerkkejä nopeasta evoluutiosta. Jalostus (kotieläinjalostus ja viljelykasvien kehittely)

-------------------------

D1. Käy tutustumassa evoluutiopeliin ja pelaa sitä kaverisi kanssa.
a) Miten pelissä on simuloitu luonnonvalintaa? Pelissä saalistaja saalistaa parhaiten erottuvat yksilöt

b) Miten pelissä on otettu huomioon satunnaisajautuminen ja sattuman vaikutus evoluutioon?
Alkutilanne on satunnainen / Poistetaan satunnaisesti osa yksilöistä

c) Miten pelissä kotiloiden väri periytyy? Onko väri määrällinen vai laadullinen ominaisuus? Väri (tässä tapauksessa) on määrällinen ominaisuus

d) Mitä puutteita pelin esittämässä evoluutiomallissa on? Yksinkertaistaa värin periytymistä ja saalistusta. Muutkin ominaisuudet kuin väri vaikuttavat saaliiksi joutumiseen.

_________________________________

Luku 13

B1.
a) tonnikala (kalat) / pullokuonodelfiini (nisäkkäät) / kuningaspingviini (linnut)
b) virtaviivainen ruumiin muoto
c) samantapainen elinympäristö
d) konvergenttinen evoluutio, convergent evolution = Samankaltaisten ympäristötekijöiden aikaansaamana eri eliöryhmiin ja kehityslinjoihin kuuluvat eliölajit voivat kehittyä rakenteeltaan ja toimintaan toisiaan muistuttaviksi, vaikka niillä ei ole samaa kantamuotoa.

B2.
a) Koiraat voivat erehtyä luulemaan toisen lajin naarasta oman lajin yksilöksi
b) Erilainen soidinkäyttäytyminen, erilainen ulkonäkö, perinnölliset eroavaisuudet
c) Luonnossa monet mekanismit estävät lajien risteytymisen. Nämä isolaatiomekanismit ovat eliön ominaisuuksia, jotka estävät lajien risteytymisen keskenään tai heikentävät lajiristeymien selviämistä (lisääntymisisolaatio). Lisääntymisesteet voidaan jakaa ennen parittelua ja hedelmöitystä toimiviin ja parittelun ja hedelmöityksen jälkeen tapahtuviin. Lajit elävät eri elinalueilla tai saman elinalueen eri elinympäristöissä, joten ne eivät kohtaa.

ennen parittelua ja hedelmöitystä toimivat esteet: 
- eri lisääntymisajankohta
- erilainen soidinkäyttäytyminen
- eri elinalue tai ekologinen lokero
- sukusolujen yhteensopimattomuusà ei tapahdu hedelmöitystä

hedelmöityksen jälkeen tapahtuvat lisääntymisesteet:
- lajiristeymä kuolee alkio- tai sikiövaiheessa (tai ennen sukukypsyyttä)
- lajiristeymä on usein lisääntymiskyvytön (steriili)

B3.
a) kukkakärpänen, b) ampiainen, c) Saalistaja jättää kukkakärpäsen rauhaan luullessaan sitä myrkylliseksi ampiaiseksi. d) suojaava yhdennäköisyys

C1.
a) Isolaatio = Populaation joutuminen erilleen muista saman lajin populaatioista jonkin esteen vuoksi. Isolaatio voi olla tärkeä lajiutumista edistävä tekijä. Geenivirta tarkoittaa geenien siirtymistä populaatioiden välillä. Geenivirtaa voi tapahtua esimerkiksi muuttoliikkeen seurauksena.
b) Maakannas erottaa vesialueet toisistaan.
c) Esimerkiksi vesistöjen suolapitoisuudessa ja näkösyvyydessä on eroja. Lisäksi ravintovalikoima ja talviolosuhteet voivat vaihdella eri alueiden välillä. Toisistaan poikkeavat ympäristöt ovat voineet aiheuttaa erilaisia valintapaineita, jotka ovat vaikuttaneet eri ominaisuuksien kehittymiseen eri populaatioissa.
d) mikroevoluutio = Lajinsisäinen evoluutio, jossa tapahtuu muutoksia populaation alleelien suhteellisissa osuuksissa. Norpasta tunnetaan eri ala-lajeja.
e) Kaikkien ala-lajien tieteellinen nimi on sama: Phoca hispida. Tieteellisen nimen kolmas osa kertoo niiden kuuluvan norpan eri ala-lajeihin.
f) makroevoluutio = uusien lajien syntyyn johtava evoluutio.
g) Jos isolaatio jatkuu, alalajien kehittyminen omiksi lajeikseen on mahdollista.
h) Voidaan tutkia ala-lajien rakennetta ja käyttäytymistä. Lisäksi voidaan vertailla kromosomistoja ja dna-eroja. Jos eri alalajien yksilöt voivat saada keskenään lisääntymiskykyisen (steriili) jälkeläisen, ne kuuluvat samaan lajiin.
i) Kotoperäinen eli endeeminen eliölaji tai -alalaji esiintyy vain jollakin tietyllä ja suppealla maantieteellisellä alueella.
j) Erilaiseksi tekivät: järviympäristö, makea vesi / Uhkaavat: verkkokalastus

C2.
a) Maantieteellisesti isoloituneille alueille, kuten syrjäisiin saariin tai järviin, voi kehittyä vain siellä tavattavia lajeja. Tällaisia lajeja kutsutaan kotoperäisiksi eli endeemisiksi lajeiksi. Kotoperäisiä lajeja on esimerkiksi Galapagos-saarilla ja Australiassa.
b) Toisistaan eristyksissä olevat populaatiot kehittyvät geneettisesti omiin suuntiinsa esimerkiksi erilaisten valintapaineiden takia. Lopulta populaatioiden välillä on niin paljon perinnöllisiä eroja, että näiden eri populaatioiden yksilöt eivät enää pysty lisääntymään keskenään. Edellä kuvailtu lajiutuminen on allopatrista lajiutumista ja se on seurausta maantieteellisestä eristyneisyydestä (isolaatiosta). Toisistaan kaukana olevilla saarilla voi tapahtua allopatrista lajiutumista, mikäli yksilöt eivät siirry saarelta toiselle.
c) Näitä lajeja tavataan vain Madagaskarilla. Esimerkiksi fossan ulkonäössä on sekä koiramaisia että kissamaisia piirteitä jne.
d) Tanrekit ovat Madagaskarilla tavattava nisäkäsheimo, johon kuuluvat lajit ovat keskenään ulkonaisesti melko erilaisia.
e) konvergenttinen evoluutio = samankaltaisten ympäristötekijöiden aikaansaamana eri eliöryhmiin ja kehityslinjoihin kuuluvat eliölajit voivat kehittyä rakenteeltaan ja toimintaan toisiaan muistuttaviksi, vaikka niillä ei ole samaa kantamuotoa
f) sopeutumislevittäytyminen

C3. YTL hyvän vastauksen piirteet (tehtävä 3)

 _________________________________

Luku 14

A1.

g) Lamarckin mukaan hankitut ominaisuudet periytyvät.

Kivettymäfossiilissa eliön kudokset ovat korvautuneet mineraaleilla.

Kivettymässä eliöstä ovat säilyneet vain kovat osat

Darwinin elinaikana tunnettiin jo fossiilit.

B1.
a) Hevosten varpaiden määrä on kehityksen myötä vähentynyt yhdeksi ainoaksi kavioksi. Kovalla maalla juoksevalle vähävarpaisuus (kavio) on etu.
b) Hevosen koko on kasvanut ja samalla nopeus.
c) Fossiilisarjan avulla voidaan seurata lajin kehittymistä edeltäjistään.

B2.
a) Pidentyneet sormiluut, paksumpi ranne → evämäinen raaja
b) Pidentyneet luut, erilaistuneet sormet → kädelliset käyttävät käsiään tarttumiseen
c) Muuntuneet ja surkastuneet sormiluut → siiven rakenne
d) pidentyneet ja ohentuneet luut

C2.

a) Rakenteen (ulkoiset piirteet, luusto ym.) vertailu. Kromosomistojen (kromosomien lukumäärä, värjäysmenetelmät) tarkastelu. DNA:n vertailu (geenitekniikan menetelmät). Fossiilien vertailu
b) Kirahvin evoluutiossa mahdollisesti kilpailu muiden lehtiä syövien nisäkkäiden kanssa on johtanut siihen, että kirahvit ovat kehittyneet pitkäkaulaisiksi. Mekanismi: Populaatiossa esiintyy muuntelua ja luonnonvalinta on suosinut pitkäkaulaisia yksilöitä savannilla lyhytkaulaisten kustannuksella. Kirahvin vaaleanruskea väritys on ehkä tarjonnut valintaedun savannin puustoon sulautumisessa, okapin juovikkuus on ollut etu sademetsän tiheämmässä kasvillisuudessa.
c) Elävällä fossiililla tarkoitetaan kauan (ulkonäöllisesti) muuttumattomana säilynyttä, edelleen elävää eliölajia. Eläviä fossiileja ovat mm. varsieväkala, neidonhiuspuu ja käpypalmut.

_________________________________

Luku 15

B1.

Etelänapinat	Pienet aivot, elivät Afrikassa yli miljoona vuotta sitten
Käteväihminen	Osasivat käyttää yksinkertaisia työkaluja, isommat aivot kuin käteväihmisillä
Pystyihminen	Levisi myös Afrikan ulkopuolelle, keksi tulen käytön, isompi kuin käteväihminen
Neandertalinihminen	Vankkarakenteisia, Euroopassa ja Länsi-Aasiassa. Sukupuuttoon 28 000 vuotta sitten
Nykyihminen	Suuremmat aivot, ensimmäiset noin 40 000 vuotta sitten

B2.
a) Huonompi lämmönsäätelykyky, ei suojaa ihoa säteilyltä
b) Suojaa malarialta, mutta aiheuttaa häiriöitä hapen sitomiseen
c) Lapset eivät vieroitu maidosta / Pilaantuneesta maidosta leviää sairauksia

 

C2.
a) ihminen: Ihmisen peukalon hyvä liikkuvuus mahdollistaa tarkkuusotteen, koska peukalolla voi koskea ja painaa muita sormenpäitä. simpanssi: Simpansseilla ei ole tarkkuusotetta, koska peukalo sijaitsee simpansseilla vastoin muita sormia. Tämä mahdollistaa puristusotteen. Ihmisapinoilla on kaarevat sormen luut ja pitkät sormien luut.
b) Ihmisellä käsivarren luut ovat lyhyemmät kuin simpanssilla. Simpanssit käyttävät käsiään puissa liikkumiseen.
c) ihminen: Ihminen on sopeutunut kahdella jalalla kävelemiseen: isovarvas suuntautuu eteenpäin kävelyä tukien/ lonkkaluut yhdistävät selkärangan lantion luihin. Reisiluu on vinosti sisäänpäin ja lantio lyhyt ja leveäà jalkaterät suoraan vartalon alla, ylävartalo pysyy paikallaan kävellessä. simpanssi: reisiluu on samansuuntainen selkärangan ja säären luiden kanssa, kävely keinuvaa ja pystykävely kuluttaa paljon energiaa
d) Ihmisen aivot ovat suhteutettuna muuhun ruumiin kokoon poikkeuksellisen suuret. Erityisesti isoaivojen otsa- ja ohimolohkot ovat kasvaneet ihmisen evoluution kuluessa.

D1.

Etelänapinoiden aivokopan tilavuus oli noin 400 cm³ (kuten nykysimpansseilla) ja Homo-suvun edustajilla keskimärin noin 700 cm³-1000 cm³. Neandertalinihmisen aivokopan tilavuus oli keskimäärin 1420 cm³ eli nykyihmiseen verrattuna hieman enemmän.
Ravinnon kypsentäminen (tulen keksiminen) edesauttoi ravintoaineiden imeytymistä ja siten energian saantia. Liharavinto sisälsi enemmän energiaa ja valkuaisaineita, joka helpotti aivojen kasvua. Luonnonvalinta suosi aivojen koon kasvua, sillä sillä oli yhteys käden taitoihin, puhekielen syntymiseen ja kekseliäisyyteen.


Aivojen koon kasvuun liittyy myös ristiriesaa. Jos vastasyntyneellä olisi suuret aivot, normaali alatiesynnytys ei onnituisi. Synnytyskanava ei ole voinut laajentua jatkuvasti, koska se olisi estänyt pystyasennon ja kahdella raajalla liikkumisen. Tästä syystä aivot (huom! aukileet) jatkavat kasvuaan syntymän jälkeen. Lisäksi suuret aivot kuluttavat runsaasti energiaa ja happea.

_________________________________

Luku 16

 

B1.

a) Tieteellisen nimen ensimmäinen osa kertoo suvun (Larus = lokit), johon eliö kuuluu. Larus canus on siis lokkilaji.
b) Luokittelun ­tarkoituksena on se, että tutkijat kaikkialla maailmassa tietävät yksiselitteisesti, mitä lajia muut tutkijat tarkoittavat tutkimuksissaan, kun käytetään kaikkialla samoja tieteellisiä nimiä ja nimet ovat pysyviä.

c) Kunta: Eläinkunta, Luokka: Linnut, Lahko: Rantalinnut, heimo: Lokit, Suku: Lokit

d) Aikuisen yksilön höyhenpeitteessä on mustaa ja valkoista tai harmaan sävyjä. Lokit ovat kaikkiruokaisia, rannikoilla ja sisävesillä esiintyviä lintuja. Ne pesivät maassa.
e) Larus sp. ”Larus sp.” tarkoittaa käytännössä, että lintu on tunnistettu Larus-sukuun kuuluvaksi lokiksi mutta lajia ei tiedetä. Merkintä ”sp.” johtuu latinan sanasta species, ’laji’. Sitä käytetään suvun nimen jäljessä osoittamassa tarkemmin määrittämätöntä lajia.
f) Merkintä tarkoittaa sinisorsan ja harmaasorsan risteymää eli hybridiä. Sitä ilmaistaan käyttämällä × -merkkiä risteytyneiden kantalajien nimien välissä. Ristiriita lajikäsitteen määrittelyn kanssa johtuu siitä, että yleensä vain saman lajin yksilöt kykenevät lisääntymään keskenään.
g) Lajinimen perässä oleva kolmas nimiosa tarkoittaa alalajia. Suomenselkälokki (Larus fuscus fuscus) on selkälokin alalaji.

B2.
a) susi: eläimet, b) voikukka: kasvit, c) kärpässieni: sienet, d) kolibakteeri: bakteerit, e) ahdinparta: alkueliöt, f) ameba: alkueliöt

C1.
a) kunta: eläimet, luokka: nisäkkäät, lahko: petoeläimet ja heimo: koiraeläimet
b) Susi (Canis lupus) ja koira (Canis familiaris) tai (Canis lupus familiaris)
c) Tieteellinen nimitys riippuu siitä, että pidetäänkö koiraa ja sutta lähisukulaislajeina vai koiraa suden kesynä muotona. Sekä koira ja susi kuuluvat sukuun koirat. Suden ja koiran kehityslinjojen erkanemisajankohdasta on esitetty toisistaan erilaisia arvioita. Yleisesti esitetään, että koira polveutuu sudesta ja kehityslinjojen erkanemiskohta oli noin 10 000 -15 00 vuotta sitten. Joka tapauksessa susi ja koira voivat saada keskenään lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä (koirasusia).

Domeeni: Aitotumaiset Eucarya

Kunta: Eläinkunta Animalia

Pääjakso: Selkäjänteiset Chordata

Luokka: Nisäkkäät Mammalia

Lahko: Petoeläimet Carnivora

Heimo: Koiraeläimet Canidae

Suku: Ketut Vulpes

Laji: Vulpes vulpes

Domeeni: Aitotumaiset Eucarya

Kunta: Eläinkunta Animalia

Pääjakso: Selkäjänteiset Chordata

Luokka: Nisäkkäät Mammalia

Lahko: Petoeläimet Carnivora

Heimo: Kissaeläimet Felidae

Suku: Felis

Laji: Felis catus tai Felis silvestris catus

Suden ja kissan luokittelu on samanlainen lahko-tasolle asti eli molemmat lajit ovat nisäkkäisiin ja selkäjänteisiin kuuluvia petoeläimiä.

Jotkut pitävät kesykissaa omana lajinaan (Felis catus) tai villikissan alalajina (Felis silvestris catus).

C2.
a) silmälasikarhu (Tremarctos ornatus). Silmälasikarhu kuuluu eri sukuun kuin musta- ja jääkarhu.
b) Esimerkiksi: Mustakarhu (Ursus Americanus) elää Pohjois-Amerikassa. Jääkarhu (Ursus maritimus) on arktisten merialueiden karhulaji.

c) Kärpän (Mustela erminea) luokittelu on lahkotasolle (petoeläimet) asti samanlainen kuin esimerkiksi karhulla.
d) Nisäkkäät ovat tasalämpöisiä ja selkärankaisia eläimiä, jotka synnyttävät eläviä poikasia. Nisäkkäät imettävät poikasiaan nisien avulla.
e) matelijat, sammakkoeläimet, linnut ja kalat
f) Kunta: eläimet, Domeeni: aitotumaiset. Linne luokitteli aikanaan eliöt vain kahteen pääryhmään, kasvi- ja eläinkuntaan. Nykyisin on käytössä kuuden kunnan järjestelmä, jonka kuntia ovat arkit, bakteerit, alkueliöt, kasvit, sienet ja eläimet. Molekyylitutkimusten perusteella eliöt voidaan myös jakaa toisella tavalla kolmeen superkuntaan (domeeni): bakteerit, arkit ja aitotumaiset eliöt.

C3. Mitä eroja ja samankaltaisuuksia on seuraavien kuntien välillä?
a) kasvit ja eläimet. Ero: eläimet eivät yhteytä, samankaltaisuus: monisoluisia, aitotumaisia
b) kasvit ja sienet. Ero: sienet eivät yhteytä, osa sienistä on yksisoluisia, sienten soluseinä on kitiiniä, kun taas kasvien selluloosaa, samankaltaisuus: aitotumaisia.
c) kasvit ja bakteerit. Erot: bakteerit ovat esitumaisia ja yksisoluisia, samankaltaisuus: osa bakteereista kykenee yhteyttämiseen (kemosynteesi).
d) arkit ja bakteerit. Ero: arkit muistuttavat geeneiltään enemmän aitotumaisia eliöitä kuin bakteereja; arkit eivät tiettävästi aiheuta sairauksia. Samankaltaisuus: Ne ovat mikroskooppisen pieniä, yksisoluisia, esitumaisia ja maapallon vanhimpia eliöitä. Suvuton lisääntyminen. Molemmat kestävät ääriolosuhteita.
e) bakteerit ja alkueliöt. Ero: bakteerit ovat esitumaisia, vain osa alkueliöistä on yksisoluisia. Samankaltaisuus: molemmissa kunnissa on sairauksia aiheuttavia lajeja.
f) kasvit ja alkueliöt. Ero: kasveissa ei ole yksisoluisia eliöitä. Samankaltaisuus: aitotumaisia.

D1.
a) harhaanjohtavat nimet muutetaan tieteellisen nykykäsityksen mukaisiksi
b) valkohäntäpeura--> valkohäntäkauris
maamyyrä--> kontiainen